基于STM32F103C8T6片内Flash的音频播放（DAC通道）
基于STM32F103C8T6片內Flash的音頻播放（DAC通道）
- 一、STM32的DAC通道介紹
- 1、DAC 簡介
- 2、STM32中的DAC主要特點
- 3、DAC 功能框圖剖析
- 4、DAC配置
- 二、實驗要求
- 三、數據準備
- 1、生成mav文件
- 2、使用UltraEdit得到相關數據
- 3、使用notepad++添加相關內容
- 四、使用DAC輸出周期2khz的正弦波
- 五、使用DAC輸出數字音頻歌曲數據轉換為模擬音頻波形輸出
- 六、總結
- 參考
一、STM32的DAC通道介紹
1、DAC 簡介
- DAC 為數字/模擬轉換模塊，故名思議，它的作用就是把輸入的數字編碼，轉換成對應的模擬電壓輸出，它的功能與 ADC 相反。在常見的數字信號系統中，大部分傳感器信號被化成電壓信號，而 ADC 把電壓模擬信號轉換成易于計算機存儲、處理的數字編碼，由計算機處理完成后，再由 DAC 輸出電壓模擬信號，該電壓模擬信號常常用來驅動某些執行器件，使人類易于感知。如音頻信號的采集及還原就是這樣一個過程。
- STM32 具有片上 DAC 外設，它的分辨率可配置為 8 位或 12 位的數字輸入信號，具有兩個 DAC 輸出通道，這兩個通道互不影響，每個通道都可以使用 DMA 功能，都具有出錯檢測能力，可外部觸發。
2、STM32中的DAC主要特點
- 擁有2個DAC轉換器
- DAC通道為8位或12位單調輸出
- DAC通道為12位模式下數據的左對齊或者右對齊
- DAC通道具有同步更新功能
- DAC通道可以生成噪聲波形
- DAC通道可以生成三角波形
- 雙DAC通道同時或者分別轉換
- 每個DAC通道都有DMA功能
3、DAC 功能框圖剖析
- ①中表示的是DAC模塊模擬部分的供電和DAC模塊的參考電壓 ，STM32 的 DAC 規定了它的參考電壓輸入范圍為 2.4—3.3V。一般，取值為3.3V。
- ②中DAC_OUTx表示DAC輸出通道，對應引腳是PA4或者PA5。
4、DAC配置
（1）開啟相應引腳時鐘，設置 PA4 為模擬輸入。（DAC1對應PA4，DAC2對應PA5）
STM32F103ZET6 的 DAC 通道 1 在 PA4 上，所以，我們要使能 PORTA 的時鐘并設置 PA4 為模擬輸入。
DAC 本身是輸出，但是為什么端口要設置為模擬輸入模式呢？
因為一但使能 DACx 通道之后，相應的 GPIO 引腳（PA4 或者 PA5）會自動與 DAC 的模擬輸出相連，設置為輸入，是為了避免額外的干擾。即使是直接用芯片也可以無腦設置為模擬輸入，實驗可得雖然引腳為模擬輸入，但仍可輸出相應信號。
(2)使能相應 DAC 時鐘,本次實驗通道對應為DAC1;
(3)初始化 DAC,設置 DAC 的工作模式;
(4)使能 DAC 轉換通道;
二、實驗要求
- 1）實驗數據準備：用Adobe audition或goldwave等音頻編輯軟件錄制“您好歡迎光臨！”的幾秒鐘的聲音（8khz采樣、8bit量化編碼的單聲道wav格式），確保音頻數據盡量小（最大不超64KB）。然后編程將其分批次寫入stm32f103c8t6芯片內部flash區域。
- 2）數字音頻還原播放任務：編程讀取此段音頻，分別通過 （a）stm32f103c8t6自帶的DAC通道，轉換為模擬音頻進行播放，并用示波器觀察波形，用耳機/喇叭收聽，評判音樂還原效果；
- 提示：建議先用單音音頻（比如2000Hz的正弦波）的wav數據進行實驗，通過DAC或PCM音頻模塊能夠基本還原出原始正弦波聲音后，再用語音和音樂信號進行實驗。
三、數據準備
1、生成mav文件
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Audition生成輸出一個周期2khz的正弦波的mav文件
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①選擇文件->新建->音頻文件
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②設置相關采用頻率
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③效果->選擇生成基本音色
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④設置相關頻率
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⑤導出為mav文件，選擇文件->導出->文件
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Audition生成一段數字音頻歌曲數據的mav文件
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打開一段歌曲音頻文件
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將音頻剪切成5-10s
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右擊->存儲選區
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點擊更改：選擇采樣類型為8000Hz，單聲道，16位，再點擊確認
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導出wav文件
2、使用UltraEdit得到相關數據
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①用該軟件打開剛才保存的wav文件
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②CTRL+A全選，接著鼠標右鍵，選擇 十六進制復制選定視圖，將內容粘貼到一個新建文件中
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③在新建文件中，CTRL+A，接著鼠標右鍵，選擇范圍輸入起始的行號和列號，確定就選中了整個我們需要的內容
3、使用notepad++添加相關內容
- ①打開該軟件后，將上面選中的內容復制粘貼到該軟件中（在上面軟件中，右鍵選擇復制）
- ②在需要添加內容的位置：Alt+c，為十六進制數加0X前綴（一列一列的添加）
四、使用DAC輸出周期2khz的正弦波
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觀察正弦波的波形我們直接使用野火提高的例程
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這里使用MATLAB打開例程中的采樣程序
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然后把輸出的采樣點復制到波形數據中
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編譯燒錄下載
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使用示波器測量PA4、PA5的引腳便可看到正弦波形
（這里由于沒有示波器就無法展示波形圖）
五、使用DAC輸出數字音頻歌曲數據轉換為模擬音頻波形輸出
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將上面使用notepad++添加0x前綴之后的數據復制到keil工程中bsp_dac.c文件的波形數據的數組中
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編譯燒錄，使用示波器觀察波形
（這里由于沒有示波器就無法展示波形圖）
六、總結
本次對STM32DAC的通道的使用過程中，學習到了DAC是集成了2個輸出緩存，可以用來減少輸出阻抗，無需外部運放即可直接驅動外部負載。每個DAC通道輸出緩存可以通過設置DAC_CR寄存器的BOFFx位來使能或者關閉。整個學習過程很有意思，挺好玩的。
參考
詳細介紹Audition輸出一個周期2khz的正弦波（循環）。將一段數字音頻歌曲數據轉換為模擬音頻波形輸出（循環）。
STM32F103的DAC——輸出聲音效果
總結
以上是生活随笔為你收集整理的基于STM32F103C8T6片内Flash的音频播放（DAC通道）的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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