使用STM32微控制器系列中的DAC生成音频和波形之应用实例
《使用dac生成正弦波形》
1、说明
本示例分步说明如何生成正弦波形。
正弦波形也称作单频正弦波音，它是一种纯音或绝对音。在确定听觉系统的各种响应时，正弦音一般用作刺激源。
2、准备数字模式的正弦波形
要准备数字模式的波形，需要进行一些数学运算。这里的目标是产生正弦波的 10 个数字模式数据(采样)，变化范围为 0 到 2*pi。
采样间隔为 (2*pi)/ ns (采样数)。
sin(x) 的结果值在 -1 到 1 之间，经过必要的重新校准后，可以生成 0 和 0xfff 之间(对应电压范围为 0 v 到 3.3 v)的正向正弦波。
经过线性转换后，数字输入会转换为 0 到 vref+ 之间的输出电压。
各 dac 通道引脚的模拟输出电压通过以下公式确定：
因此，可通过以下公式得到模拟正弦波形 ysineanalog
此表保存在存储器中，并由 dma 传输，传输过程由触发 dac 的相同定时器触发
3、修正正弦波频率
要修正正弦波信号的频率，需要设置定时器触发输出的频率。
所产生正弦波的频率为
因此，如果 timx_trgo 为 1 mhz，则 dac 正弦波的频率为 10 khz。
注：要获得高质量的正弦波曲线，建议使用较高的采样数 ns。
《使用dac实现音频波形播放器》
1、说明
此应用演示的目的是为 stm32 微控制器提供一种音频播放器解决方案，用于播放 .wav 文件。
该过程经过优化，需要的外部组件数量最少，最终用户可以灵活选择自己的 .wav 文件。stm32 中的音频文件通过 microsd 存储卡提供。
2、音频波形文件规范
本应用假设要播放的 .wav 文件具有如下格式：
●音频格式：pcm(一种未经压缩的波形数据格式，其中的每个值表示采样时信号的振幅)。
●采样率：8000、11025、22050 或 44100 hz
●每次采样的位数：8 位(音频采样数据值的范围为 [0-255])。
●通道数：1(单声道)
3、.wav 文件格式
.wav 文件格式是存储多媒体文件使用的资源交换文件格式 (riff) 规范中的一种。riff 文件以一个文件头开始，然后是一系列的数据块。.wav 文件通常就是一个 riff 文件，内含一个“wave”数据块，该数据块由以下两个子数据块组成：
1.指定数据格式的 fmt 子数据块
2.包含实际采样数据的 data 子数据块
wave 文件格式的开始是 riff 头：它指示文件长度。然后，fmt 块描述采样格式，其中包含如下信息：波形音频的格式：(pcm/...)，通道数(单声道/立体声)，采样率(每秒的采样数：例如，22050)以及采样数据大小(例如，8 位 /16 位)。
最后，数据块包含采样数据。
3、实现音频波形播放器
音频波形播放器的应用以 spi、dma、tim6 和 dac 外设为基础。
在启动时，此应用首先使用 spi 与 dosfs 文件系统的 microsd 卡建立连接，解析卡中的内容，并在 user 文件夹中查找可用的 .wav 文件。找到有效的 .wav 文件后，会通过 spi 读回，然后使用 cpu 将该数据传输到位于 ram 内的缓冲区阵列。dma 用于将数据从 ram 传输到 dac 外设。tim6 用于触发 dac，将音频数字数据转换为模拟波形。
在播放音频数据之前，会对 wav 文件头进行解析，以便确定数据的采样率及其长度。
使用采样数据(.wav 文件中包含的数据)来更新 dac 输出中的值，借此完成重现音频的任务。该数据以 8 位的形式进行编码(值的范围为 0 到 255)。
dac 通道 1 由 tim6 定期触发，触发间隔由 .wav 文件头的采样率指定。
.wav 文件从使用 dosfs 文件系统的 microsd 存储器中读取。
在演示代码中，处理波形播放器演示的编码文件为：
waveplayer.c
waveplayer.h
使用 waveplayermenu_start() 函数来调用波形播放器演示，以下为相关流程图。
在本应用中，协同处理是必不可少的，这样可以同时实现从外部存储器读取波形和将波形写入 dac 寄存器的过程。
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正弦波形也称作单频正弦波音，它是一种纯音或绝对音。在确定听觉系统的各种响应时，正弦音一般用作刺激源。
2、准备数字模式的正弦波形
要准备数字模式的波形，需要进行一些数学运算。这里的目标是产生正弦波的 10 个数字模式数据(采样)，变化范围为 0 到 2*pi。
采样间隔为 (2*pi)/ ns (采样数)。
sin(x) 的结果值在 -1 到 1 之间，经过必要的重新校准后，可以生成 0 和 0xfff 之间(对应电压范围为 0 v 到 3.3 v)的正向正弦波。
经过线性转换后，数字输入会转换为 0 到 vref+ 之间的输出电压。
各 dac 通道引脚的模拟输出电压通过以下公式确定：
因此，可通过以下公式得到模拟正弦波形 ysineanalog
此表保存在存储器中，并由 dma 传输，传输过程由触发 dac 的相同定时器触发
3、修正正弦波频率
要修正正弦波信号的频率，需要设置定时器触发输出的频率。
所产生正弦波的频率为
因此，如果 timx_trgo 为 1 mhz，则 dac 正弦波的频率为 10 khz。
注：要获得高质量的正弦波曲线，建议使用较高的采样数 ns。
《使用dac实现音频波形播放器》
1、说明
此应用演示的目的是为 stm32 微控制器提供一种音频播放器解决方案，用于播放 .wav 文件。
该过程经过优化，需要的外部组件数量最少，最终用户可以灵活选择自己的 .wav 文件。stm32 中的音频文件通过 microsd 存储卡提供。
2、音频波形文件规范
本应用假设要播放的 .wav 文件具有如下格式：
●音频格式：pcm(一种未经压缩的波形数据格式，其中的每个值表示采样时信号的振幅)。
●采样率：8000、11025、22050 或 44100 hz
●每次采样的位数：8 位(音频采样数据值的范围为 [0-255])。
●通道数：1(单声道)
3、.wav 文件格式
.wav 文件格式是存储多媒体文件使用的资源交换文件格式 (riff) 规范中的一种。riff 文件以一个文件头开始，然后是一系列的数据块。.wav 文件通常就是一个 riff 文件，内含一个“wave”数据块，该数据块由以下两个子数据块组成：
1.指定数据格式的 fmt 子数据块
2.包含实际采样数据的 data 子数据块
wave 文件格式的开始是 riff 头：它指示文件长度。然后，fmt 块描述采样格式，其中包含如下信息：波形音频的格式：(pcm/...)，通道数(单声道/立体声)，采样率(每秒的采样数：例如，22050)以及采样数据大小(例如，8 位 /16 位)。
最后，数据块包含采样数据。
3、实现音频波形播放器
音频波形播放器的应用以 spi、dma、tim6 和 dac 外设为基础。
在启动时，此应用首先使用 spi 与 dosfs 文件系统的 microsd 卡建立连接，解析卡中的内容，并在 user 文件夹中查找可用的 .wav 文件。找到有效的 .wav 文件后，会通过 spi 读回，然后使用 cpu 将该数据传输到位于 ram 内的缓冲区阵列。dma 用于将数据从 ram 传输到 dac 外设。tim6 用于触发 dac，将音频数字数据转换为模拟波形。
在播放音频数据之前，会对 wav 文件头进行解析，以便确定数据的采样率及其长度。
使用采样数据(.wav 文件中包含的数据)来更新 dac 输出中的值，借此完成重现音频的任务。该数据以 8 位的形式进行编码(值的范围为 0 到 255)。
dac 通道 1 由 tim6 定期触发，触发间隔由 .wav 文件头的采样率指定。
.wav 文件从使用 dosfs 文件系统的 microsd 存储器中读取。
在演示代码中，处理波形播放器演示的编码文件为：
waveplayer.c
waveplayer.h
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