簡介：

PWM簡介

• 定義：

PWM是一種對模擬信號電平進行數字編碼的方法，通過高解析度計數器的使用，方波的占空比被調制用來對一個具體模擬信號的電平進行編碼，PWM信號仍然是數字的，因為在給定的任何時刻，滿幅值的直流供電要么完全（ON），要么完全無（OFF），電壓或電流源是以一種通（ON）或斷（OFF）的重復脈沖序列被加到模擬負載上去的，通的時候即是直流供電被加到負載上的時候，斷的時候即是供電被斷開的時候，只要帶寬足夠，任何模擬值都可以使用PWM進行編碼，

• PWM信號輸出

（1）可以直接通過芯片內部模塊輸出PWM信號，前提是這個I/O口要有集成模塊，只需要簡單幾步操作即可，這種自帶有PWM輸出的功能模塊在程式設計更簡便，同時資料更精確，如下圖，一般的I2C口都會標明這個是否是PWM口

（2）但是如果I2C內部沒有PWM功能模塊，或者要求不是很高的話可以利用I/O口設定一些引數來輸出PWM信號，因為PWM 信號其實就是一高一低的一系列電平組合在一起，具體方法是給I/O加一個定時器，對于你要求輸出的PWM信號頻率與你的定時器一致，用定時器中斷來計數，但是這種方法一般不采用，除非對于精度、頻率等要求不是很高可以這樣實作，

DAC簡介

• STM32上的DAC

數字/模擬轉換模塊(DAC)是12位數字輸入，電壓輸出的數字/模擬轉換器，DAC可以配置為8位 或12位模式，也可以與DMA控制器配合使用，DAC作業在12位模式時，資料可以設定成左對齊或右對齊，DAC模塊有2個輸出通道，每個通道都有單獨的轉換器，在雙DAC模式下，2個通道可以獨立地進行轉換，也可以同時進行轉換并同步地更新2個通道的輸出，DAC可以通過引腳輸入參考電壓VREF+以獲得更精確的轉換結果，

• DAC的主要技術指標

1 .解析度指輸出模擬電壓的最小增量,即表明DAC輸入一個最低有效位(LSB)而在輸出端上模擬電壓的變化量，
2. 建立時間是將一個數字量轉換為穩定模擬信號所需的時間,也可以認為是轉換時間，DA中常用建立時間來描述其速度,而不是AD中常用的轉換速率，一般地,電流輸出DA建立時間較短,電壓輸出DA則較長，
3 .精度是指輸入端加有最大數值量時,DAC的實際輸出值和理論計算值之差,它主要包括非線性誤差、比例系統誤差、失調誤差，
4 .線性度在理想情況下,DAC的數字輸入量作等量增加時,其模擬輸出電壓也應作等量增加,但是實際輸出往往有偏離，

一、 用STM32F103輸出一路PWM波形

(1)實驗要求

• 用STM32F103輸出一路PWM波形，建議采用定時器方法
• 用示波器觀察輸出波形

(2)實驗程序

該實驗參考正點原子資料A盤：PWM輸出實驗

• 實驗主要代碼：

void TIM3_IRQHandler(void)   //TIM3中斷
{
	if (TIM_GetITStatus(TIM3, TIM_IT_Update) != RESET) //檢查指定的TIM中斷發生與否:TIM 中斷源 
		{
		TIM_ClearITPendingBit(TIM3, TIM_IT_Update  );  //清除TIMx的中斷待處理位:TIM 中斷源 
		LED1=!LED1;
		}
}




//TIM3 PWM部分初始化 
//PWM輸出初始化
//arr：自動重裝值
//psc：時鐘預分頻數
void TIM3_PWM_Init(u16 arr,u16 psc)
{  
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
	TIM_TimeBaseInitTypeDef  TIM_TimeBaseStructure;
	TIM_OCInitTypeDef  TIM_OCInitStructure;
	

	RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE);	//使能定時器3時鐘
 	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB  | RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);  //使能GPIO外設和AFIO復用功能模塊時鐘
	
	GPIO_PinRemapConfig(GPIO_PartialRemap_TIM3, ENABLE); //Timer3部分重映射  TIM3_CH2->PB5    
 
   //設定該引腳為復用輸出功能,輸出TIM3 CH2的PWM脈沖波形	GPIOB.5
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5; //TIM_CH2
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;  //復用推挽輸出
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);//初始化GPIO
 
   //初始化TIM3
	TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = arr; //設定在下一個更新事件裝入活動的自動重裝載暫存器周期的值
	TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler =psc; //設定用來作為TIMx時鐘頻率除數的預分頻值 
	TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0; //設定時鐘分割:TDTS = Tck_tim
	TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;  //TIM向上計數模式
	TIM_TimeBaseInit(TIM3, &TIM_TimeBaseStructure); //根據TIM_TimeBaseInitStruct中指定的引數初始化TIMx的時間基數單位
	
	//初始化TIM3 Channel2 PWM模式	 
	TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM2; //選擇定時器模式:TIM脈沖寬度調制模式2
 	TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable; //比較輸出使能
	TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High; //輸出極性:TIM輸出比較極性高
	TIM_OC2Init(TIM3, &TIM_OCInitStructure);  //根據T指定的引數初始化外設TIM3 OC2

	TIM_OC2PreloadConfig(TIM3, TIM_OCPreload_Enable);  //使能TIM3在CCR2上的預裝載暫存器
 
	TIM_Cmd(TIM3, ENABLE);  //使能TIM3
	

}

主函式：

int main(void)
 {		
 	u16 led0pwmval=0;
	u8 dir=1;	
	delay_init();	    	 //延時函式初始化	  
	NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2); 	 //設定NVIC中斷分組2:2位搶占優先級，2位回應優先級
	uart_init(115200);	 //串口初始化為115200
 	LED_Init();			     //LED埠初始化
 	TIM3_PWM_Init(899,0);	 //不分頻，PWM頻率=72000000/900=80Khz
   	while(1)
	{
 		delay_ms(10);	 
		if(dir)led0pwmval++;
		else led0pwmval--;

 		if(led0pwmval>300)dir=0;
		if(led0pwmval==0)dir=1;										 
		TIM_SetCompare2(TIM3,led0pwmval);		   
	}	 
 }

• KEIL仿真的配置
  
  
• 依次點擊Run
  
• 點擊Stop
  

(3)實驗結果

• PWM輸出波形如下
  

二、用STM32F103的DAC功能完成以下波形輸出

該實驗是基于野火資料配套代碼DAC—輸出正弦波上完成的

1、正弦波觀察

(1)實驗要求

• 輸出一個周期2khz的正弦波（回圈），此波形驅動作用至蜂鳴器或喇叭，會呈現一個“滴…”的單音

(2)實驗程序

• 根據公式計算得到一共需要3600個采樣點
  
• 用MATLAB打開此腳本，當然你也可以選擇用Python
  
• 修改如下代碼
  
• 運行腳本，會產生3600個采樣點，產生的點會自動保存在dac_sinWave檔案中
  
• 將這些采樣點復制，然后全部粘貼到KEIL工程里面的uint16_t Sine12bit陣列中
  
• 用開發板引腳PA4與示波器相連，觀察波形

(3)實驗結果

2、音頻信號輸出

(1)實驗要求

• 將一段數字音頻歌曲資料轉換為模擬音頻波形輸出（回圈），

(2)實驗程序

• 打開Adobe Audition CS6，選擇你最喜歡的歌曲并打開
• 截取一段音頻不要太長5-10秒足矣
• 在截取的區域右鍵單擊
  
• 進行如下配置

• 配置后保存為WAV檔案
  

• 用UltraEdit打開剛剛的.wav檔案
  

• 選擇范圍后復制
  

• 用Notepad打開,復制剛剛所選內容

• 快捷鍵：ALT+C,添加0x和,
  

• 添加后如下圖
  

• 這里要洗掉尾行無用的0x，這是因為剛剛在選擇復制范圍不合理的原因照成
  

• 復制上面的資料，粘貼到KEIL工程的uint16_t Sine12bit[]陣列中去

• 運行下載程式，將開發板引腳PA4與示波器相連即可觀察波形

(3)實驗結果

三、總結

在UltraEdit里面選擇截圖范圍的時候要合理選取，我第一次因為選的稍大，導致后面有很多分號，手動去除比較麻煩，畢竟有6000多行，所以可以稍微選擇小一點，然后在Notepad里面對列同時操作效率更高，
實驗學習了PWM和DAC輸出波形的相關知識，了解了各種配置，識訓許多，為今后的學習打下良好基礎

四、參考文獻

[1]PWM簡介
[2]STM32PWM輸出實驗
[3]DAC簡介
[4]STM32F103使用TIM DMA DAC實作播放WAV音樂