音频数据的Flash读取与DAC STM32F103C8T6

一、FLASH的介绍：

不同型号的 STM32，其 FLASH 容量也有所不同，最小的只有 16K 字节，最大的则达到了 1024K 字节。市面上 STM32F1 开发板使用的芯片是 STM32F103系列，其 FLASH 容量一般为 512K 字节，属于大容量芯片。

Flash的编程原理都是只能将1写为0，而不能将0写为1，所以在进行Flash编程前，必须将对应的块擦除，即将该块的每一位都变为1，块内所有字节变为0xFF。

STM32F1 的闪存（Flash）模块：主存储器、信息块、闪存存储器接口寄存器：

①主存储器。该部分用来存放代码和数据常数（如 const 类型的数据）。对于大容量产品，其被划分为 256 页，每页 2K 字节。注意，小容量和中容量产品则每页只有 1K 字节。

②信息块。该部分分为 2 个小部分，其中启动程序代码，是用来存储 ST 自带的启动程序，用于串口下载代码，当 BOOT0 接 V3.3， BOOT1 接 GND 的时候，运行的就是这部分代码。用户选择字节，则一般用于配置写保护、读保护等功能。

③闪存存储器接口寄存器。该部分用于控制闪存读写等，是整个闪存模块的控制机构。对主存储器和信息块的写入由内嵌的闪存编程/擦除控制器(FPEC)管理；编程与擦除的高电压由内部产生。

在执行闪存写操作时，任何对闪存的读操作都会锁住总线，在写操作完成后读操作才能正确地进行；既在进行写或擦除操作时，不能进行代码或数据的读取操作。

二、搭建工程

我们这里使用的ST-Link，所以需要下载一个ST-Link的一个驱动：
链接：https://pan.baidu.com/s/1Aschd6EiG95Igb_06JiRxQ
提取码：wpj0
flash工程下载链接：https://pan.baidu.com/s/11Tn8TocHT8qithneDyKFIQ
提取码：pmvn
下载好之后我们先进入将路径stm32_Flash\Drivers\CMSIS\Device\ST\STM32F1xx\Include下的system_stm32f1xx_20190722_092746.h文件修改为system_stm32f1xx.h，否则后面编译会报错

修改好后，使用keil打开工程，可以将想要存入Flash中的内容修改为自定义内容：“Hello tiechangfeng631907030422”

然后直接编译：

没有出现错误：
这里我们使用的时ST-Link,所以进行配置：
点击Options->Debug->右边使用硬件ST-Link Debugger：

接着点击S T-Link Debugger右边的Settings
进入到Cortex-M Target Driver Setup的Debug页面，其中的Port选择为SW

依次点击Flash Download->勾选Reset and Run->Add->选择STM32F10x Med-density Flash->Add->确定即可

最后点击OK完成硬件配置

然后我们先安装好ST-Link驱动之后：

连线如下：


点击左上角的LOAD按钮将程序下载到STM32中

现在就下载完成了
现在点击dubug按钮，进入硬件仿真调试
点击View->memory windows->memory 1打开内存观察窗口，并在地址栏中输入：0x800C000，观察将要修改的flash区间区容：

其中点击某一字符右击可选择显示格式

继续View->Watch windows->Watch 1打开一个变量观察窗口：

将变量FlashWBuff 和FlashRBuff加入到Watch 1观察窗口：

另外View->勾选Periodic Windows Update，开启变量自动更新：

接下来点击全速运行或者F5：


同时在Memory 1窗口中可以看到在FLASH地址0x0800C000区成功写入对应内容：

断电后再重新上电进行调试，程序停在main入口处时还可以看到Flash对应区间的内容保持上一次写入内容值：

好了，到这里我们已经了解到了Flash空间里面的东西是不会断点消失的。

三、DAC介绍

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。

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。

四、DAC输出音频

软件地址：
链接：https://pan.baidu.com/s/1_AH-glnbeY2nRd-n1gKJxw
提取码：wpj0

1、输出2kHz的单音音频

使用Adobe Audition输出一个周期2khz的正弦波：
选择文件->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：

选择效果->生成基本音色：

将生成基本音色界面进行如下修改，点击确定即可：

点击文件->导出->文件，将其导出为wav文件：

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：
链接：https://pan.baidu.com/s/17bf77C6-6I71BHqfMvNXjQ
提取码：wpj0
打开WavToC之后:
点击右下角的打开文件:
打开之前生成的wav文件

带点击生成代码：

另外还可以点击试听，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

可以看到会在保存路径下生成一个.h文件，里面有音频文件生成的数据：

接着打开野火的工程：
链接：https://pan.baidu.com/s/1hlmYsVXr507QVK6EK2q74Q
提取码：wpj0
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：

修改之后如图：

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。

2、使用Adobe Audition截取一段喜欢的音乐

①选择文件->打开，找到对应的音乐文件
②选中一段，然后右键，选择存储选区为…

③接着点击更改转换采样类型最后点击确定生成.wav文件
2、打开软件 WavToC，将.wav文件转化成C语言代码的文件
具体步骤跟上例一样，这里不多做阐述
打开.wav文件，点击生成代码便可转换输出数据，保存代码即可

然后就可以使用生成的数据和工程进行波形验证了
做到这里就可以了，只是因为没有示波器。

五、总结

这次的实验老师给了许多的参考博客，我们只是按部就班的跟着做就好了，其实没有遇到什么问题，唯一一个还是在写入Flash的时候缺少了一个文件，导致了一直报错，后来解决之后就一路顺风顺水的跟着走了，当然也了解到了一些东西，反正还是有所收获吧。

六、参考

https://blog.csdn.net/qq_54496810/article/details/122239610?spm=1001.2014.3001.5501
https://blog.csdn.net/qq_54496810/article/details/122111191?spm=1001.2014.3001.5501