基于STM32的DAC音频输出

一、DAC

1.1 DAC简介

DAC为数字/模拟转换模块，顾名思义，它的作用就是把输入的数字编码，转换成对应的模拟电压输出，它的功能与ADC相反。在常见的数字信号系统中，大部分传感器信号被化成电压信号，而ADC把电压模拟信号转换成易于计算机存储、处理的数字编码，由计算机处理完成后，再由DAC输出电压模拟信号，该电压模拟信号常常用来驱动某些执行器件，使人类易于感知。如音频信号的采集及还原就是这样一个过程。

STM32具有片上DAC外设，它的分辨率可配置为8位或12位的数字输入信号，具有两个DAC输出通道，这两个通道互不影响，每个通道都可以使用DMA功能，都具有出错检测能力，可外部触发。

1.2 DAC功能框图剖析

STM32的DAC模块框图如下：

整个DAC模块围绕框图下方的 “数字至模拟转换器x” 展开，它的左边分别是参考电源的引脚：VDDA、VSSA及Vref+，其中STM32的DAC规定了它的参考电压Vref+输入范围 为2.4~3.3V。“数字至模拟转换器x” 的输入为 DAC 的数据寄存器 “DORx” 的数字编码，经过它转换得的模拟信号由图中右侧的 “DAC_OUTx” 输出。而数据寄存器 “DORx” 又受“控制逻辑”支配，它可以控制数据寄存器加入一些伪噪声信号或配置产生三角波信号。

图中的左上角为DAC的触发源，DAC根据触发源的信号来进行DAC转换，其作用就相当于DAC转换器的开关，它可以配置的触发源为外部中断源触发、定时器触发或软件控制触发。

STM32的DAC外设有固定的输出通道，分别为PA4和PA5，因此实验时直接使用示波器测量PA4和PA5引脚的输出即可。

关于更多DAC的资料详见 野火STM32 HAL库开发实战指南第37节：DAC-输出正弦波

二、使用DAC输出周期2kHz的正弦波

2.1 使用Adobe Audition输出一个周期2khz的正弦波

1. 新建音频文件，设置好文件名、采样率为2000Hz，选择声道为单声道，位深度为16；
   
2. 选择效果，生成基本音调，将生成基本音色界面进行如下修改，点击确定即可；
   
3. 导出文件，将其导出为wav文件；
   

2.2 将WAV文件转化成C语言代码

打开软件WavToC，它可以将一个将WAV文件转化成C语言代码的文件：

找到刚刚导出的.wav文件；

点击生成代码；

可以点击试听，试听一下是不是正确的声音，比如这里的正弦波会发出嘟——的声音，最后点击保存代码即可；

最后可以在相同路径下查看得到的数据；

3.3 打开野火例程的DAC输出正弦波工程

打开bsp_dac.c文件，将正弦波数据换成音频文件生成的数据，这里可以适当删减一部分，修改为POINT_NUM适合的大小：

修改好后进行编译，烧录进硬件中就可以使用示波器观察输出波形了。

这里因为条件有限，没有示波器，因此就没有进行最后一步。

三、使用DAC将数字音频歌曲数据转换为模拟音频波形输出

1. 使用Adobe Audition截取一段喜欢的音乐
   选择文件，打开找到对应的音乐文件，再截取选中一段，然后右键，选择存储选区为…
   
2. 点击更改转换采样类型
   
3. 最后点击确定生成.wav文件，再用WavToC，将.wav文件转化成C语言代码的文件，具体操作与上例一样，这里不多做阐述。

四、小结

本次实验由于条件有限，没有用示波器进行波形观察，但理论上这个程序的代码是没有问题的。 据下载验证结果可知：使用示波器测量PA4、PA5的引脚可以看到正弦波形外，还可以观察示波器测量出的频率值和电压峰值。

五、参考链接

1.https://blog.youkuaiyun.com/qq_45748462/article/details/112392144
2.https://blog.youkuaiyun.com/qq_43279579/article/details/111990896