用DAC产生正弦波

 

MCU: C8051F330, Fmax: 23KHz

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

unsigned char sine_table[8] = { 0x80, 0xDA, 0xFF, 0xDA, 0x80, 0x25, 0x00, 0x25 }; /* 8KSPS, 0dB */
// unsigned char sine_table[8] = { 0x80, 0xAD, 0xC0, 0xAD, 0x80, 0x52, 0x3F, 0x52 }; /* 8KSPS, -6dB */

unsigned char *waveform_data = &sine_table[0];

/* for generate 1KHz sine wave, call it per 125us */ 
unsigned char waveform_output(void)
{
	unsigned char dac_value;

	dac_value = *waveform_data++;
	if (waveform_data >= &sine_table[8])
	{
	    waveform_data = &sine_table[0];
	}

	return dac_value;
}

int main()
{
    int i;

    for (i = 0; i < 16; i++)
    {
        printf("%02X\n", waveform_output());
    }

    return 0;
}

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <math.h>
#include <string.h>

unsigned char *sine_table = NULL;

float db2liner(float dB)
{
    return pow(10, dB / 20);
}

float liner2db(float liner)
{
   return (20 * log10(liner));
}

int waveform_generate(int freq, int sps, float dB)
{
    int i;
    int table_length;
    float A;
    float value;

    table_length = sps / freq;

    sine_table = (unsigned char *)malloc(table_length);
    memset(sine_table, 0, table_length);

    A = db2liner(dB);

    for( i = 0; i < table_length; i++)
    {
        value = A * sin(2 * M_PI * i * freq / sps);
        if (value < 1.0)
        {
            sine_table[i] = (256 / 2) + value * (256 / 2);  /* add DC offset */
        }
        else
        {
            sine_table[i] = 256 - 1;
        }
    }

    return table_length;
}

int main()
{
    int i, table_length;

    /* generate 1000Hz sine wave, sample rate: 8000Hz, gain: -6dB */
    table_length = waveform_generate(1000, 8000, -6);

    printf("unsigned char sine_table[%d] = { ", table_length);
    for (i = 0; i < table_length; i++)
    {
        printf((i != table_length - 1) ? "0x%02X, " : "0x%02X ", sine_table[i]);
    }
    printf("};\n");

    free(sine_table);

    return 0;
}

### STM32H750 DAC 生成正弦波的实现方法 STM32H750 微控制器内置了 12 位分辨率的 DAC 模块,支持通过 HAL 库或直接寄存器编程生成正弦波信号。以下是一种典型的方法来实现该功能。 #### 正弦波查找表的生成 首先,需要生成一个包含正弦波数据点的查找表。假设使用 128 个采样点,并将输出值映射到 DAC 的 12 位范围(0 到 4095),可以采用如下代码: ```c #define SINE_RES 128 // 正弦波数据点数 uint32_t sine_wave[SINE_RES]; void generate_sine_wave(void) { for (int i = 0; i < SINE_RES; i++) { // 生成从 0 到 4095 的正弦波 sine_wave[i] = (uint32_t)((sin(i * 2 * M_PI / SINE_RES) + 1) * 2047.5); } } ``` 此函数会计算每个采样点对应的 DAC 输出值,以覆盖完整的正弦波周期[^1]。 #### DAC 初始化与配置 在 CubeMX 中启用 DAC 模块并选择合适的通道(如 DAC1 或 DAC2)。同时,根据应用需求选择是否启用定时器触发模式或直接软件控制方式。对于 HAL 库初始化,可以通过 STM32CubeIDE 自动生成基础配置代码。手动调整时需确保 DAC 的相关寄存器设置正确,包括使能 DAC 通道、选择输出缓冲等。 #### 使用 HAL 库进行波形输出 一旦 DAC 完成初始化并且正弦波查找表已经准备就绪,就可以利用 HAL_DAC_SetValue 函数逐点更新 DAC 输出值,从而产生连续的模拟信号。示例代码如下: ```c // 假设 hDAC_Handle 是已正确初始化的 DAC 句柄 for (int i = 0; i < SINE_RES; i++) { HAL_DAC_SetValue(&hDAC_Handle, DAC_CHANNEL_1, DAC_ALIGN_12B_R, sine_wave[i]); HAL_DAC_Start(&hDAC_Handle, DAC_CHANNEL_1); // 添加适当的延时以控制频率 } ``` #### 直接寄存器编程方式 如果希望绕过 HAL 库直接操作硬件,则需要访问 DACx_CR 和 DACx_DHRn 等关键寄存器。例如,要写入新的 DAC 值,可以直接修改 DACx_DHR12R1 寄存器的内容。这种方式提供了更高的灵活性和性能优化空间,但同时也要求开发者对底层架构有更深入的理解。 #### 控制频率与平滑度 为了获得理想的正弦波形,除了合理设计查找表外,还必须精确控制每次更新 DAC 值的时间间隔。这通常涉及到定时器中断服务程序的设计,确保每个样本点能够按照预定时间准确发送至 DAC 输入端口。 #### 注意事项 - 在实际部署之前,请验证所有 GPIO 引脚配置以及电源供应条件。 - 如果计划使用外部滤波器改善输出质量,则应考虑其截止频率与所选采样率之间的匹配问题。 - 对于高精度应用场景,可能还需要校准 DAC 输出电压等级或者补偿温度漂移效应。 通过上述步骤,可以在 STM32H750 上成功实现基于 DAC 模块的正弦波发生器。
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