基于STM32F103C8T6片内Flash的音频播放（DAC通道）
基于STM32F103C8T6片内Flash的音频播放（DAC通道）
- 一、STM32的DAC通道介绍
- 1、DAC 简介
- 2、STM32中的DAC主要特点
- 3、DAC 功能框图剖析
- 4、DAC配置
- 二、实验要求
- 三、数据准备
- 1、生成mav文件
- 2、使用UltraEdit得到相关数据
- 3、使用notepad++添加相关内容
- 四、使用DAC输出周期2khz的正弦波
- 五、使用DAC输出数字音频歌曲数据转换为模拟音频波形输出
- 六、总结
- 参考
一、STM32的DAC通道介绍
1、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。
2、STM32中的DAC主要特点
- 拥有2个DAC转换器
- DAC通道为8位或12位单调输出
- DAC通道为12位模式下数据的左对齐或者右对齐
- DAC通道具有同步更新功能
- DAC通道可以生成噪声波形
- DAC通道可以生成三角波形
- 双DAC通道同时或者分别转换
- 每个DAC通道都有DMA功能
3、DAC 功能框图剖析
- ①中表示的是DAC模块模拟部分的供电和DAC模块的参考电压 ，STM32 的 DAC 规定了它的参考电压输入范围为 2.4—3.3V。一般，取值为3.3V。
- ②中DAC_OUTx表示DAC输出通道，对应引脚是PA4或者PA5。
4、DAC配置
（1）开启相应引脚时钟，设置 PA4 为模拟输入。（DAC1对应PA4，DAC2对应PA5）
STM32F103ZET6 的 DAC 通道 1 在 PA4 上，所以，我们要使能 PORTA 的时钟并设置 PA4 为模拟输入。
DAC 本身是输出，但是为什么端口要设置为模拟输入模式呢？
因为一但使能 DACx 通道之后，相应的 GPIO 引脚（PA4 或者 PA5）会自动与 DAC 的模拟输出相连，设置为输入，是为了避免额外的干扰。即使是直接用芯片也可以无脑设置为模拟输入，实验可得虽然引脚为模拟输入，但仍可输出相应信号。
(2)使能相应 DAC 时钟,本次实验通道对应为DAC1;
(3)初始化 DAC,设置 DAC 的工作模式;
(4)使能 DAC 转换通道;
二、实验要求
- 1）实验数据准备：用Adobe audition或goldwave等音频编辑软件录制“您好欢迎光临！”的几秒钟的声音（8khz采样、8bit量化编码的单声道wav格式），确保音频数据尽量小（最大不超64KB）。然后编程将其分批次写入stm32f103c8t6芯片内部flash区域。
- 2）数字音频还原播放任务：编程读取此段音频，分别通过 （a）stm32f103c8t6自带的DAC通道，转换为模拟音频进行播放，并用示波器观察波形，用耳机/喇叭收听，评判音乐还原效果；
- 提示：建议先用单音音频（比如2000Hz的正弦波）的wav数据进行实验，通过DAC或PCM音频模块能够基本还原出原始正弦波声音后，再用语音和音乐信号进行实验。
三、数据准备
1、生成mav文件
Audition生成输出一个周期2khz的正弦波的mav文件
①选择文件->新建->音频文件
②设置相关采用频率
③效果->选择生成基本音色
④设置相关频率
⑤导出为mav文件，选择文件->导出->文件
Audition生成一段数字音频歌曲数据的mav文件
打开一段歌曲音频文件
将音频剪切成5-10s
右击->存储选区
点击更改：选择采样类型为8000Hz，单声道，16位，再点击确认
导出wav文件
2、使用UltraEdit得到相关数据
①用该软件打开刚才保存的wav文件
②CTRL+A全选，接着鼠标右键，选择 十六进制复制选定视图，将内容粘贴到一个新建文件中
③在新建文件中，CTRL+A，接着鼠标右键，选择范围输入起始的行号和列号，确定就选中了整个我们需要的内容
3、使用notepad++添加相关内容
- ①打开该软件后，将上面选中的内容复制粘贴到该软件中（在上面软件中，右键选择复制）
- ②在需要添加内容的位置：Alt+c，为十六进制数加0X前缀（一列一列的添加）
四、使用DAC输出周期2khz的正弦波
观察正弦波的波形我们直接使用野火提高的例程
这里使用MATLAB打开例程中的采样程序
然后把输出的采样点复制到波形数据中
编译烧录下载
使用示波器测量PA4、PA5的引脚便可看到正弦波形
（这里由于没有示波器就无法展示波形图）
五、使用DAC输出数字音频歌曲数据转换为模拟音频波形输出
将上面使用notepad++添加0x前缀之后的数据复制到keil工程中bsp_dac.c文件的波形数据的数组中
编译烧录，使用示波器观察波形
（这里由于没有示波器就无法展示波形图）
六、总结
本次对STM32DAC的通道的使用过程中，学习到了DAC是集成了2个输出缓存，可以用来减少输出阻抗，无需外部运放即可直接驱动外部负载。每个DAC通道输出缓存可以通过设置DAC_CR寄存器的BOFFx位来使能或者关闭。整个学习过程很有意思，挺好玩的。
参考
详细介绍Audition输出一个周期2khz的正弦波（循环）。将一段数字音频歌曲数据转换为模拟音频波形输出（循环）。
STM32F103的DAC——输出声音效果
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