《M144Z-M3最小系统板使用指南——STM32F103版》第三十八章 DAC输出三角波实验

正点原子运营

第三十八章 DAC输出三角波实验

1）实验平台：正点原子 M144Z-M3 STM32F103最小系统板

2) 章节摘自【正点原子】M144Z-M3最小系统板使用指南——STM32F103版

3）购买链接:https://detail.tmall.com/item.htm?&id=609293737870

4）全套实验源码+手册+视频下载地址：http://www.openedv.com/docs/boar ... _mini_sysboard.html

5）正点原子官方B站：https://space.bilibili.com/394620890

6）正点原子STM32技术交流QQ群:725095144

本章将使用软件的方式控制STM32F103的DAC输出指定幅值、频率和个数的三角波。通过本章的学习，读者将学习到DAC的使用。

本章分为如下几个小节：

38.1 硬件设计

38.2 程序设计

38.3 下载验证

38.1 硬件设计

38.1.1 例程功能

1. 按下WKUP按键，PA4引脚输出100个三角波1（幅值3.3V，频率100Hz，采样点2000）

2. 按下KEY0按键，PA4引脚输出100个三角波2（幅值3.3V，频率100Hz，采样点20）

3. LED0闪烁，提示程序正在运行

38.1.2 硬件资源

1. LED

       LED0 - PB5

2. 正点原子2.8/3.5/4.3/7/10寸TFTLCD模块

3. 按键

       WKUP - PA0

       KEY0 - PE4

4. DAC

       Channel1 - PA4

38.1.3 原理图

本章实验使用的DAC为STM32F103的片上资源，因此没有对应的连接原理图。

38.2 程序设计

38.2.1 HAL库的DAC驱动

本章实验与上一章实验十分相似，上一章实验使用按键控制DACChannel1输出“离散”的电压，而本章实验的是使用软件算法控制DAC Channel1输出的电压，使之输出一个三角波，因此大部分内容都是相似的，以及操作DAC的方式都是一样的，因此请见第38.2.1小节中HAL库的DAC驱动的相关内容。

38.2.2 DAC驱动

本章实验的DAC驱动主要负责向应用层提供DAC的初始化以及控制DAC输出指定幅值、频率和个数的三角波的函数。本章实验中，DAC的驱动代码包括dac.c和dac.h两个文件。

本章实验DAC驱动中对DAC的初始化与上一章实验中对DAC的初始化方式一致，请见第38.2.2小节中DAC初始化的相关内容提供。本小节仅介绍通过软件控制DAC输出三角波的函数，如下所示：

1. /**
   
2. *@brief   设置DAC输出三角波
   
3. *@param   max_value: 三角波波峰电压数字量
   
4. *@param   interval: 每个采样点的时间间隔，单位：微妙
   
5. *@param   samples: 一个三角波周期采样点的个数
   
6. *@param   number: 输出三角波的个数
   
7. *@retval  无
   
8. */
   
9. voiddac_triangular_wave(  uint16_t max_value,
   
10.                              uint16_t interval,
    
11.                              uint16_t samples,
    
12.                              uint16_t number)
    
13. {
    
14.     uint16_t incval;
    
15.     uint16_t curval;
    
16.     uint16_t sample_index;
    
17.     uint16_t wave_index;
    
18.    
    
19.     /* 确保采样点个数为偶数 */
    
20.    samples = ((samples + 1) >> 1) << 1;
    
21.     /* 计算每个采样点的步进值 */
    
22.    incval = max_value / (samples >> 1);
    
23.     if (incval == 0)
    
24.     {
    
25.          return;
    
26.     }
    
27.    
    
28.     for (wave_index=0; wave_index<number; wave_index++)
    
29.     {
    
30.          curval = 0;
    
31.          HAL_DAC_SetValue(&g_dac_handle, DAC_DACX_CHY, DAC_ALIGN_12B_R, curval);
    
32.          
    
33.          /* 输出上升沿 */
    
34.          for (sample_index=0; sample_index<(samples >> 1); sample_index++)
    
35.          {
    
36.              curval += incval;
    
37.              HAL_DAC_SetValue(   &g_dac_handle,
    
38.                                  DAC_DACX_CHY,
    
39.                                  DAC_ALIGN_12B_R,
    
40.                                  curval);
    
41.              delay_us(interval);
    
42.          }
    
43.          
    
44.          /* 输出下降沿 */
    
45.          for (sample_index=0; sample_index<(samples >> 1); sample_index++)
    
46.          {
    
47.              curval -= incval;
    
48.              HAL_DAC_SetValue(   &g_dac_handle,
    
49.                                  DAC_DACX_CHY,
    
50.                                  DAC_ALIGN_12B_R,
    
51.                                  curval);
    
52.              delay_us(interval);
    
53.          }
    
54.     }
    
55. }

复制代码

可以看到，该函数就是每间隔一段时间就修改一次DAC的输出电压，以控制DAC输出指定的三角波，对于该函数的实现，读者无需深究，仅需会使用该函数即可。

38.2.3 实验应用代码

本章实验的应用代码，如下所示：

1. int main(void)
   
2. {
   
3.     uint8_t t = 0;
   
4.     uint8_t key;
   
5.    
   
6.    HAL_Init();                         /* 初始化HAL库 */
   
7.    sys_stm32_clock_init(RCC_PLL_MUL9); /* 配置时钟，72MHz */
   
8.    delay_init(72);                     /* 初始化延时 */
   
9.    usart_init(115200);                 /* 初始化串口 */
   
10.    led_init();                         /* 初始化LED */
    
11.    key_init();                         /* 初始化按键 */
    
12.    lcd_init();                         /* 初始化LCD */
    
13.    dac_init();                         /* 初始化DAC */
    
14.    
    
15.    lcd_show_string(30, 50, 200, 16, 16, "STM32", RED);
    
16.    lcd_show_string(30, 70, 200, 16, 16, "DACTriangular Wave TEST", RED);
    
17.    lcd_show_string(30, 90, 200, 16, 16, "ATOM@ALIENTEK", RED);
    
18.    
    
19.    lcd_show_string(30, 110, 200, 16, 16, "WK_UP:Wave1KEY0:Wave2", RED);
    
20.    
    
21.     while (1)
    
22.     {
    
23.          key = key_scan(0);
    
24.          if (key == WKUP_PRES)
    
25.          {
    
26.              /* DAC输出三角波1，幅值3.3V，频率100Hz，采样点2000 */
    
27.              lcd_show_string(30, 130, 200, 16, 16, "DACWave1", BLUE);
    
28.              dac_triangular_wave(4095, 5, 2000, 100);
    
29.              lcd_show_string(30, 130, 200, 16, 16, "DACNone", BLUE);
    
30.          }
    
31.          else if (key == KEY0_PRES)
    
32.          {
    
33.              /* DAC输出三角波2，幅值3.3V，频率100Hz，采样点20 */
    
34.              lcd_show_string(30, 130, 200, 16, 16, "DACWave2", BLUE);
    
35.              dac_triangular_wave(4095, 500, 20, 100);
    
36.              lcd_show_string(30, 130, 200, 16, 16, "DACNone", BLUE);
    
37.          }
    
38.          
    
39.          if (++t == 20)
    
40.          {
    
41.              t = 0;
    
42.              LED0_TOGGLE();
    
43.          }
    
44.          
    
45.          delay_ms(10);
    
46.     }
    
47. }

复制代码

应用代码中会初始化DAC Channel1（PA4引脚），完成初始化后，便不断地扫描按键，并根据扫描到的按键，控制DAC Channel1输出指定幅值、频率和个数三角波。

38.3 下载验证

在完成编译和烧录操作后，便可分别按下KEY0按键和WKUP按键控制DAC Channel1输出不同类型的三角波，DAC Channel1输出的三角波可通过示波器观察PA4引脚（DAC Channel1输出引脚）看到。