【Follow me第二季第三期】扩展任务：设计一个类似信号发生器功能的例程

EPTmachine · 发表于2024-12-15 12:12

【Follow me第二季第三期】扩展任务：设计一个类似信号发生器功能的例程 [复制链接]

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设计程序能发出不同的波形，频率范围1——1kHz，支持正弦波、方波和三角波。

## 程序设计 
在MCU上实现信号发生器的功能，参考以下两篇博客

[STM32片上DAC实现DDS](https://www.emoe.xyz/stm32-dac-direct-digital-synthesis/)

[STM32口袋仪器设计](https://www.eetree.cn/project/546)

采用其中的DDS模块实现信号的输出。结合之前任务中使用到的USB、QSPI Flash外设即可实现类似信号发生器的功能。

## 程序实现
在FSP中添加以下的模块

<ignore_js_op>

<div class="tip tip_4 aimg_tip" id="aimg_871037_menu" style="position: absolute; display: none" disautofocus="true">
<div class="xs0">
<p><strong>dds_FSP_config.png</strong> <em class="xg1">(58.36 KB, 下载次数: 0)</em></p>
<p>
<a href="javascript:;" class="loginf" >下载附件</a>

<a href="javascript:;" onclick="showWindow(this.id, this.getAttribute('url'), 'get', 0);" id="savephoto_871037" url="home.php?mod=spacecp&ac=album&op=saveforumphoto&aid=871037&handlekey=savephoto_871037">保存到相册</a>

</p>

</div>
<div class="tip_horn"></div>
</div>

</ignore_js_op>

涉及到DDS功能的模块有dac、gpt和dma模块。其中dac模块的参数设置如下

<ignore_js_op>

<div class="tip tip_4 aimg_tip" id="aimg_871038_menu" style="position: absolute; display: none" disautofocus="true">
<div class="xs0">
<p><strong>dds_FSP_dac_config.png</strong> <em class="xg1">(27.19 KB, 下载次数: 0)</em></p>
<p>
<a href="javascript:;" class="loginf" >下载附件</a>

<a href="javascript:;" onclick="showWindow(this.id, this.getAttribute('url'), 'get', 0);" id="savephoto_871038" url="home.php?mod=spacecp&ac=album&op=saveforumphoto&aid=871038&handlekey=savephoto_871038">保存到相册</a>

</p>

</div>
<div class="tip_horn"></div>
</div>

</ignore_js_op>

gpt模块设置如下

<ignore_js_op>

<div class="tip tip_4 aimg_tip" id="aimg_871039_menu" style="position: absolute; display: none" disautofocus="true">
<div class="xs0">
<p><strong>dds_FSP_gpt_config.png</strong> <em class="xg1">(29.44 KB, 下载次数: 0)</em></p>
<p>
<a href="javascript:;" class="loginf" >下载附件</a>

<a href="javascript:;" onclick="showWindow(this.id, this.getAttribute('url'), 'get', 0);" id="savephoto_871039" url="home.php?mod=spacecp&ac=album&op=saveforumphoto&aid=871039&handlekey=savephoto_871039">保存到相册</a>

</p>

</div>
<div class="tip_horn"></div>
</div>

</ignore_js_op>

dma模块设置如下

<ignore_js_op>

<div class="tip tip_4 aimg_tip" id="aimg_871040_menu" style="position: absolute; display: none" disautofocus="true">
<div class="xs0">
<p><strong>dds_FSP_dma_config.png</strong> <em class="xg1">(37.69 KB, 下载次数: 0)</em></p>
<p>
<a href="javascript:;" class="loginf" >下载附件</a>

<a href="javascript:;" onclick="showWindow(this.id, this.getAttribute('url'), 'get', 0);" id="savephoto_871040" url="home.php?mod=spacecp&ac=album&op=saveforumphoto&aid=871040&handlekey=savephoto_871040">保存到相册</a>

</p>

</div>
<div class="tip_horn"></div>
</div>

</ignore_js_op>

DMA的数据搬运由定时器的溢出事件驱动。瑞萨DMA模块的使用和STM32的类似，在dds.c的DDS_setWaveParams函数中，通过修改DMA的数据源，加载不同的DDS查找表，从而实现不同配置波形的产生。

<ignore_js_op>

<div class="tip tip_4 aimg_tip" id="aimg_871041_menu" style="position: absolute; display: none" disautofocus="true">
<div class="xs0">
<p><strong>dds_change_dma.png</strong> <em class="xg1">(65.6 KB, 下载次数: 0)</em></p>
<p>
<a href="javascript:;" class="loginf" >下载附件</a>

<a href="javascript:;" onclick="showWindow(this.id, this.getAttribute('url'), 'get', 0);" id="savephoto_871041" url="home.php?mod=spacecp&ac=album&op=saveforumphoto&aid=871041&handlekey=savephoto_871041">保存到相册</a>

</p>

</div>
<div class="tip_horn"></div>
</div>

</ignore_js_op>

类似于任务3的Flash存储数据示例，在任务3的基础上添加以下文件，其中的代码实现DDS相关外设的初始化、DDS信号数据计算以及用户选择DDS信号配置的菜单。

<ignore_js_op>

<div class="tip tip_4 aimg_tip" id="aimg_871042_menu" style="position: absolute; display: none" disautofocus="true">
<div class="xs0">
<p><strong>dds_project_view.png</strong> <em class="xg1">(26.08 KB, 下载次数: 0)</em></p>
<p>
<a href="javascript:;" class="loginf" >下载附件</a>

<a href="javascript:;" onclick="showWindow(this.id, this.getAttribute('url'), 'get', 0);" id="savephoto_871042" url="home.php?mod=spacecp&ac=album&op=saveforumphoto&aid=871042&handlekey=savephoto_871042">保存到相册</a>

</p>

</div>
<div class="tip_horn"></div>
</div>

</ignore_js_op>

添加上述代码，编译完成即可实现DDS信号发生器的功能，同时用户可以编辑信号的类型和频率。

# 程序演示
产生正弦波

<ignore_js_op>

<div class="tip tip_4 aimg_tip" id="aimg_871043_menu" style="position: absolute; display: none" disautofocus="true">
<div class="xs0">
<p><strong>dds_output_sin.png</strong> <em class="xg1">(30.89 KB, 下载次数: 0)</em></p>
<p>
<a href="javascript:;" class="loginf" >下载附件</a>

<a href="javascript:;" onclick="showWindow(this.id, this.getAttribute('url'), 'get', 0);" id="savephoto_871043" url="home.php?mod=spacecp&ac=album&op=saveforumphoto&aid=871043&handlekey=savephoto_871043">保存到相册</a>

</p>

</div>
<div class="tip_horn"></div>
</div>

</ignore_js_op>

<ignore_js_op>

<a href="javascript:;" onclick="showWindow(this.id, this.getAttribute('url'), 'get', 0);" id="savephoto_871044" url="home.php?mod=spacecp&ac=album&op=saveforumphoto&aid=871044&handlekey=savephoto_871044">保存到相册</a>

</p>

</div>
<div class="tip_horn"></div>
</div>

</ignore_js_op>

产生方波

<ignore_js_op>

<div class="tip tip_4 aimg_tip" id="aimg_871045_menu" style="position: absolute; display: none" disautofocus="true">
<div class="xs0">
<p><strong>dds_output_squ.png</strong> <em class="xg1">(25.53 KB, 下载次数: 0)</em></p>
<p>
<a href="javascript:;" class="loginf" >下载附件</a>

<a href="javascript:;" onclick="showWindow(this.id, this.getAttribute('url'), 'get', 0);" id="savephoto_871045" url="home.php?mod=spacecp&ac=album&op=saveforumphoto&aid=871045&handlekey=savephoto_871045">保存到相册</a>

</p>

</div>
<div class="tip_horn"></div>
</div>

</ignore_js_op>

![alt text](figures/04/dds_squ.jpg)

产生三角波

<ignore_js_op>

<div class="tip tip_4 aimg_tip" id="aimg_871047_menu" style="position: absolute; display: none" disautofocus="true">
<div class="xs0">
<p><strong>dds_output_tri.png</strong> <em class="xg1">(31.1 KB, 下载次数: 0)</em></p>
<p>
<a href="javascript:;" class="loginf" >下载附件</a>

<a href="javascript:;" onclick="showWindow(this.id, this.getAttribute('url'), 'get', 0);" id="savephoto_871047" url="home.php?mod=spacecp&ac=album&op=saveforumphoto&aid=871047&handlekey=savephoto_871047">保存到相册</a>

</p>

</div>
<div class="tip_horn"></div>
</div>

</ignore_js_op>

<ignore_js_op>

<a href="javascript:;" onclick="showWindow(this.id, this.getAttribute('url'), 'get', 0);" id="savephoto_871048" url="home.php?mod=spacecp&ac=album&op=saveforumphoto&aid=871048&handlekey=savephoto_871048">保存到相册</a>

</p>

</div>
<div class="tip_horn"></div>
</div>

</ignore_js_op>