STM32CubeMX配置DAC、TIM播放音乐

2022-02-27 22:58:38 阅读：713 来源： 互联网

标签：定时器 HAL DAC 中断 STM32CubeMX TIM uint32

前言
STM32Cube可以快速实现配置，开发项目很快，如果想深入的掌握底层原理，还是要学会用寄存器配置。STM32cubeMX可以很方便的下载官方文档，包括一些模块说明等，搜索到芯片在"Docs & Resources"中下载即可。
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一、STM32CubeMX配置DAC、TIM

1.打开软件（我使用的是v5.5.0），新建工程。
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2.选择芯片型号，点击开始。我手里的芯片是STM32L431CCT6，主频最高80Mhz。

3.配置时钟树，此次使用最小系统版上外部石英晶振是8Mhz，MCU主频最大80Mhz。此次我们将其配置到最大频率。

4.配置使用外部石英晶振。
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5.配置Debug为串行线，即使用J-Link进行下载调试，连接VCC、GND、SWDIO、SWCLK即可实现keil程序下载和在线调试。

6.配置DAC。触发方式我们选择None

触发方式，指DAC转换可以由某外部事件触发（定时器计数器、外部中断线）。片上定时器信号、外部引脚、软件控制。(此表非本芯片的，仅用来说明用触发方式用)
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每次DAC接口侦测到来自选中的定时器TRGO输出，或者外部中断线9的上升沿，近存放在寄存器DAC_DHRx中的数据会被传送到寄存器DAC_DORx中。在3个APB1时钟周期后，寄存器 DAC_DORx更新为新值。
如果选择软件触发，一旦SWTRIG位置’1’，转换即开始。在数据从DAC_DHRx寄存器传送到 DAC_DORx寄存器后，SWTRIG位由硬件自动清’0’。
7.配置TIM定时器
配置定时器是为了播放音乐用，音频会有一个采样率，需要按照音频的采样率播出信号才可以还原出原始音频。由于单片机资源有限，本次从网上down了一首采样率为8000hz的单通道的音乐。（其它采样率的音频也可以用Audition另存转换），用定时器制作出播放的频率。
设置如下如，要打开定时器溢出中断，要在每次中断中做DAC转换，从而达到8000hz的频率播放。
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Clock Source(时钟来源)
选项1 ：Internal Clock 内部时钟
选项2 ： ETR2 外部触发输入(ETR)(仅适用TIM2,3,4)
Prtscaler (定时器分频系数) : 9
Counter Mode(计数模式) Up(向上计数模式)
Counter Period(自动重装载值) ：999
CKD(时钟分频因子) ：No Division 不分频
选项：可以选择二分频和四分频
auto-reload-preload(自动重装载) : Enable 使能

定时器定时计算方法：
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打开定时器中断

音频为8000hz，则每125us需要播放一个音频数据。定时器时间125us，将分频系数9和自动重装载值999带入，刚好是125us。（也可以是其他值，只要最终结果是125us即可）
8.生成代码。
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二、测试DAC和TIM配置

1.打开keil测试DAC配置是否成功。
DAC配置完后，使用需要有开启动作，然后向DAC写入数据

/* DAC相关HAL库函数*/
HAL_StatusTypeDef HAL_DAC_Start(DAC_HandleTypeDef* hdac, uint32_t Channel); //开启DAC输出
HAL_StatusTypeDef HAL_DAC_Stop(DAC_HandleTypeDef* hdac, uint32_t Channel); //关闭DAC输出
HAL_StatusTypeDef HAL_DAC_Start_DMA(DAC_HandleTypeDef* hdac, uint32_t Channel, uint32_t* pData, uint32_t Length, uint32_t Alignment); //需要函数中开启DAC的DMA输出
HAL_StatusTypeDef HAL_DAC_Stop_DMA(DAC_HandleTypeDef* hdac, uint32_t Channel); //关闭DAC的DMA输出
HAL_StatusTypeDef HAL_DAC_SetValue(DAC_HandleTypeDef* hdac, uint32_t Channel, uint32_t Alignment, uint32_t Data); //设置DAC输出值
uint32_t HAL_DAC_GetValue(DAC_HandleTypeDef* hdac, uint32_t Channel); //获取DAC输出值

我们需要使用的是开启DAC输出和向DAC写入数值，按12位右对齐写入，12位表示最大值4095，则输出电压计算方法为：
Voltage = VREF x (DOR/4095)
我的板子参考电压VREF接的5V，如下写入4095应当输出5v模拟电压
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2.烧写程序，使用示波器查看电压。
如下图，测试了n遍都是只有一下的模拟电压，然后就掉下去，甚是郁闷，后来发现是示波器错选了交流模式，无语。（话说用万用表可能就没有这个烦恼了）
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正常的，复位5秒后dac转换，很明显电压直接上来了，没达到5v是因为电路损耗。DAC配置成功

3.开启TIM2，并填写定时器回调函数。

相关函数：
HAL_TIM_IRQHandler(&htim2);
定时器中断处理函数在stm32f4xx_it.c的 TIM2_IRQHandler()定时器中断服务函数中
这个函数的具体作用是判断中断是否正常，然后判断产生的是哪一类定时器中断(溢出中断/PWM中断等)，然后进入相应的中断回调函数
void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
在HAL库中，每进行完一个中断，并不会立刻退出，而是会进入到中断回调函数中，

定时器中断到调用回调函数：
1.void TIM2_IRQHandler(void) //首先进入中断函数
2.HAL_TIM_IRQHandler(&htim2);之后进入定时器中断处理函数
3.判断是哪一类定时器中断(溢出中断/PWM中断等) 和定时器通道
4.进入相对应中断回调函数，在中断回调函数中添加用户代码，这个函数名是固定的。
void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(&htim2);
（stm32f1xx_it.c中找到中也可以找到中断回调函数
__weak void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim) ）

三、播放音乐

1.填写回调函数。
准备好采样率为8000hz，位深度为8bit的音频数据流文件，在定时器中循环给DAC转换即可。

int g_count = 0;
void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim) //定时器中断回调函数
{
	//定时器设定为125us溢出中断一次，即8000hz的频率。播放的音频数据也是8000hz采样率。
	DAC->DHR8R1 = DATA[g_count];
	g_count++;
	if (g_count == (SOUND_LENGTH-1))
		g_count = 0;
}

音频数组数据文件
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2.使用示波器捕获转换后的模拟信号：

3.接上耳机，并接上一个功放就可以听到音乐了~~如果不知道选什么功放，可以用PAM8403，某宝有，将DAC信号接入INL或者INR任意一个即可

硬件如下：

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标签：定时器,HAL,DAC,中断,STM32CubeMX,TIM,uint32
来源： https://blog.csdn.net/qq_38893512/article/details/123169760

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一、STM32CubeMX配置DAC、TIM

二、测试DAC和TIM配置

三、播放音乐

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