基于STM32的DDS信号发生器

DDS信号发生器采用直接数字频率合成(Direct Digital Synthesis，简称DDS)技术，把信号发生器的频率稳定度、准确度提高到与基准频率相同的水平，并且可以在很宽的频率范围内进行精细的频率调节。采用这种方法设计的信号源可工作于调制状态，可对输出电平进行调节，也可输出各种波形。

一个完整周期的函数波形被存储在上面所示的存储器查找表中。相位累加器跟踪输出函数的电流相位。为了输出一个非常低的频率，采样样本之间的差相位(Δ)将非常小。例如，一个很慢的正弦波可能将有1度的Δ相位。则波形的0号采样样本采得0度时刻的正弦波的幅度，而波形的1号采样将采得1度时刻的正弦波的幅度，依次类推。经过360次采样后，将输出正弦曲线的全部360度，或者确切地说是一个周期。一个较快的正弦波可能会有10度的Δ相位。于是，36次采样就会输出正弦波的一个周期。如果采样率保持恒定，上述较慢的正弦波的频率将比较快的正弦波慢10倍。 进一步说，一个恒定的Δ相位必将导致一个恒定正弦波频率的输出。但是，DDS技术允许通过一个频率表迅速地改变信号的Δ相位。函数发生器能够指定一个频率表，该表包括由波形频率和持续时间信息组成的各个段。函数发生器按顺序产生每个定义的频率段。通过生成一个频率表，可以构建复杂的频率扫描信号和频率跳变信号。DDS允许函数发生器的相位从一级到另一级连续变化。 矢量信号发生器提供高灵活度和强大的解决方案，可用于科学研究，通信，消费电子，宇航/国防，半导体测试以及一些新兴领域，如软件无线电，无线电频率识别( RFID)，以及无线传感网络等。 有些公司还提供许多其他利用DAC来产生模拟信号的模拟输出产品。模拟输出板的基本架构是，将一个小型的FIFO存储器连接到一个DAC上。绝大部分的模拟输出板被用来产生静态电压，而且许多可以被用来产生低频波形。

STM32内部带有12位ADC，通过查表的方式输出各个电压

#include "sign.h"
u16 SineWave_Value[256]; 

/********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);
    }
}


/****************初始化引脚******************/
void SineWave_GPIO_Config(void)
{
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA|RCC_APB2Periph_GPIOD, 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_4 ; //选择引脚
    GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_4)  ;   //拉高输出
    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);      //初始化
	
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;       //推挽输出模式 
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin =  GPIO_Pin_0 | GPIO_Pin_1 | GPIO_Pin_2 | GPIO_Pin_3; //选择引脚
    GPIO_Init(GPIOD, &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_Enable; //不使能输出缓存
    DAC_InitStructure.DAC_Trigger = DAC_Trigger_None;//DAC触发为定时器2触发
    DAC_Init(DAC_Channel_1, &DAC_InitStructure);//初始化
    DAC_Cmd(DAC_Channel_1, ENABLE);    //使能DAC的通道1
    //DAC_DMACmd(DAC_Channel_1, 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_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_DHR12R1;//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_Channel3, &DMA_InitStructure);//初始化
	DMA_Cmd(DMA2_Channel3, 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 SineWave_Init(u16 Wave1_Fre,float Um)
{
	u32 f1;
	f1=(u32)(8000000/sizeof(SineWave_Value)*2/Wave1_Fre);//计算频率
	SineWave_Data(256,SineWave_Value,Um);     //生成输出正弦波的波形表
	SineWave_GPIO_Config();             //初始化io
	//SineWave_TIM_Config(f1);            //初始化定时器
	SineWave_DAC_Config();              //配置DAC
	//SineWave_DMA_Config();              //配置DMA
	//TIM_Cmd(TIM2, ENABLE);             //开启定时器
}