STM32实现DAC功能输出音频波形

一、DAC简介

• DAC 为数字/模拟转换模块，故名思议，它的作用就是把输入的数字编码，转换成对应的模拟电压输出，它的功能与 ADC相反。在常见的数字信号系统中，大部分传感器信号被化成电压信号，而 ADC把电压模拟信号转换成易于计算机存储、处理的数字编码，由计 算机处理完成后，再由 DAC输出电压模拟信号，该电压模拟信号常常用来驱动某些执行器 件，使人类易于感知。如音频信号的采集及还原就是这样一个过程。

• STM32具有片上 DAC外设，它的分辨率可配置为 8位或 12位的数字输入信号，具有两个 DAC 输出通道，这两个通道互不影响，每个通道都可以使用 DMA 功能，都具有出错检测能力，可外部触发。

• 功能框图：
  

• DAC通道模块：
  

• 图中 VDDA和 VSSA为DAC 模块模拟部分的供电，而 Vref+则是 DAC 模块的参考电压。DAC_OUTx 就是 DAC的输出通道（DAC_OUT1对应 PA4 ，DAC_OUT2 PA5引脚）。当 DAC 的参考电压为 Vref+的时候，DAC 的输出电压是线性的从 0~Vref+，12 位模式下 DAC 输出电压与 Vref+以及DORx的计算公式如下： DACx 输出电压=Vref*（DORx/4095）
• DAC的控制寄存器DAC_CR的低 16 位用于控制通道 1，而高 16 位用于控制通道 2。
• DAC 输出是受 DORx寄存器直接控制的，但是DORx寄存器不能被直接写入数据，而是通过DHRx间接的传给DORx寄存器，实现对 DAC 输出的控制。前面我们提到，STM32F4的 DAC 支持 8/12 位模式，8 位模式的时候是固定的右对齐的，而 12 位模式又可以设置左对齐/右对齐。
  单 DAC 通道 x，总共有 3 种情况：
  ① 8 位数据右对齐：用户将数据写入 DAC_DHR8Rx[7:0]位（实际存入 DHRx[11:4]位）。
  ② 12 位数据左对齐：用户将数据写入 DAC_DHR12Lx[15:4]位（实际存入 DHRx[11:0]位）。
  ③ 12 位数据右对齐：用户将数据写入 DAC_DHR12Rx[11:0]位（实际存入 DHRx[11:0]位）。
• STM32F4的 DAC集成了两个输出缓存器，通过DAC_CR的BOFFx位控制，可使能或禁止各通道的输出缓冲器，但做的有些不好，如果使能的话，虽然输出能力强一点，但是输出没法到 0，在不使用输出缓存时可设置该位为 1。

二、输出周期为2kHz的正弦波

1.打开DAC\Project\RVMDK(uv5)\BH-STM32，找到如下函数:

2.通过如下公式计算出，周期频率位为2kHz大约需要采集1800个点：

3.找到.m文件，用matlab打开，对代码进行修改：

4.运行：

5.将dac_sinWave中的数据复制到uint16_t Sine12bit,周期32改成3600:

6.编译，成功后烧录到板子上，连接示波器，通过调频得到结果:

三、音频信号输出

1.通过 Adobe Audition 截取生成一段音频文件，打开AU，在文件里打开下载的歌曲：

2.设置参数，然后导出：

3.通过WavToC工具，将wav音频文件转为c语言代码程序：

4.将生成的数据替换工程中的波形数据：

5.烧录程序，通过示波器显示：

四、参考资料

Adobe Audition 2020中文版.

STM32F103使用TIM DMA DAC实现播放WAV音乐.