STM32输出正弦波+cubeMX配置+HAL库

一些前提:

cubemx里面的 主频设置,外设时钟和一些基础的配置我就不多说了,网上相关的很多

直接进入正题吧
我这里主频设置的72MHz
输出正弦波需要用到STM32的外设DAC

DAC概念:

一种将二进制数字量形式的离散信号转换成以标准量(或参考量)为基准的模拟量的转换器,简称 DAC

正弦波输出 代码的具体实现

DAC的配置
在这里插入图片描述
定时器6的设置
DAC

使用定时器6作为中断触发,相当于每进一次定时器6改一次输出DAC的值,最后模拟出正弦的变化。
keil中代码部分:

定义点数和存放点数值的数组

#include "math.h"
#define n 1000
uint16_t DualSine12bit[n];

在这里插入图片描述
生成正弦波的点数函数

//num:要在一个正弦波中采集多少点
//*D:创建的一个数组用来存放正弦波各个点的数值的
//U:输出电压的峰值(0~1.5V)
//Pi:3.1415926 自己定义
void SineWave_Data( uint16_t num,uint16_t *D,float U)
{
    uint16_t i;
    for( i=0;i<num;i++)
    {
        D[i]=(uint16_t)((U*sin(( 1.0*i/(num-1))*2*3.14159265358979)+U)*4095/3.3);
    }
}

输出

//开启定时器
HAL_TIM_Base_Start(&htim6);
//输出正弦波
SineWave_Data(n,DualSine12bit,1.6);
HAL_DAC_Start_DMA(&hdac,DAC_CHANNEL_1,(uint32_t *)DualSine12bit,n,DAC_ALIGN_12B_R);

最后频率的计算:
频率计算:主频 / 分频系数/ 计数值 / 取点数
72000000 / 1 / 10 / 1000 / 2 = 3600HZ

在这里插入图片描述

### 使用MCP4725 DAC芯片输出正弦波信号 为了使MCP4725 DAC芯片能够输出正弦波信号,需要构建一系列离散的电压值来近似表示连续变化的正弦曲线。这通常涉及到创建一个查找表(Look-Up Table, LUT),其中存储了对应于不同相位角的正弦函数值。 #### 查找表的设计 假设采样率为\( f_s \),则对于给定的目标频率 \( f_0 \),可以计算出每个周期内的样本数 N: \[ N = \frac{f_s}{f_0} \] 接着,在这个范围内均匀分布角度 θ 并求解对应的 sin(θ) 值。由于MCP4725是12位分辨率的DAC,所以这些sin()的结果应当被映射到0至满量程范围之间,即从最小可能输出到最大可能输出之间的数值区间内[^4]。 ```cpp const int numSamples = 256; // 可以调整此参数改变平滑度 float angleStep = (TWO_PI / numSamples); uint16_t sineTable[numSamples]; void setupSineWave() { for(int i=0;i<numSamples;i++) { float theta = i * angleStep; uint16_t value = ((sin(theta)+1)/2)*(pow(2,12)-1); // 将[-1,+1]->[0,Vref] sineTable[i]=value; } } ``` #### 定时更新DAC输出 为了让DAC持续不断地发送新的电平从而形成完整的波形,必须按照固定的间隔重复访问上述表格中的条目并将其加载到DAC寄存器里去。这里可以通过定时中断服务程序实现精确控制。 ```cpp volatile unsigned char index; ISR(TIMER1_COMPA_vect){ Wire.beginTransmission(MCP4725_ADDRESS); byte upperByte=(sineTable[index]>>8)&B00001111; byte lowerByte=sineTable[index]&0xFF; Wire.write((byte)(upperByte | B11000000)); // 设置配置位 PD1 和 PD0 高电平 Wire.write(lowerByte); Wire.endTransmission(); if(++index >= numSamples)index=0; } // 初始化定时器设置... setup(){ ... TCCR1A = 0; TCCR1B |= (1 << WGM12)|(1<<CS12)|(1<<CS10); // CTC模式 & 分频系数256 OCR1A = F_CPU/(desiredFrequency*numSamples*prescaler)-1; TIMSK1 |= (1 << OCIE1A); sei(); // 开启全局中断 ... } ``` 以上代码片段展示了如何利用Arduino平台配合I²C总线操作MCP4725器件完成正弦波的发生过程。
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