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第三十八章 DAC输出三角波实验
本章将使用软件的方式控制APM32E103的DAC输出指定幅值、频率和个数的三角波。通过本章的学习，读者将学习到DAC的使用。
本章分为如下几个小节：
38.1 硬件设计
38.2 程序设计
38.3 下载验证
38.1 硬件设计
38.1.1 例程功能
1. 按下KEY_UP和KEY0按键，可分别利用DAC输出高采样率和低采样率的三角波
2. 可通过USMART直接设置DAC输出特定的三角波
3. LED0闪烁，指示程序正在运行
38.1.2 硬件资源
1. LED
LED0 - PB5
2. 按键
KEY0 - PE4
KEY_UP - PA0
3. USART1（PA9、PA10连接至板载USB转串口芯片上）
4. 正点原子 2.8/3.5/4.3/7/10寸TFTLCD模块（仅限MCU屏，16位8080并口驱动）
5. DAC
通道1 - PA4
38.1.3 原理图
本章实验使用的DAC为APM32E103的片上资源，因此没有对应的连接原理图。
38.2 程序设计
38.2.1 Geehy标准库的DAC驱动
本章实验与上一章实验十分相似，上一章实验使用按键控制DAC通道1输出“离散”的电压，而本章实验的是使用软件算法控制DAC通道1输出的电压，使之输出一个三角波，因此大部分内容都是相似的，以及操作DAC的方式都是一样的，因此请见第37.2.1小节中Geehy标准库的DAC驱动的相关内容。
38.2.2 DAC驱动
本章实验的DAC驱动主要负责向应用层提供DAC的初始化以及控制DAC输出指定幅值、频率和个数的三角波的函数。本章实验中，DAC的驱动代码包括dac.c和dac.h两个文件。
本章实验DAC驱动中对DAC的初始化与上一章实验中对DAC的初始化方式一致，请见第37.2.2小节中DAC初始化的相关内容提供。本小节仅介绍通过软件控制DAC输出三角波的函数，如下所示：
/**
* @brief 设置DAC通道1输出三角波
* @param maxval : 最大值，范围：0~4095
* @param dt : 每个采样点输出后的延时，单位：微秒
* @param samples: 一个三角波周期采样点的个数，范围：0~(2 * maxval)
* @param n : 输出三角波的个数
* @retval 无
*/
void dac_triangular_wave(uint16_t maxval, uint16_t dt, uint16_t samples, uint16_t n)
{
uint16_t incval;
uint16_t curval;
uint16_t i;
uint16_t j;
samples += (samples % 2); /* 确保采样点的个数为偶数 */
incval = maxval / (samples / 2);
if (incval == 0)
{
return;
}
for (j = 0; j < n; j++)
{
curval = 0;
/* 每个周期从0开始输出 */
DAC_ConfigChannel1Data(DAC_ALIGN_12BIT_R, curval);
for (i = 0; i < (samples / 2); i++) /* 输出三角波的上升沿 */
{
curval += incval;
DAC_ConfigChannel1Data(DAC_ALIGN_12BIT_R, curval);
delay_us(dt);
}
for (i = 0; i < (samples / 2); i++) /* 输出三角波的下降沿 */
{
curval -= incval;
DAC_ConfigChannel1Data(DAC_ALIGN_12BIT_R, curval);
delay_us(dt);
}
}
}
可以看到，该函数就是每间隔一段时间就修改一次DAC的输出电压，以控制DAC输出指定的三角波，对于该函数的实现，读者无需深究，仅需会使用该函数即可。
38.2.3 实验应用代码
本章实验的应用代码，如下所示：
int main(void)
{
uint8_t t = 0;
uint8_t key;
NVIC_ConfigPriorityGroup(NVIC_PRIORITY_GROUP_4); /* 设置中断优先级分组为组4 */
sys_apm32_clock_init(15); /* 配置系统时钟 */
delay_init(120); /* 初始化延时功能 */
usart_init(115200); /* 初始化串口 */
usmart_dev.init(120); /* 初始化USMART */
led_init(); /* 初始化LED */
lcd_init(); /* 初始化LCD */
key_init(); /* 初始化按键 */
dac_init(1); /* 初始化DAC1_OUT1通道 */
lcd_show_string(30, 50, 200, 16, 16, "APM32", RED);
lcd_show_string(30, 70, 200, 16, 16, "DAC Triangular WAVE TEST", RED);
lcd_show_string(30, 90, 200, 16, 16, "ATOM@ALIENTEK", RED);
lcd_show_string(30, 110, 200, 16, 16, "KEY0:Wave1 KEY_UP:Wave2", RED);
/* 提示无输出 */
lcd_show_string(30, 130, 200, 16, 16, "DAC None", BLUE);
while (1)
{
t++;
key = key_scan(0); /* 按键扫描 */
if (key == KEY0_PRES) /* 高采样率,约1KHz波形 */
{
lcd_show_string(30, 130, 200, 16, 16, "DAC Wave1 ", BLUE);
/* 幅值4095,采样点间隔5us,200个采样点,100个波形 */
dac_triangular_wave(4095, 5, 2000, 100);
lcd_show_string(30, 130, 200, 16, 16, "DAC None ", BLUE);
}
else if (key == WKUP_PRES) /* 低采样率,约1KHz波形 */
{
lcd_show_string(30, 130, 200, 16, 16, "DAC Wave2 ", BLUE);
/* 幅值4095,采样点间隔500us,20个采样点,100个波形 */
dac_triangular_wave(4095, 500, 20, 100);
lcd_show_string(30, 130, 200, 16, 16, "DAC None ", BLUE);
}
if (t == 10) /* 定时时间到了 */
{
LED0_TOGGLE(); /* LED0闪烁 */
t = 0;
}
delay_ms(10);
}
}
应用代码中会初始化DAC通道1（PA4引脚），完成初始化后，便不断地扫描按键，并根据扫描到的按键，控制DAC通道1输出指定幅值、频率和个数三角波。
38.3 下载验证
在完成编译和烧录操作后，便可分别按下KEY0按键和KEY_UP按键控制DAC通道1输出不同类型的三角波，DAC通道1输出的三角波可通过示波器观察PA4引脚（DAC通道1输出引脚）看到。 |
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发表于 2023-8-1 09:19:16
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