细说MCU用DMA改变DAC输出信号频率和改善输出波形质量的方法

一、参考硬件

本项目的软件硬件工程参考作者的其他文章：细说MCU用DMA实现DAC输出的方法-CSDN博客 https://wenchm.blog.csdn.net/article/details/140655500http:// https://wenchm.blog.csdn.net/article/details/140655500

二、修改定时器参数改变输出波形频率

通过修改定时器TIM3的配置参数，可以改变输出波形的频率。

譬如，可将定时器的预分频因子设置为0，计数器周期设置为169。此时定时器的事件更新频率将为1 MHz。如果保持数组SineWaveData中的50个数变，则此时输出的正弦波频率将为1 MHz/50=20 kHz。

此时，再用示波器查看PA4引脚上的波形，得到的该正弦波的频率为20 kHz。

从图中还可以看到，在波形的峰值处有饱和的现象。这是因为在引脚配置时，默认开启了DAC缓冲功能。根据前面的介绍，此时DAC实际的输出范围会在0.2 V～VREF-0.2 V之间。如果VREF为3.3 V，在开启缓冲后，虽然数据输出寄存器数据在0～4095范内变化，但DAC的真实输出会在0.2～3.1 V之间。前面例子所给的数据中，送给数据输寄存器的最大值为4090，最小值为5，所以在峰值处会有饱和现象。

三、改善波形质量

修改MATLAB新建便编辑器文件.m的一个周期生成的点数N=200。

Matlab 复制代码

A=4096/2-1;	%信号幅值
N=200;		%一个周期内的数据点数
Ph=0;		%初始相位
SineData = ceil(A*sin(Ph: 2*pi/N: 2*pi*(1-1/N)+Ph)+A);
Fid = fopen('SineWaveData.txt','w');
fprintf(Fid,'%d,',SineData);
fclose(Fid);

四、代码修改

cpp 复制代码

/* USER CODE BEGIN PV */
uint16_t SineWaveData[DAC_BUFFER_SIZE]={2047,2112,2176,2240,2304,2368,2431,2494,2557,2619,2680,2741,2801,2860,2919,2977,3034,3090,3144,3198,3251,3302,3352,3401,3449,3495,3540,3583,3625,3665,3704,3741,3776,3809,3841,3871,3900,3926,3951,3973,3994,4013,4030,4045,4058,4069,4078,4085,4090,4093,4094,4093,4090,4085,4078,4069,4058,4045,4030,4013,3994,3973,3951,3926,3900,3871,3841,3809,3776,3741,3704,3665,3625,3583,3540,3495,3449,3401,3352,3302,3251,3198,3144,3090,3034,2977,2919,2860,2801,2741,2680,2619,2557,2494,2431,2368,2304,2240,2176,2112,2048,1983,1919,1855,1791,1727,1664,1601,1538,1476,1415,1354,1294,1235,1176,1118,1061,1005,951,897,844,793,743,694,646,600,555,512,470,430,391,354,319,286,254,224,195,169,144,122,101,82,65,50,37,26,17,10,5,2,0,2,5,10,17,26,37,50,65,82,101,122,144,169,195,224,254,286,319,354,391,430,470,512,555,600,646,694,743,793,844,897,951,1005,1061,1118,1176,1235,1294,1354,1415,1476,1538,1601,1664,1727,1791,1855,1919,1983,
};
/* USER CODE END PV */

cpp 复制代码

 /* USER CODE BEGIN 2 */
  HAL_TIM_Base_Start(&htim3);
  HAL_DAC_Start_DMA(&hdac1,DAC_CHANNEL_1,(uint32_t*)SineWaveData,DAC_BUFFER_SIZE,DAC_ALIGN_12B_R);
/* USER CODE END 2 */

cpp 复制代码

/* USER CODE BEGIN Private defines */
#define DAC_BUFFER_SIZE (uint16_t) 200
/* USER CODE END Private defines */

五、查看结果

虽然定时器的更新频率保持为1 MHz，即DMA会1us传递一个数据到DAC的数据输出寄存器；但由于数据点数由50增加到200，所以传递一个完整周期的数据所需的时间，也就由原来的50us增加至200us。因此，DAC最终输出的正弦波形的频率将为5 kHz。修改代码后，编译工程并下载到硬件中，将程序运行起来。通过示波器测量DAC输出的波形：