STM32F4xxx系列 - DAC生成噪声波

目标：利用定时器5（周期为5ms），从DAC1通道产生一个噪声波。
涉及知识：DAC原理、stm32中的DAC、定时器、DAC输出IO配置
1. DAC原理

DAC，是将数字输入转换成模拟输出，主要有两种实现方式：

• 电阻-电位器网络 ：通过开关控制不同的电阻分压，生成对应的模拟电压。
  
• 电容-二进制加权 ：利用电容的充放电特性，快速生成模拟信号。
  

2. 二进制加权算法

3. STM32F407ZG中的DAC特性

有2个12位的DAC模块，对应输出引脚为PA4、PA5，各2个通道。
1、可选择8/12模式，向左还是向右对齐
2、单通道模式或双通道模式

3、触发方式：
自动触发、定时器触发、外部中断触发

3、输出计算方式

4. 定时器

根据时钟树:
（1）高级定时器timer1, timer8以及通用定时器timer9, timer10, timer11 ----- APB2总线
（2）通用定时器timer2-timer5，timer12-timer14以及基本定时器timer6,timer7 ----- APB1总线
（3）当APB1和APB2分频数为1，时钟频率=原频率
（4）当APB1和APB2分频数不为1，时钟频率=原频率x2
核心计算方式：
Tout = ((arr+1)*(psc+1))/Tclk，arr为预载值，psc为分频值，Tout为时钟频率
本实验使用的tim5挂载在APB1上，16位。
4. 程序配置

4.1DAC配置

在DAC.c文件中创建配置函数
1、DAC输出IO配置
为了避免寄生电流消耗，应首先将 PA4 或 PA5 引脚配置为模拟模式 (AIN)。
2、DAC转换配置
1）使能DAC时钟
2）选择DAC触发方式为timer5触发:
CR-TENx 控制位置 1，可通过外部事件
CR-TSELx[2:0] 决定通过哪一个来触发转换

DAC_InitStructure.DAC_Trigger=DAC_Trigger_T5_TRGO;
3)选择在转换后的信号上加上伪噪声
使用 LFSR（线性反馈移位寄存器）。将 WAVEx[1:0] 置为
“01”即可选择生成噪声。
DAC_InitStructure.DAC_WaveGeneration=DAC_WaveGeneration_Noise;
4）设置噪声的最大幅值
最大就是12位，拉满3.3v
DAC_InitStructure.DAC_LFSRUnmask_TriangleAmplitude=DAC_LFSRUnmask_Bits11_0;
5）关闭输出缓冲
如果不需要驱动外部
6）初始化，将相应寄存器设置好
7）使能打开
完整代码：

1. void DAC1_Init(void)
2. {
3.         GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStructure;
4.         DAC_InitTypeDef DAC_InitStructure;
5.        
6.         RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOA, ENABLE);//使能GPIOA时钟
7.         RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_DAC, ENABLE);//使能DAC时钟
8.        
9.         GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_4;
10.         GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AN;//模拟输入
11.         GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
12.         //GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_NOPULL;//浮空
13.         GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);//初始化
14.         GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_4);
15.        
16.         DAC_InitStructure.DAC_Trigger=DAC_Trigger_T5_TRGO;        //不使用触发功能 TEN1=0
17.         DAC_InitStructure.DAC_WaveGeneration=DAC_WaveGeneration_Noise;//不使用波形发生
18.         DAC_InitStructure.DAC_LFSRUnmask_TriangleAmplitude=DAC_LFSRUnmask_Bits11_0;//屏蔽、幅值设置
19.         DAC_InitStructure.DAC_OutputBuffer=DAC_OutputBuffer_Disable ;        //DAC1输出缓存关闭 BOFF1=1
20.         DAC_Init(DAC_Channel_1,&DAC_InitStructure);         //初始化DAC通道1
21.        
22.        
23.        
24.        
25.         DAC_Cmd(DAC_Channel_1, ENABLE);  //使能DAC通道1
26.         DAC_SetChannel1Data(DAC_Align_12b_R, 0);  //12位右对齐数据格式设置DAC值
27.        
28. }

复制代码

4.2定时器配置

1）使能时钟
2）设置装载值：arr(不得超过16位无符号)=500-1
3）设置分频值：psc（不得超过16位无符号值）=8400-1
4）计数方式：向上计数
5）初始化
6）打开使能
完整代码：

1. void Tim5_Init(uint16_t arr, uint16_t psc)
2. {
4.     TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure;
6.     RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM5, ENABLE);
8.     TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = arr;
10.     TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler = psc;
11.     TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;
12.     TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;
14.     TIM_TimeBaseInit(TIM5, &TIM_TimeBaseInitStructure);
16.     TIM_Cmd(TIM5, ENABLE);
18. }

复制代码

4.3定时器触发

定时器的框图中有一个TRGO信号输出，此信号可以用来触发ADC、DAC、其他定时器等。

TIM_SelectOutputTrigger
这个函数TIMx_CR2寄存器的位6到位4赋值，位6到位4是MMS[2:0]，
完整代码：

1. void TIM5_TriggerInit(void)
2. {       
3.         // 定时器TIMx初始化
4.         // TIM5_Int_Init 函数已经设置好了主模式定时器TIMx的周期arr
5.        
6.         // TIMx触发其他模块的功能设置
7.         // TIM_SelectMasterSlaveMode(TIM5, TIM_MasterSlaveMode_Enable);    // 设置定时器的主从模式
8.                                                                         // 设置定时器5为主模式
9.         TIM_SelectOutputTrigger(TIM5, TIM_TRGOSource_Update);    //设置TIME输出触发为更新模式
10. }

复制代码

实验1：bits11_0

实验2：bits5_0

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