【波形发生器(附源码)】基于DAC+DMA+UART的幅值、频率可调的正弦波、方波、三角波发生器

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/hdu_master/article/details/116890424

本文详细介绍了基于STM32F103芯片设计波形发生器的过程，包括采样点与精度调整、GPIO配置为模拟输入、定时器配置、DAC与DMA的配置、幅值设置及波形数据生成、波形切换和串口中断处理。通过DMA传输波形数据到DAC，实现方波、三角波和正弦波的生成，并通过串口控制波形参数。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

基于DAC的波形发生器设计

1.设计要求
2.具体实现
3. 效果图及源码链接

1.设计要求

1.输出方波、三角波、正弦波三种波形
2.各种波形幅值、频率在一定范围内可调
3.串口控制波形数据
4.基于stm32f103芯片

2.具体实现

2.1采样点及精度调整

/*采样点及精度调整*/
#define pi 3.1415926
#define POINT_NUM 128
#define angle 2*pi/POINT_NUM

2.2 GPIO配置

初学到这里一开始也很懵逼，明明是输出模拟信号凭啥配置成模拟输入模式？

后来看了优快云几篇大神的文章终于明白了：
因为一但使能 DACx 通道之后，相应的 GPIO 引脚（PA4 或者 PA5）会自动与 DAC 的模拟输出相连。其实，模拟输入通道与模拟输出通道是一起的（本来就是一条通路嘛），其实也可以理解为这里的”输入”是相对于片上外设DAC而言，IO是作为输入，但本质上是一条通路。

那么如此配置的好处嘞

可以看到信号行走的路线上（下图红色）没有触发器、数据寄存器和上下拉电阻，所以因它而起的电平跳变噪声和相应的额外功耗就没有了。同时也降低了芯片的动态功耗。
配置在模拟输入状态的GPIO引脚属于高阻态，这点也有利于保持模拟信号的真实性(说白了，就是信号传输通道无任何信号处理装置，可以将原汁原味的模拟信号在CPU与外设之间进行传输)

在这里插入图片描述
给出配置函数：

void DAC1_GPIO_config(void)
{
   
   	
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);		
	/* DAC的GPIO配置，模拟输入 */
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin =  GPIO_Pin_4;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AIN;
	GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
}

2.3定时器配置

使用定时器6作为DMA搬运的触发源。
至此，采样点和定时器配置确定了，输出波形的频率也确定了。
可以由以下公式计算：
N是采样点个数，这里设为N=128
systick有系统时钟频率决定，F1这里为72M。
为了提高输出信号的带宽，一般把定时器预分频系数设为0。
在这里插入图片描述

void DAC1_TIM_Config(void)
{
   
   	
  TIM_TimeBaseInitTypeDef    TIM_TimeBaseStructure;
	
  /* 使能TIM6时钟，TIM2CLK 为72M */
  RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM6, ENABLE);
	
  /*定时器初始周期*/
  TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 0XF;  
  /* 预分频，不分频 72M / (0+1) = 72M */      									
  TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 0x0; 
  /*时钟分频系数*/   				
  TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0x0;    					
  TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;  	
  TIM_TimeBaseInit(TIM6, &TIM_TimeBaseStructure);

  /* 配置TIM6触发源 */
  TIM_SelectOutputTrigger(TIM6, TIM_TRGOSource_Update);
	/* 使能TIM6 */
  TIM_Cmd(TIM6, ENABLE);
}

2.4 DAC与DMA的配置

首先是DAC配置，这里采用DAC1(32上一共有俩）
值得注意的是DAC输出缓冲的结构体成员，使能输出缓冲可以提高输出信号的驱动能力，这里不使能。
其次是DMA配置，查询手册，发现DAC1对应的DMA通道为DMA2-CH3
这里的外设数据地址要查询手册下面给出地址映射：

#define DAC_DHR12RD_ADDRESS      (DAC_BASE+0x20) //双通道输出地址
#define DAC_DHR8R1_Address