STM32CubeMX | STM32使用DAC+DMA+TIM生成10KHz正弦波

工程环境：

• STM32F103RC
• KEIL MDK 5.20
• STM32CubeMX 6.0

前言

• 正弦波曲线的函数公式是：y=sin(x)

• y的范围区间是[-1:1]

• x的取值范围是任意实数

• 周期为2π

如下图所示的蓝色函数曲线：

使用DAC生成正弦波比较方便的方法是预先生成一个正弦波的数据点表，为了能够快速设置到DAC上所有会使用到DMA，然后通过定时器控制DAC的出样频率就达到了生成正弦波的效果。

那么这个正弦波数据点表是怎么生成的呢？下面就来讲解一下。

将这个y=sin(x)函数映射成我们现在的这个正弦波，那么y就是代表的电压，x代表的周期。

由于y=sin(x)的值范围在[-1:1]之间，DAC设置的时候不存在负数，所以就需要加1让公式生成的值都在正数范围内，公式就变成了y=six(x) + 1，现在值范围就成了[0:2]，但是这样最高能表示到2V，而DAC是能输出到3.3V的，也就是说y=six(x) + 1输出2V的时候代表3.3V，所以就需要对y=six(x) + 1进行扩大，比值关系就是3.3V:2V，所以公式又变成了y=(sin(x) + 1)*(3.3/2)，这样值范围就变为了[0:3.3]，然后再将电压转为DAC数值就可以了。

因为正弦波每周期的波形都是一样的，所以我们生成一个周期的数据表即可。

经试验所得，一个周期内满足32个点就能近似逼近正弦波的效果，这里为了波形更好看，我选择了100个点。

周期为2π，一共100个点，那么每两个点的间距就是2π/100。

/**
 * 生成正弦波数据点函数
 * @param NPoints       一个周期内的点数
 * @param VMaxRange     输出的电压最大值，取值范围0~3.3V
 * @param SineWaveTable 存放生成的数据点
 */
void SineWaveGen(uint32_t NPoints, float VMaxRange, uint16_t* SineWaveTable)
{
#ifndef PI
#define PI 3.14159265358979323846
#endif

	int    i       = 0;
	double radian  = 0;  // 弧度
	double setup   = 0;  // 弧度和弧度之间的大小
	double voltage = 0;  // 输出电压

	setup = (2 * PI) / NPoints;  // 两点之间的间距

	while (i < NPoints)
	{
		voltage = VMaxRange / 2.0 * (sin(radian) + 1.0);              // 计算电压
		SineWaveTable[i] = (uint16_t)(voltage * 4096 / 3.3);          // 电压转为DAC数值
		radian += setup;                                              // 下一个点的弧度
		i++;
	}
}

工程配置

时钟配置到72M主频：

配置DAC

说明：

Output Buffer：输出缓存

DAC 集成了 2 个输出缓存，可以用来减少输出阻抗，无需外部运放即可直接驱动外部负载。每个 DAC 通道输出缓存可以通过设置 DAC_CR 寄存器的 BOFFx 位来使能或者关闭。如果带载能力还不行，后面就接一个电压跟随器，选择运放一定要选择电流大的型号。
使能输出缓冲后，DAC 输出的最小电压为 0.2V，最大电压为 VREF±0.2，而未使能输出缓冲则输出可达到0V。

Tigger：触发方式

选择DAC的触发方式，可以选择为定时器触发、外部中断触发和软件触发。这里我选择了定时器6来触发DAC，因为通过设置定时器的频率就可以很方便的控制DAC输出的正弦波频率。

Wave generation mode：波形发生器

我这里没有使用。

配置DMA

配置定时器

定时器6的时钟主频为72MHz，我这里没有分频，那么把重载值设置为72，这样就得到了72M/72=1MHz的触发频率。

上面说到过我的设置是一个周期内100个点，定时器触发频率为1MHz，触发一百次才能完成一个周期的波形，所以生成的波形频率就是1MHz/100个点=10KHz。

最后启动定时器和DMA传输即可：

	HAL_TIM_Base_Start(&htim6);
	HAL_DAC_Start_DMA(&hdac, DAC_CHANNEL_2, (uint32_t *)SineWaveTable, POINTS, DAC_ALIGN_12B_R);

生成的波形用示波器查看如下：

版权声明：本文为CSDN博主「雍正不秃头」的原创文章，遵循CC 4.0 BY-SA版权协议，转载请附上原文出处链接及本声明。
原文链接：https://blog.csdn.net/qq153471503/article/details/122341769

STM32CubeMX | STM32使用DAC+DMA+TIM生成10KHz正弦波

工程环境：

• STM32F103RC
• KEIL MDK 5.20
• STM32CubeMX 6.0

前言

• 正弦波曲线的函数公式是：y=sin(x)

• y的范围区间是[-1:1]

• x的取值范围是任意实数

• 周期为2π

如下图所示的蓝色函数曲线：

使用DAC生成正弦波比较方便的方法是预先生成一个正弦波的数据点表，为了能够快速设置到DAC上所有会使用到DMA，然后通过定时器控制DAC的出样频率就达到了生成正弦波的效果。

那么这个正弦波数据点表是怎么生成的呢？下面就来讲解一下。

将这个y=sin(x)函数映射成我们现在的这个正弦波，那么y就是代表的电压，x代表的周期。

由于y=sin(x)的值范围在[-1:1]之间，DAC设置的时候不存在负数，所以就需要加1让公式生成的值都在正数范围内，公式就变成了y=six(x) + 1，现在值范围就成了[0:2]，但是这样最高能表示到2V，而DAC是能输出到3.3V的，也就是说y=six(x) + 1输出2V的时候代表3.3V，所以就需要对y=six(x) + 1进行扩大，比值关系就是3.3V:2V，所以公式又变成了y=(sin(x) + 1)*(3.3/2)，这样值范围就变为了[0:3.3]，然后再将电压转为DAC数值就可以了。

因为正弦波每周期的波形都是一样的，所以我们生成一个周期的数据表即可。

经试验所得，一个周期内满足32个点就能近似逼近正弦波的效果，这里为了波形更好看，我选择了100个点。

周期为2π，一共100个点，那么每两个点的间距就是2π/100。

/**
 * 生成正弦波数据点函数
 * @param NPoints       一个周期内的点数
 * @param VMaxRange     输出的电压最大值，取值范围0~3.3V
 * @param SineWaveTable 存放生成的数据点
 */
void SineWaveGen(uint32_t NPoints, float VMaxRange, uint16_t* SineWaveTable)
{
#ifndef PI
#define PI 3.14159265358979323846
#endif

	int    i       = 0;
	double radian  = 0;  // 弧度
	double setup   = 0;  // 弧度和弧度之间的大小
	double voltage = 0;  // 输出电压

	setup = (2 * PI) / NPoints;  // 两点之间的间距

	while (i < NPoints)
	{
		voltage = VMaxRange / 2.0 * (sin(radian) + 1.0);              // 计算电压
		SineWaveTable[i] = (uint16_t)(voltage * 4096 / 3.3);          // 电压转为DAC数值
		radian += setup;                                              // 下一个点的弧度
		i++;
	}
}

工程配置

时钟配置到72M主频：

配置DAC

说明：

Output Buffer：输出缓存

DAC 集成了 2 个输出缓存，可以用来减少输出阻抗，无需外部运放即可直接驱动外部负载。每个 DAC 通道输出缓存可以通过设置 DAC_CR 寄存器的 BOFFx 位来使能或者关闭。如果带载能力还不行，后面就接一个电压跟随器，选择运放一定要选择电流大的型号。
使能输出缓冲后，DAC 输出的最小电压为 0.2V，最大电压为 VREF±0.2，而未使能输出缓冲则输出可达到0V。

Tigger：触发方式

选择DAC的触发方式，可以选择为定时器触发、外部中断触发和软件触发。这里我选择了定时器6来触发DAC，因为通过设置定时器的频率就可以很方便的控制DAC输出的正弦波频率。

Wave generation mode：波形发生器

我这里没有使用。

配置DMA

配置定时器

定时器6的时钟主频为72MHz，我这里没有分频，那么把重载值设置为72，这样就得到了72M/72=1MHz的触发频率。

上面说到过我的设置是一个周期内100个点，定时器触发频率为1MHz，触发一百次才能完成一个周期的波形，所以生成的波形频率就是1MHz/100个点=10KHz。

最后启动定时器和DMA传输即可：

	HAL_TIM_Base_Start(&htim6);
	HAL_DAC_Start_DMA(&hdac, DAC_CHANNEL_2, (uint32_t *)SineWaveTable, POINTS, DAC_ALIGN_12B_R);

生成的波形用示波器查看如下：

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