代码收藏家技术教程 2023-01-08

使用STM32的DAC实现可调节频率和幅度的正弦波产生

提示：文章写完后，目录可以自动生成，如何生成可参考右边的帮助文档

文章目录

前言

一、如何产生正弦波？

二、生成采样数值函数
1.函数生成DAC数组函数

2.通过高级定时器TIM1更新中断控制DAC输出

三、通过四个按钮控制输出的频率和幅度

四、下面是我的实测波形,附上程序百度网盘

总结

前言

这个程序非常简单，说白了就是每隔一段时间改变引脚输出的电压，就能得到一个正弦波。

主要是为了方便大家调试FFT,有一个输入大于0小于3.3V取样信号，方便大家学习。

一、如何产生正弦波？

本文采用查表法的方式生成一个数值范围为[0,4096]的正弦波数组，通过定时器更新中断不断以DAC进行输出，从而产生一个正弦波，并且通过改变定时器的预装载值（ARR）或者预分频系数（psc），改变进入中断的时间进而改变正弦波频率。

二、生成采样数值函数

代码如下：

void out_sine(void) 
{
    double index = 250;//250个数据
    float pi = 3.141592;
    int fori = 0;
    float outv = 0;
    for(;fori <index;fori++)
    {
        outv = 0.5*(sin((2*pi)/index*fori)+1)*4095;
        printf("%.0f,\t",outv);
        if(!((fori+1)%8))
            printf("\r\n");//将数据打印出来
    }    
}

下表是通过串口软件打印出来的数据，有了这个一维数组我们只需要将数组里的值依次赋给DAC就能得到正弦波啦。

const u16 Sine12bit_250[250] = {
2048,	2099,	2150,	2202,	2253,	2304,	2355,	2406,	
2456,	2507,	2557,	2606,	2656,	2705,	2753,	2801,	
2849,	2896,	2942,	2988,	3034,	3079,	3123,	3166,	
3209,	3251,	3292,	3333,	3372,	3411,	3449,	3486,	
3522,	3558,	3592,	3625,	3657,	3689,	3719,	3748,	
3776,	3803,	3829,	3854,	3878,	3900,	3921,	3942,	
3961,	3978,	3995,	4010,	4024,	4037,	4048,	4059,	
4068,	4075,	4082,	4087,	4091,	4094,	4095,	4095,	
4094,	4091,	4087,	4082,	4075,	4068,	4059,	4048,	
4037,	4024,	4010,	3995,	3978,	3961,	3942,	3921,	
3900,	3878,	3854,	3829,	3803,	3776,	3748,	3719,	
3689,	3657,	3625,	3592,	3558,	3522,	3486,	3449,	
3411,	3372,	3333,	3292,	3251,	3209,	3166,	3123,	
3079,	3034,	2988,	2942,	2896,	2849,	2801,	2753,	
2705,	2656,	2606,	2557,	2507,	2456,	2406,	2355,	
2304,	2253,	2202,	2150,	2099,	2048,	1996,	1945,	
1893,	1842,	1791,	1740,	1689,	1639,	1588,	1538,	
1489,	1439,	1390,	1342,	1294,	1246,	1199,	1153,	
1107,	1061,	1016,	972,	929,	886,	844,	803,	
762,	723,	684,	646,	609,	573,	537,	503,	
470,	438,	406,	376,	347,	319,	292,	266,	
241,	217,	195,   	174,	153,	134,	117,	100,	
85,	    71,	    58,	    47,	    36,	    27,	    20,	    13,	
8,	    4,	    1,	    0,	    0,	    1,	    4,	    8,	
13,	    20,	    27,	    36,	    47,	    58,	    71,	    85,	
100,	117,	134,	153,	174,	195,	217,	241,	
266,	292,	319,	347,	376,	406,	438,	470,	
503,	537,	573,	609,	646,	684,	723,	762,	
803,	844,	886,	929,	972,	1016,	1061,	1107,	
1153,	1199,	1246,	1294,	1342,	1390,	1439,	1489,	
1538,	1588,	1639,	1689,	1740,	1791,	1842,	1893,	
1945,	1996,

};

2.通过高级定时器TIM1更新中断控制DAC输出

代码如下：

#define CLIP_ROT(V,MIN,MAX) ( ( V>MAX?MIN:(V<MIN?MAX:V) ) )  
void AdcPushData()
{
	static int DAC_index_1 = 0;
	DAC_SetChannel1Data(DAC_Align_12b_R,(Sine12bit_250[DAC_index_1])*DacAmp/10);//250个点        
                                                                              4Khz(0.4ms)
	DAC_index_1++;
	DAC_index_1 = CLIP_ROT(DAC_index_1,0,250);
}
  
void Timer1_Init(u16 arr,u16 psc)
{
	TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStrecture;
	NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_TIM1,ENABLE);/*使能定时器1的时钟*/


	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM1_UP_TIM10_IRQn;/*定时器1的中断通道使能*/
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;/*定时器1的中断通道使能*/
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;/*抢占优先级*/
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 2;/*响应优先级*/
	NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);/*配置中断分组，并使能中断*/

	TIM_TimeBaseInitStrecture.TIM_Period = arr;/*重装载寄存器*/
	TIM_TimeBaseInitStrecture.TIM_Prescaler = psc;/*预分配*/
	TIM_TimeBaseInitStrecture.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;/*时钟分频*/
	TIM_TimeBaseInitStrecture.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;/*向上计数*/
	TIM_TimeBaseInitStrecture.TIM_RepetitionCounter = 0;/*重复计数寄存器*/
	TIM_TimeBaseInit(TIM1,&TIM_TimeBaseInitStrecture);/*初始化*/

	TIM_ClearFlag(TIM1,TIM_FLAG_Update);/*清更新标志位*/
	TIM_ITConfig(TIM1,TIM_IT_Update,ENABLE);/*使能中断*/
	TIM_Cmd(TIM1,ENABLE);/*使能计数*/

}



void TIM1_UP_TIM10_IRQHandler(void)
{

    if (TIM_GetITStatus(TIM1, TIM_IT_Update) != RESET){//判断TIM中断发生与否:TIM 中断源 
		TIM_ClearITPendingBit(TIM1, TIM_IT_Update);//清除中断标志位，否则卡死在中断里 
/***************在此处添加中断执行内容******************/
	AdcPushData();
	LED1 = ~LED1;
    }
}

中断配置好了就可以输出一个好看的正弦波了，那怎么调频和调幅呢？

二、通过四个按钮控制输出的频率和幅度

代码如下：

static int DacAmp = 0.0;

void Sine()
{
	u16 key=KEY_Scan(0);
	static u16 F = 128 - 1 ;//默认50HZ	
	switch(key)
	{
		case WKUP_PRES:DacAmp +=1;break;//
		case KEY1_PRES:DacAmp -=1;break;
		case KEY2_PRES:F += 10;break;//改变TIM1的预装载值，从而改变频率
		case KEY0_PRES:F -= 10;break;
		default:break;
	}
	DacAmp = CLIP_ROT(DacAmp,0,10);
	TIM1->ARR = F;// 改变预分配系数也是可行的，(PSC)TIM1->PSC =F;
	
}

按下WKUP_PRES和KEY1_PRES，正弦波幅值变化，KEY2_PRES和KEY0_PRES控制频率变化。