STM32野火开发板的PWM和DAC练习

一.采用定时器方法使STM32F103输出一路PWM波形

1.PWM输出模式介绍

PWM输出就是对外输出脉宽（即占空比）可调的方波信号，信号频率由自动重装寄存器ARR的值决定，占空比由比较寄存器CCR的值决定。PWM模式分为两种，PWM1和PWM2，总得来说是差不多，就看你怎么用而已，具体的区别见表格32-1。

1.PWM边沿对齐模式
在递增计数模式下，计数器从0 计数到自动重载值（TIMx_ARR 寄存器的内容），然后重新从0 开始计数并生成计数器上溢事件

在边沿对齐模式下，计数器CNT只工作在一种模式，递增或者递减模式。这里我们以CNT工作在递增模式为例，在中，ARR=8，CCR=4，CNT从0开始计数，当CNT 2.PWM中心对齐模式

在中心对齐模式下，计数器CNT是工作做递增/递减模式下。开始的时候，计数器CNT从0 开始计数到自动重载值减1(ARR-1)，生成计数器上溢事件；然后从自动重载值开始向下计数到1 并生成计数器下溢事件。之后从0 开始重新计数。图32-14是PWM1模式的中心对齐波形，ARR=8，CCR=4。第一阶段计数器CNT工作在递增模式下，从0开始计数，当CNT 零死角玩转STM32F103—指南者第453页共835从ARR的值开始递减，当CNT>CCR时，OCxREF为无效的低电平，当CCR=>CNT>=1时，OCxREF为有效的高电平。在波形图上我们把波形分为两个阶段，第一个阶段是计数器CNT工作在递增模式的波形，这个阶段我们又分为①和②两个阶段，第二个阶段是计数器CNT工作在递减模式的波形，这个阶段我们又分为③和④两个阶段。要说中心对齐模式下的波形有什么特征的话，那就是①和③阶段的时间相等，②和④阶段的时间相等。中心对齐模式又分为中心对齐模式1/2/3 三种，具体由寄存器CR1位CMS[1:0]配置。具体的区别就是比较中断中断标志位CCxIF在何时置1：中心模式1在CNT递减计数的时候置1，中心对齐模式2在CNT递增计数时置1，中心模式3在CNT递增和递减计数时都置1。

2.具体实验步骤介绍

（1）我们打开野火给出的官方代码，TIM-通用定时器-4路PWM输出中的工程，其路径如下所示：

（2）我们将其工程编译后，将HEX文件直接烧录到野火开发板当中：

（3）硬件的连接：
我们需要示波器来展示波形，注意硬件的引脚连接


（4）波形展示：

（5）当我们调整工程中波形的占空比时，其波形变为如下所示：

二.STM32F103的DAC功能。

1.DAC简介及功能图

DAC为数字/模拟转换模块，故名思议，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：、及+，其中STM32的DAC规定了它的参考电压+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。如本章实验中需要控制正弦波的频率，就需要定时器定时触发DAC进行数据转换。

2.正弦波频率的计算方式：

3.输出一个周期2khz的正弦波（循环）,驱动作用至蜂鸣器或喇叭。

我们打开野火官方代码库中的代码：

根据计算公式就可以知道，将bsp_dac.c中的20改为1126，就可以得到2Khz的正弦波。

然后我们将程序烧录到野火开发板当中，即可得到相应的波形：

4.将一段数字音频歌曲数据转换为模拟音频波形输出（循环）

（1）首先将歌曲中的一个片段转换为wav格式：
我们首先用Adobe Audition CS6打开一个mp3文件，将其另存为wav格式，其中采样率修改为8000，以满足实现用音频制作工具制作一段数字化的2khz正弦波wav文件：

（2）我们打开刚才转换为wav格式的文件，进行歌曲的片段裁剪，并且裁剪长度为10s：


选择文件保存位置，设置采样频率为8000，单声道，16位

（3）把得到的文件用Ultraedit打开来处理处理音频代码

Ctrl+A全选，选择16进制复制所选视图，新建文件，并且粘贴：

然后再用Ultraedit打开，右键点击选择范围，选择中间代码部分复制到另一个txt文件中保存，然后再用nodepad++打开这个txt文件，点击列块编辑。


变换后如下所示：

然后我们把得到的代码复制到野火的官方模板 DAC输出 中，并且删掉const uint8_t Sine12bit[]函数括号里的参数。编译成功后，进行烧录到板子上即可。