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[STM32F3]

基于STM32的波形发生器

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楼主
该方法主要用了STM32F103ZET6芯片自带一个12位数字输入,电压输出的数模转换器。这个DAC模块具有两个支持独立转换的通道,还可以配置成两个通道同时转换。DAC可以配置为12位(4096档)或者8位(256档)。

经过最终测试,可实现红外遥控任意切换方波、正弦波、三角波、锯齿波的功能,频率0~15KHz可调,测到15KHz后,波形底部失真比较严重。

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沙发
我爱台妹mmd|  楼主 | 2023-8-27 17:57 | 只看该作者
硬件组成
正点原子STM32F1精英板、示波器、杜邦线两根(PA5、GND)、红外遥控

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板凳
我爱台妹mmd|  楼主 | 2023-8-27 17:57 | 只看该作者
软件设计
   主函数

#include "stm32f10x.h"
#include "ad9850.h"
#include "delay.h"
#include "lcd.h"
#include "led.h"
#include "key.h"
#include "USART.h"
#include "AD9850.h"
#include "string.h"
#include "sign.h"
#include "remote.h"
#include "beep.h"


#define SquareFreq           1500  //Hz
#define SquareV_H                 1.0         //V
#define SquareV_L             0          //V

int main(void)
{  
        uint32_t FREQ=10000;
        vu8 key=0;
        u8 p[250];
        delay_init();         
        NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);
        uart_init(115200);
        Init_AD9850();
        LED_Init();
        KEY_Init();  
        LCD_Init();
        LCD_Clear(WHITE);
        BACK_COLOR = WHITE;
                         POINT_COLOR=RED;
       
        LCD_ShowString(180,50,200,24,24,"STM32 TEST");
        POINT_COLOR=BLUE;
        LCD_ShowString(30,90,200,24,24,"NAME:huy1n9");       
         LCD_ShowString(30,130,200,24,24,"ID:031940306");
       
        Remote_Init();                        //红外接收初始化       
        AD9850_Write_Serial(0x00,FREQ);

        sprintf((char*)p,"Freq : %d Hz",SquareFreq);
        if(FREQ>=1000000) sprintf((char*)p,"Freq : %d MHz",FREQ/1000000);
        LCD_ShowString(30,170,200,24,24,p);
       
        Wave_Init(SquareFreq,SquareV_H,SquareV_L);       
       
       
}
       

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地板
我爱台妹mmd|  楼主 | 2023-8-27 17:57 | 只看该作者
产生波形
#include "sign.h"
#include "sys.h"
#include "remote.h"
#include "lcd.h"
#include "delay.h"
u16 SineWave_Value[256];
/********生成正弦波输出表***********/
//cycle        :波形表的位数        (0~256)
//Um                :输出电压的峰值(0~1.5)
/*******************************/
void SineWave_Data( u16 cycle ,u16 *D,float Um)
{
    u16 i;
    for( i=0;i<cycle;i++)
    {
        D[i]=(u16)((Um*sin(( 1.0*i/(cycle-1))*2*PI)+Um)*4095/3.3);
    }
}
/********生成方波输出表***********/
//cycle        :波形表的位数        (0~256)
//Um                :输出电压
/*******************************/
void SquareWave_Data( u16 cycle ,u16 *D,float Um_H,float Um_L)
{
        u16 i;
        float daH=0,daL=0;
        daH=4095*Um_H/3.3f;
        daL=4095*Um_L/3.3f;
        for(i=0;i<256/2;i++)
        {
                D[i]= (u16)(daL);
        }
        for( i=256/2;i<256;i++)
        {
                D[i]=(u16)(daH);
        }
}
/********生成三角波输出表***********/
//cycle        :波形表的位数        (0~256)
//Um                :输出电压的峰值(0~1.5)
/*******************************/
void TriangleWave_Data( u16 cycle ,u16 *D,float Um)
{
    u16 i;
        int n=1;
        for( i=0;i<cycle;i++)
        {
                if(i<cycle/2)
                {
                        D[i]= (u16)(1.0*i/255*4095);
                }
                else
                {
                        D[i]= (u16)(1.0*(i-2*n)/255*4095);
                        n++;
                }
               
        }
}
/********生成锯齿波形输出表***********/
//cycle        :波形表的位数        (0~256)
//Um                :输出电压
/*******************************/
void SawTooth_Data( u16 cycle ,u16 *D,float Um)
{
    u16 i;
        for( i=0;i<cycle;i++)
        {               
                        D[i]= (u16)(1.0*i/255*4095);
               
        }
}

/****************初始化引脚******************/
void SineWave_GPIO_Config(void)
{
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);  //开时钟
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;       //推挽输出模式
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;   //输出速率
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin =  GPIO_Pin_5 ; //选择引脚
    GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_5)  ;   //拉高输出
    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);      //初始化
}

/******************DAC初始化ˉ*************************/
void SineWave_DAC_Config( void)
{
    DAC_InitTypeDef            DAC_InitStructure;
    RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_DAC, ENABLE);//开DAC时钟
     
  /**************DAC结构初始化*******************/
    DAC_StructInit(&DAC_InitStructure);   
    DAC_InitStructure.DAC_WaveGeneration = DAC_WaveGeneration_None;//不产生波形
    DAC_InitStructure.DAC_OutputBuffer = DAC_OutputBuffer_Disable; //不使能输出缓存
    DAC_InitStructure.DAC_Trigger = DAC_Trigger_T2_TRGO;//DAC触发为定时器2触发
    DAC_Init(DAC_Channel_2, &DAC_InitStructure);//初始化
    DAC_Cmd(DAC_Channel_2, ENABLE);    //使能DAC的通道1
    DAC_DMACmd(DAC_Channel_2, ENABLE); //使能DAC通道1的DMA  
}

/*********定时器初始化************/
void SineWave_TIM_Config(u32 Wave1_Fre)
{
    TIM_TimeBaseInitTypeDef    TIM_TimeBaseStructure;
    RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE);//开时钟
    TIM_TimeBaseStructInit(&TIM_TimeBaseStructure);
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 0x0;     //不预分频
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0x0; //不分频<br>  TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;//向上计数
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = Wave1_Fre;//设置输出频率
    TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseStructure);
    TIM_SelectOutputTrigger(TIM2, TIM_TRGOSource_Update);//设置TIME输出触发为更新模式
}

/*********DMA配置***********/
void SineWave_DMA_Config(void)
{                  
    DMA_InitTypeDef            DMA_InitStructure;
    RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_DMA2, ENABLE);//开启DMA2时钟
     DMA_DeInit(DMA2_Channel4);
//    DMA_StructInit( &DMA_InitStructure);        //DMA结构体初始化
    DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralDST;//从寄存器读数据
    DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = 256;//寄存器大小
    DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Disable;//外设地址不递增
    DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Enable; //内存地址递增
    DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_HalfWord;//宽度为半字
    DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_HalfWord;//宽度为半字
    DMA_InitStructure.DMA_Priority = DMA_Priority_VeryHigh;//优先级非常高
    DMA_InitStructure.DMA_M2M = DMA_M2M_Disable;//关闭内存到内存模式
    DMA_InitStructure.DMA_Mode = DMA_Mode_Circular;//循环发送模式
       
        DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = DAC_DHR12R2;//外设地址为DAC通道1的地址
        DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr = (uint32_t)SineWave_Value;//波形数据表内存地址
        DMA_Init(DMA2_Channel4, &DMA_InitStructure);//初始化
        DMA_Cmd(DMA2_Channel4, ENABLE); //使能DMA通道3      
               
}

/**********正弦波初始化**********************/
//Wave1_Fre:        频率值(0~60 000)Hz
//Um                         :        电压峰值(0.0~1.5)V
/*******************************************/

void Wave_Init(u16 Wave1_Fre,float Um_H,float Um_l)
{
        u8 key;
        u32 Freq;
        Freq=(u32)(72000000/sizeof(SineWave_Value)*2/Wave1_Fre);//计算频率
        SineWave_GPIO_Config();             //初始化io
        SineWave_TIM_Config(Freq);          //初始化定时器
        SineWave_DAC_Config();              //配置DAC
        SineWave_DMA_Config();              //配置DMA
        TIM_Cmd(TIM2, ENABLE);
       
        while(1)
        {
                key=Remote_Scan();
                delay_ms(100);
                if(key==104)
                {         
                        SquareWave_Data(256,SineWave_Value,Um_H,Um_l);//1方波
                }

                else if(key==152)
                {
                  SineWave_Data(256,SineWave_Value,Um_H);//2产生正弦波
                }
                else if(key==176)
                        {
                  TriangleWave_Data(256,SineWave_Value,Um_H);//3产生三角波
                }
                        else if(key==48)
                        {
                   SawTooth_Data(256,SineWave_Value,Um_H);//4产生锯齿波
                  }
        }
}

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5
我爱台妹mmd|  楼主 | 2023-8-27 17:57 | 只看该作者
4、测试结果
   50Hz

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6
我爱台妹mmd|  楼主 | 2023-8-27 17:58 | 只看该作者

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7
我爱台妹mmd|  楼主 | 2023-8-27 17:58 | 只看该作者

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8
我爱台妹mmd|  楼主 | 2023-8-27 17:58 | 只看该作者
   1000Hz

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9
我爱台妹mmd|  楼主 | 2023-8-27 17:59 | 只看该作者
15KHz(可以看到波形已经开始出现失真现象)

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10
AIsignel| | 2023-8-28 13:35 | 只看该作者
15KHz的失真成什么样的?

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11
llia| | 2023-8-29 21:02 | 只看该作者
为啥15的时候波形已经开始出现失真现象

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12
Stahan| | 2023-9-2 23:01 | 只看该作者
这个精度能有多高啊

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13
MessageRing| | 2023-9-3 21:38 | 只看该作者
Stahan 发表于 2023-9-2 23:01
这个精度能有多高啊

10k以内应该很稳吧

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14
everyrobin| | 2023-9-5 10:26 | 只看该作者
波形发生器的电路设计需要考虑放大、滤波、稳定等因素,以确保波形发生器的输出精度和稳定性。

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15
uiint| | 2023-9-5 11:23 | 只看该作者
测试和调试可以通过示波器、逻辑分析仪等仪器来完成。

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16
everyrobin| | 2023-9-5 12:55 | 只看该作者
在电路设计中满足波形发生器的要求,例如使用适当的时钟电路、滤波电路和放大电路来保证波形质量和稳定性

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17
tifmill| | 2023-9-5 13:18 | 只看该作者
注意电磁兼容性的设计,包括地线布线、电源滤波、信号隔离等措施,以减少干扰和提高系统的抗干扰能力。

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18
jtracy3| | 2023-9-5 13:40 | 只看该作者
在输出波形方面,需要注意波形稳定性、波形失真度、频率稳定性、幅度稳定性等方面,以满足应用需求。

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19
ccook11| | 2023-9-5 15:20 | 只看该作者
在设计和制造波形发生器时,需要考虑电磁兼容性,以确保设备在恶劣的电磁环境中能够正常运行。

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20
louliana| | 2023-9-5 15:51 | 只看该作者
在设计和开发波形发生器时,需要进行测试和调试,以确保波形发生器的性能和可靠性。

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