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怎么实现基于STM32的DAC实现音频波形的输出？

1245 STM32

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2021-11-19 07:02:25　　评论淘帖0 邀请回答您可以邀请以下用户，快速回答问题 × heks 该类别下有 50 个回答。邀请回答 hgimtk 该类别下有 44 个回答。邀请回答新星之火12138 该类别下有 42 个回答。邀请回答 wang21cj 该类别下有 41 个回答。邀请回答 chm5 该类别下有 40 个回答。邀请回答 hjfjsdgfjdsf 该类别下有 37 个回答。邀请回答 h1654155957.9520 该类别下有 35 个回答。邀请回答 fdjslkjd 该类别下有 35 个回答。邀请回答 uvysdfydad 该类别下有 35 个回答。邀请回答 werywer 该类别下有 35 个回答。邀请回答凤毛麟角该类别下有 34 个回答。邀请回答 jenny042 该类别下有 34 个回答。邀请回答 dfzvzs 该类别下有 34 个回答。邀请回答维生素B2 该类别下有 34 个回答。邀请回答刘洋该类别下有 33 个回答。邀请回答 meihuacg 该类别下有 33 个回答。邀请回答 hfgdzc 该类别下有 33 个回答。邀请回答 ggfvxv 该类别下有 33 个回答。邀请回答风来吴山该类别下有 32 个回答。邀请回答 wenminglang 该类别下有 32 个回答。邀请回答举报王健相关推荐 • STM32 DAC功能是如何实现输出音频波形的 1273 • STM32 DAC是如何实现输出2khz正弦波和歌曲音频片段波形的 1466 • 如何去实现基于STM32的DAC音频输出呢 2099 • 如何使用STM32微控制器的DAC生成音频和波形？ 1529 • 如何利用STM32的DAC去输出正弦波形呢 2620 • 怎么实现基于STM32的PWM和DAC的功能？ 1155 • 怎样用STM32的DAC功能去完成波形输出呢 3288 • STM32的DAC在输出过程中怎么实现负电压信号输出？ 542 • 如何用DAC去实现输出2KHz正弦波呢 1831 • STM32 DAC 音频音质不清晰求解 22125 1个回答

答案对人有帮助，有参考价值 0 一、DAC相关 1. DAC简介 DAC数模转换器，又称D/A转换器，，它是把数字量转变成模拟的器件。D/A转换器基本上由4个部分组成，即权电阻网络、运算放大器、基准电源和模拟开关。模数转换器中一般都要用到数模转换器，模数转换器即A/D转换器，简称ADC，它是把连续的模拟信号转变为离散的数字信号的器件。 2. DAC的构成与特点 DAC主要由数字寄存器、模拟电子开关、位权网络、求和运算放大器和基准电压源（或恒流源）组成。用存于数字寄存器的数字量的各位数码，分别控制对应位的模拟电子开关，使数码为1的位在位权网络上产生与其位权成正比的电流值，再由运算放大器对各电流值求和，并转换成电压值。根据位权网络的不同，可以构成不同类型的DAC，如权电阻网络DAC、R–2R倒T形电阻网络DAC和单值电流型网络DAC等。权电阻网络DAC的转换精度取决于基准电压VREF，以及模拟电子开关、运算放大器和各权电阻值的精度。它的缺点是各权电阻的阻值都不相同，位数多时，其阻值相差甚远，这给保证精度带来很大困难，特别是对于集成电路的制作很不利，因此在集成的DAC中很少单独使用该电路。它由若干个相同的R、2R网络节组成，每节对应于一个输入位。节与节之间串接成倒T形网络。R–2R倒T形电阻网络DAC是工作速度较快、应用较多的一种。和权电阻网络比较，由于它只有R、2R两种阻值，从而克服了权电阻阻值多，且阻值差别大的缺点。电流型DAC则是将恒流源切换到电阻网络中，恒流源内阻极大，相当于开路，所以连同电子开关在内，对它的转换精度影响都比较小，又因电子开关大多采用非饱和型的ECL开关电路，使这种DAC可以实现高速转换，转换精度较高。 3. DAC功能剖析参考电压与 ADC 外设类似，DAC 也使用 VREF+引脚作为参考电压，在设计原理图的时候一般把VSSA接地，把 VREF+和 VDDA 接 3.3V，可得到 DAC 的输出电压范围为：0~3.3V。如果想让输出的电压范围变宽，可以在外部加一个电压调理电路，把 0~3.3V 的 DAC输出抬升到特定的范围即可。数模转换及输出通道框图中的―数字至模拟转换器 x‖是核心部件，整个 DAC 外设都围绕它而展开。它以左边的 VREF+作为参考电源，以 DAC 的数据寄存器“DORx”的数字编码作为输入，经过它转换得的模拟信号由右侧的“DAC_OUTx”通道输出。其中各个部件中的―x‖是指设备的标号，在 STM32 中具有 2 个这样的 DAC 部件，每个 DAC 有 1 个对应的输出通道连接到特定的引脚，即：PA4-通道 1，PA5-通道 2，为避免干扰，使用 DAC 功能时，DAC 通道引脚需要被配置成模拟输入功能（AIN）。触发源及 DHRx 寄存器在使用 DAC 时，不能直接对上述 DORx 寄存器写入数据，何输出到 DAC 通道 x 的数据都必须写入到 DHRx 寄存器中（其中包含 DHR8RxDHR12Lx 等，根据数据对齐方向和分辨率的情况写入到对应的寄存器中）。数据被写入到 DHRx 寄存器后，DAC 会根据触发配置进行处理，若使用硬件触发，则DHRx 中的数据会在 3 个APB1 时钟周期后传输至 DORx，DORx 随之输出相应的模拟电压到输出通道；若 DAC 设置为外部事件触发，可以使用定时器（TIMx_TRGO）、EXTI_9信号或软件触发（SWTRIGx）这几种方式控制数据 DAC 转换的时机，例如使用定时器触发，配合不同时刻的 DHRx 数据，可实现 DAC 输出正弦波的功能。二、输出一个周期2khz的正弦波本实验是利用DAC功能输出一个正弦波，同样本实验涉及到的源码仍然以官方提供为基础，野火官方提供了有关DAC输出正弦波的代码，可以以此分析修改。 1.DAC输出正弦波原理这里主要叙述软件设计部分，为了使工程更加有条理，我们把 DAC 控制相关的代码独立分开存储，方便以后移植。这里主要将输出正弦波的第一步：计算获取正弦波数据表。要输出正弦波，实质是要控制 DAC 以 v=sin(t)的正弦函数关系输出电压，其中 v 为电压输出，t 为时间。而由于模拟信号连续而数字信号是离散的，所以使用 DAC 产生正弦波时，只能按一定时间间隔输出正弦曲线上的点，在该时间段内输出相同的电压值，若缩短时间间隔，提高单个周期内的输出点数，可以得到逼近连续正弦波的图形，如图，若在外部电路加上适当的电容滤波，可得到更完美的图形。由于正弦曲线是周期函数，所以只需要得到单个周期内的数据后按周期重复即可，而单个周期内取样输出的点数又是有限的，所以为了得到呈 v=sin(t)函数关系电压值的数据通常不会实时计算获取，而是预先计算好函数单个周期内的电压数据表，并且转化成以 DAC寄存器表示的值。如 sin 函数值的范围为[-1: +1]，而 STM32 的 DAC 输出电压范围为[0~3.3]V，按 12 位DAC 分辨率表示的方法，可写入寄存器的最大值为 2^12 = 4096，即范围为[0:4096]。所以，实际输出时，会进行如下处理：抬升 sin 函数的输出为正值：v = sin(t)+1 ，此时，v 的输出范围为[0:2]；扩展输出至 DAC 的全电压范围: v = 3.3(sin(t)+1)/2 ，此时，v 的输出范围为[0:3.3]，正是 DAC 的电压输出范围，扩展至全电压范围可以充分利用 DAC 的分辨率；把电压值以 DAC 寄存器的形式表示：Reg_val = 212/3.3 v = 211*(sin(t)+1)，此时，存储到 DAC 寄存器的值范围为[0:4096]；实践证明，在 sin(t)的单个周期内，取 32 个点进行电压输出已经能较好地还原正弦波形，所以在 t∈[0:2π]区间内等间距根据上述 Reg_val 公式运算得到 32 个寄存器值，即可得到正弦波表；控制 DAC 输出时，每隔一段相同的时间从上述正弦波表中取出一个新数据进行输出，即可输出正弦波。改变间隔时间的单位长度，可以改变正弦波曲线的周期。为方便起见，我们使用了 Python 和 Matlab 脚本制作正弦波表，脚本的代码存储在本工程的目录下，感兴趣可以打开文件查看，以下列出 Python 脚本代码， Python 脚本的实现原理就是前面介绍的正弦波数据表的制作过程，运行后，该脚本把得到的正弦波表数据输出到目录下的 py_dac_sinWav.c 文件中，并且根据取样点描绘出示意图。实验过程打开Audition软件，然后选择文件-新建-音频文件调节相关参数选择效果-生成基本音色调节相关参数然后最后点击确定导出为wav文件，选择文件–导出-文件点击确定使用UltraEdit Ultraedit下载激活链接：链接打开Ultraedit，然后打开刚才保存的wav文件 CTRL+A，然后右击选择十六进制复制选定视图，将内容粘贴到一个新建文件夹中在新建文件夹中，按CTRL+A接着鼠标右击选择范围输入起始号和列号，确定就选择了我们需要的内容使用notepad+++添加相关内容下载notepad：打开该软件，将刚才复制的内容粘贴到这里面在需要添加内容的地方，alt+c 将编译生成的文件烧录到板子里，将板子PA4或者PA5端连接示波器，打开示波器就如图：

2021-11-19 09:39:57 评论举报王坤