第十五章 DAC (下篇)

单芯片解决方案，开启全新体验——W55MH32 高性能以太网单片机

W55MH32是WIZnet重磅推出的高性能以太网单片机，它为用户带来前所未有的集成化体验。这颗芯片将强大的组件集于一身，具体来说，一颗W55MH32内置高性能Arm® Cortex-M3核心，其主频最高可达216MHz；配备1024KB FLASH与96KB SRAM，满足存储与数据处理需求；集成TOE引擎，包含WIZnet全硬件TCP/IP协议栈、内置MAC以及PHY，拥有独立的32KB以太网收发缓存，可供8个独立硬件socket使用。如此配置，真正实现了All-in-One解决方案，为开发者提供极大便利。 

在封装规格上，W55MH32 提供了两种选择：QFN68和QFN100。

W55MH32Q采用QFN68封装版本，尺寸为8x8mm，它拥有36个GPIO、3个ADC、12通道DMA、17个定时器、2个I2C、3个串口、2个SPI接口（其中1个带I2S接口复用）、1个CAN以及1个USB2.0。在保持与同系列其他版本一致的核心性能基础上，仅减少了部分GPIO以及SDIO接口，其他参数保持一致，性价比优势显著，尤其适合网关模组等对空间布局要求较高的场景。紧凑的尺寸和精简化外设配置，使其能够在有限空间内实现高效的网络连接与数据交互，成为物联网网关、边缘计算节点等紧凑型设备的理想选择。 同系列还有QFN100封装的W55MH32L版本，该版本拥有更丰富的外设资源，适用于需要多接口扩展的复杂工控场景，软件使用方法一致。更多信息和资料请进入http://www.w5500.com/网站或者私信获取。 

此外，本W55MH32支持硬件加密算法单元，WIZnet还推出TOE+SSL应用，涵盖TCP SSL、HTTP SSL以及MQTT SSL等，为网络通信安全再添保障。 

为助力开发者快速上手与深入开发，基于W55MH32Q这颗芯片，WIZnet精心打造了配套开发板。开发板集成WIZ-Link芯片，借助一根USB C口数据线，就能轻松实现调试、下载以及串口打印日志等功能。开发板将所有外设全部引出，拓展功能也大幅提升，便于开发者全面评估芯片性能。 

若您想获取芯片和开发板的更多详细信息，包括产品特性、技术参数以及价格等，欢迎访问官方网页：http://www.w5500.com/，我们期待与您共同探索W55MH32的无限可能。

第十五章 DAC (下篇)

1 程序设计

1.1 DAC_OutDMASineWave例程

此例程的主要功能是借助 W55MH32 的 DAC（数模转换器）输出软件正弦波，并且通过串口输出系统时钟信息。下面是其主要工作流程：

1.初始化配置

⚪使能系统时钟，配置串口（波特率 115200）输出调试信息。

⚪初始化 GPIO、DAC（通道 1/2）、定时器 TIM2（周期 为20个时钟周期）及 DMA（循环模式）。

2.正弦波生成

 

void DMA_Configuration(void)
{
    DMA_InitTypeDef DMA_InitStructure;
    // 使能DMA2时钟
    RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_DMA2, ENABLE);

    // 配置DMA通道4（DAC2）
    DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = DAC2_DHR12RD_ADDRESS; // DAC2寄存器地址
    DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr = (uint32_t)&DualSine12bit; // 数据源：双通道数据数组
    DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralDST; // 内存到外设
    DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = POINT_NUM; // 传输32点
    DMA_InitStructure.DMA_Mode = DMA_Mode_Circular; // 循环模式，持续输出
    DMA_Init(DMA2_Channel4, &DMA_InitStructure);
    DMA_Cmd(DMA2_Channel4, ENABLE);

    // 配置DMA通道3（DAC1，参数与通道4相同）
    DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = DAC1_DHR12RD_ADDRESS;
    DMA_Init(DMA2_Channel3, &DMA_InitStructure);
    DMA_Cmd(DMA2_Channel3, ENABLE);
}

 

⚪通过 12 位正弦波数据数组Sine12bit（32 点），生成双通道 DAC 数据DualSine12bit。

3.工作流程

⚪TIM2 以设定周期触发 DMA，将正弦波数据循环传输至 DAC，驱动模拟输出。

⚪主循环保持运行，实现连续波形输出。

4.调试功能

⚪串口输出系统各时钟频率，便于调试。

1.2 DAC_OutNoiseWave例程

这个例程的主要作用是利用 W55MH32 的 DAC（数模转换器）输出噪声波信号，同时通过串口输出系统时钟信息以方便调试。以下是具体作用的详细阐述：

1. 系统初始化与信息输出

⚪时钟与延时初始化：开启 CRC 时钟，进行延时初始化，为后续操作提供时钟基础。

⚪串口通信配置：将串口波特率设置为 115200，对 GPIO 和 USART 进行初始化，实现串口通信功能。

⚪时钟信息输出：获取系统时钟频率，把系统时钟、HCLK、PCLK1、PCLK2 和 ADCCLK 的频率信息通过串口输出，方便开发人员了解系统时钟状态。

2.噪声波信号输出

 

 // GPIO配置函数（DAC输出引脚）
void GPIO_Configuration(void)
{
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

    // 使能GPIOA时钟（DAC通道1/2对应PA4/PA5）
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);

    // 配置PA4和PA5为模拟输入模式（内部连接DAC输出）
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin   = GPIO_Pin_4 | GPIO_Pin_5;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode  = GPIO_Mode_AIN; // 模拟输入模式（无需上拉/下拉）
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
}

// DAC配置函数（噪声波模式）
void DAC_Configuration(void)
{
    DAC_InitTypeDef DAC_InitStructure;

    // 使能DAC时钟（APB1总线）
    RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_DAC, ENABLE);

    // 配置DAC通道1和2为噪声波模式
    DAC_InitStructure.DAC_Trigger                      = DAC_Trigger_Software; // 软件触发（非自动触发）
    DAC_InitStructure.DAC_WaveGeneration               = DAC_WaveGeneration_Noise; // 启用噪声波生成
    DAC_InitStructure.DAC_LFSRUnmask_TriangleAmplitude = DAC_TriangleAmplitude_4095; // 噪声波幅度（全范围）
    DAC_InitStructure.DAC_OutputBuffer                 = DAC_OutputBuffer_Enable; // 使能输出缓冲（提高驱动能力）

    // 初始化DAC通道1和2
    DAC_Init(DAC_Channel_1, &DAC_InitStructure);
    DAC_Init(DAC_Channel_2, &DAC_InitStructure);

    // 使能DAC通道
    DAC_Cmd(DAC_Channel_1, ENABLE);
    DAC_Cmd(DAC_Channel_2, ENABLE);

    // 设置初始输出数据（12位左对齐，值为0x7FF0，即32784/4096=8.0V？需根据参考电压调整）
    DAC_SetChannel1Data(DAC_Align_12b_L, 0x7FF0); // 通道1初始值
    DAC_SetChannel2Data(DAC_Align_12b_L, 0x7FF0); // 通道2初始值
}

 

 

⚪GPIO 配置：使能 GPIOA 时钟，把 PA4 和 PA5 引脚配置成模拟输入模式，作为 DAC 的输出引脚。

⚪DAC 配置：使能 DAC 时钟，将 DAC 通道 1 和通道 2 配置成软件触发模式，并且设置为噪声波生成模式。同时，开启输出缓冲，把初始数据设置为 0x7FF0。

⚪噪声波输出：在主循环里，持续对 DAC 通道 1 和通道 2 进行软件触发，从而让 PA4 和 PA5 引脚持续输出模拟的噪声波信号。

3. 输出重定向

⚪实现SER_PutChar和fputc函数，把printf函数的输出重定向到串口，方便开发人员通过串口输出调试信息。

综上所述，该例程可用于测试和验证 W55MH32 的 DAC 模块输出噪声波的功能，也可作为开发基于 DAC 输出噪声波应用的基础代码。

1.3 DAC_OutTriangleWave例程

该例程通过初始化系统时钟、串口、GPIO和DAC，利用软件触发DAC生成并输出双通道三角波信号，同时将系统时钟信息通过串口输出，用于验证DAC功能和作为信号源开发基础。以下是具体作用的详细阐述：

1.初始化配置

⚪使能系统时钟并配置串口（波特率 115200）输出系统时钟频率（SYSCLK/HCLK/PCLK1/PCLK2/ADCCLK）。

⚪初始化 GPIOA 的 PA4/PA5 为模拟输入模式，作为 DAC 输出引脚。

2.三角波生成配置

 

// DAC配置函数：启用硬件三角波生成
void DAC_Configuration(void)
{
    DAC_InitTypeDef DAC_InitStructure;
    // 使能DAC时钟（APB1总线）
    RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_DAC, ENABLE);
    
    // 配置DAC为软件触发模式，启用三角波生成
    DAC_InitStructure.DAC_Trigger = DAC_Trigger_Software; // 软件触发（需手动调用触发函数）
    DAC_InitStructure.DAC_WaveGeneration = DAC_WaveGeneration_Triangle; // 三角波模式
    DAC_InitStructure.DAC_LFSRUnmask_TriangleAmplitude = DAC_TriangleAmplitude_2047; // 幅度设置为2047（半满量程，12位）
    DAC_InitStructure.DAC_OutputBuffer = DAC_OutputBuffer_Enable; // 使能输出缓冲（增强驱动能力）
    
    // 初始化DAC通道1和2
    DAC_Init(DAC_Channel_1, &DAC_InitStructure);
    DAC_Init(DAC_Channel_2, &DAC_InitStructure);
    
    // 使能DAC通道
    DAC_Cmd(DAC_Channel_1, ENABLE);
    DAC_Cmd(DAC_Channel_2, ENABLE);
    
    // 设置初始数据为0（三角波起点）
    DAC_SetChannel1Data(DAC_Align_12b_L, 0); // 12位左对齐，值为0
    DAC_SetChannel2Data(DAC_Align_12b_L, 0);
}

 

⚪DAC 配置为软件触发模式，启用硬件三角波生成功能。

⚪设置三角波幅度为 2047（12 位半满量程，对应约 1.65V 峰峰值），输出缓冲使能。

⚪初始通道数据设为 0，作为波形起点。

3.工作流程

 

int main(void)
{
    // ...（初始化代码略）...
    
    printf("DAC Out Triangle Wave Test.n"); // 打印测试提示
    
    while (1)
    {
        // 软件触发DAC通道1和2转换（生成三角波）
        DAC_SoftwareTriggerCmd(DAC_Channel_1, ENABLE);
        DAC_SoftwareTriggerCmd(DAC_Channel_2, ENABLE);
        
        // 循环触发，频率由主循环速度决定（需结合延时调整，当前为无延时快速触发）
    }
}

 

⚪主循环无限触发 DAC 软件转换，PA4/PA5 引脚输出连续三角波信号（0→2047→0 循环）。

⚪三角波频率由软件触发速率决定，需通过示波器观察波形。

4.调试功能

⚪串口输出系统时钟信息，便于验证硬件配置。

2 下载验证

1.1 DAC_OutDMASineWave例程

程序运行后，首先会通过串口输出系统时钟相关频率信息，告知用户SYSCLK、HCLK、PCLK1、PCLK2和ADCCLK的频率，同时提示“DAC Out Software Sine Wave Test.”信息：

接着，GPIO、DAC、定时器和DMA完成配置，定时器TIM2按照设定的周期触发，借助DMA将正弦波数据循环传输到DAC通道1和通道2，使PA4和PA5引脚持续输出模拟的正弦波信号，之后程序进入无限循环以维持正弦波的稳定输出：

1.2 DAC_OutNoiseWave例程

程序运行后，首先通过串口输出系统各时钟频率信息（如SYSCLK、HCLK等），并提示“DAC Out Noise Wave Test.”：

随后，PA4和PA5引脚持续输出由DAC内部LFSR生成的12位随机噪声波信号，电压值在0-3.3V范围内无规律波动。主循环通过软件触发DAC连续转换，保持波形输出，需通过示波器观察模拟信号变化：

1.3 DAC_OutTriangleWave例程

程序运行后，首先通过串口输出系统时钟频率信息，包SYSCLK、HCLK、PCLK1、PCLK2和ADCCLK的频率，同时提示进行DAC输出三角波测试：

之后，GPIO和DAC完成配置，主循环中持续对DAC通道1和通道2进行软件触发，使得PA4和PA5引脚持续输出模拟三角波信号，该信号幅度为2047（对应12位），并以初始值0为起点进行周期性的上升和下降变化，可使用示波器观察到该连续稳定的三角波波形：

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审核编辑 黄宇