最近在做一个用STM32+ADS1256开发光纤电流传感器解调仪的工作。疫情原因，经常需要在家工作。板子虽然额外置办了一套，但实验设备没法搬回家，又苦于没有信号函数发生器，调试起来有隔靴搔痒、闭门造车之感。人脑不是电脑，百密难免一疏。

　　突然想到，何不用STM32闲置的DAC开发一个信号发生器来模拟传感器信号呢？自己动手，丰衣足食。做过才知道，原来这么简单！

　　基本原理

　　基于STM32的DAC可产生任意周期性波形。原理很简单：

　　第一步，创建一个数组，把生成波形所需的离散数据存入其中。对于正弦波这类周期性信号，一个周期的数据即可。生成波形数组的过程有点类似于ADC，包括抽样和量化两步（取整）。抽样间隔越小，将来生成的波形会越平滑。抽样后的数值需要取整。对于12位的DAC，波形数组中元素的值须在0-4095之间。信号的幅值与波形数组的值成正比，4095对应参考电压3.3V。为便于控制幅值，可以设置一个系数与数组相乘。

　　第二步，在定时器TIMx的触发下用DMA将数据逐个发送到DAC。DAC会再下一次更新前保持当前电平。信号的周期/频率由TIMx控制。

　　运行中如需修改信号的幅值或频率，可通过USART向STM32发送指令，修改系数或TIMx的参数即可。具体方法可参考这篇文章。

　　参数配置

　　根据上述原理，除了时钟等常规配置外，还需要配置4个外设：DAC，DMA，TIM，NVIC。具体参数设置图示如下：

DAC参数设置

　　切换到DMA Settings标签，为两个通道Add DMA并设置参数。参数如下：

DMA参数设置

　　特别注意：STM32的12位DAC不Half Word，上图中外设数据宽度一定要选Word。存储器的数据宽度根据波形数组的数据类型来选择，12位DAC用16位无符号数组绰绰有余，所以一般选Half Word即可。

　　由于系统时钟频率为72MHz，Prescaler设为72时，计数器计数间隔为1μs。波形数组准备用500个点，对于50Hz的工频信号，每个周期20ms，需要40μs发送一个数。所以计数器周期设为39（注意：计数器从0开始计数）。当然也可以Prescaler设小些，时间分辨率更高，计数值设大些。设置完上图参数后，切换到NVIC标签，开启TIM2 global interrupt。

　　代码编写

　　在main主函数中，添加如下代码：

　　uint16_t NUM_POINTs = 500U;

　　u8 SIG_AMP[2] = {2U, 8U};

　　uint16_t sin1[NUM_POINTs], sin2[NUM_POINTs];

　　double_t pi = 3.14159265358979;

　　for (u16 i = 0U; i<NUM_POINTs; i++) {

　　sin1[i] = (u16) ((1.0+sin(2.0*pi*(dt)i/NUM_POINTs))*4095.0/2.0/SIG_AMP[0]);

　　sin2[i] = (u16) ((1.0+sin(pi+2.0*pi*(dt)i/NUM_POINTs))*4095.0/2.0/SIG_AMP[1]);

　　}

　　括号中的“1.0+”是为了避免负值，SIG_AMP是为了控制信号幅度。通过上位机修改它的值，即可改变幅度。注意：要确保最大值不超过4095，超过的会被截断为4095！

　　最后一步，启动定时器TIM2和DAC的两个DMA通道。

　　HAL_TIM_Base_Start(&htim2);

　　HAL_DAC_Start_DMA(&hdac, DAC_CHANNEL_1, (uint32_t *)sin1, 500U, DAC_ALIGN_12B_R);

　　HAL_DAC_Start_DMA(&hdac, DAC_CHANNEL_2, (uint32_t *)sin2, 500U, DAC_ALIGN_12B_R);

　　while (1){

　　}

　　效果验证

　　查一下芯片DAC的两个通道对应的引脚（PA4和PA5），用杜邦线把信号接到需要的地方就信了。下图是用ADS1256采集到的实时波形，我用DAC的输出用来模拟传感器的信号。

实测效果图

　　哇哦，简直不要太完美！顺便炫耀一下我做的采集软件（用MATLAB开发的），特别是我的圆形大按钮，界面右下角那个！

　　总结

　　用DAC产生波形的原理和方法还是很简单的，尤其是基于CubeIDE来配置，只需自己编写不到10行代码，即可实现上述功能。依据上述方法，可以产生所需的任意其他波形。

　　发现一个有趣的现象：实测动画图中，您觉得波形是向哪边移动的呢？