【正点原子STM32连载】 第四十章 DAC输出三角波实验 摘自【正点原子】APM32F407最小系统板使用指南

1）实验平台：正点原子stm32f103战舰开发板V4
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第四十章 DAC输出三角波实验

本章将使用软件的方式控制APM32F407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：
40.1 硬件设计
40.2 程序设计
40.3 下载验证

40.1 硬件设计
40.1.1 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
   40.1.2 硬件资源
4. LED
   LED0 - PF9
5. 按键
   KEY0 - PE4
   KEY_UP - PA0
6. USART1（PA9、PA10连接至板载USB转串口芯片上）
7. 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）
8. DAC
   通道1 - PA4
   40.1.3 原理图
   本章实验使用的DAC为APM32F407的片上资源，因此没有对应的连接原理图。
   40.2 程序设计
   40.2.1 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39.2.1小节中Geehy标准库的DAC驱动的相关内容。
   40.2.2 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39.2.2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
 * @retva	l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);	/* 计算下一个采样点相对于当前采样点的增量 */
    if (incval == 0)
    {
    		return;
    }
    
    for (j=0; j<n; j++)
    {
    		curval = 0;
    		DAC_ConfigChannel1Data(DAC_ALIGN_12BIT_R, curval);/* 每个周期从0开始输出 */
    		
    		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);
    		}
    }
}
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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。
40.2.3 实验应用代码
本章实验的应用代码，如下所示：

int main(void)
{
    uint8_t key;
    uint8_t t = 0;
    
    NVIC_ConfigPriorityGroup(NVIC_PRIORITY_GROUP_3);	/* 设置中断优先级分组为组3 */
    sys_apm32_clock_init(336, 8, 2, 7);					/* 配置系统时钟 */
    delay_init(168);										/* 初始化延时功能 */
    usart_init(115200);									/* 初始化串口 */
    usmart_dev.init(84);								/* 初始化USMART */
    led_init();											/* 初始化LED */
    lcd_init();											/* 初始化LCD */
    dac_init(1);											/* 初始化DAC通道1 */
    
    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, "KEY_UP:Wave1  KEY0:Wave2", RED);
    lcd_show_string(30, 130, 200, 16, 16, "DAC None ", BLUE);
    
    while (1)
    {
    		t++;
    		key = key_scan(0);
    		
    		if (key == WKUP_PRES)		/* ADC通道1输出高采样率三角波，频率约为100Hz */
    		{
    			lcd_show_string(30, 130, 200, 16, 16, "DAC Wave1", BLUE);
    			/* 幅值4095，采样点间隔5us，2000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 == KEY0_PRES)	/* ADC通道1输出低采样率三角波，频率约为100Hz */
    		{
    			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)
    		{
    			LED0_TOGGLE();
    			t = 0;
    		}
    		
    		delay_ms(10);
    }
}
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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。
40.3 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。