26.5

實驗：使用DAC輸出正弦波信號

26.5.1

硬件設計

野火啟明6M5開發板的引出引腳電路圖如圖所示。

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野火啟明4M2開發板的引出引腳電路圖如圖所示。

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RA6M5和RA4M2都有2個DAC通道，兩個通道分別可以連接到P014和P015引腳上。

表5：RA6M5和RA4M2的DAC引腳

野火啟明2L1開發板的引出引腳電路圖如圖所示。

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RA2L1只有1個DAC通道，該通道可以連接到P014引腳上。

表6：RA2L1的DAC引腳

注意

在本實驗中，啟明6M5、啟明4M2和啟明2L1開發板使用的都是P014引腳（DAC通道0）來輸出模擬正弦波信號。

26.5.2

軟件設計

26.5.2.1

新建工程

對于e2studio開發環境：拷貝一份我們之前的e2s工程模板“19_UART_Receive_Send”，然后將工程文件夾重命名為“26_DAC”，最后再將它導入到我們的e2studio工作空間中。

對于Keil開發環境：拷貝一份我們之前的Ｋｅｉｌ工程模板“19_UART_Receive_Send”，然后將工程文件夾重命名為“26_DAC”，并進入該文件夾里面雙擊Keil工程文件，打開該工程。

工程新建好之后，在工程根目錄的“src”文件夾下面新建“dac”文件夾，再進入該文件夾里面新建源文件和頭文件：“bsp_dac.c”和““bsp_dac.h”。工程文件結構如下。

列表３：文件結構

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25_DAC
├─ ......
└─src
 ├─ led
 │ ├─ bsp_led.c
 │ └─ bsp_led.h
 ├─ debug_uart
 │ ├─ bsp_debug_uart.c
 │ └─ bsp_debug_uart.h
 ├─ adc
 │ ├─ bsp_dac.c
 │ └─ bsp_dac.h
 └─ hal_entry.c

26.5.2.2

FSP配置

打開該工程的FSP配置界面進行配置。

首先依次點擊“Stacks”->“Pins”->“Peripherals”->“DAC0”來配置通道DA0對應的引腳為P014。如下圖所示。

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然后依次點擊“Stacks”->“New Stack”->“Analog”->“DAC(r_dac)”來配置DAC模塊。如下圖所示。

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DAC的屬性配置：

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除了DA0引腳選擇按照默認值即可。

表7：DAC屬性介紹

配置完成之后可以按下快捷鍵“Ctrl+S”保存，最后點右上角的“Generate Project Content”按鈕，讓軟件自動生成配置代碼即可。

26.5.2.3

DAC初始化函數

DAC初始化函數如下：

列表4：代碼清單26?3DAC初始化函數

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/**
* @brief初始化 DAC
* @param無
* @retval無
*/
voidDAC_Init()
{
R_DAC_Open(&g_dac0_ctrl, &g_dac0_cfg);
R_DAC_Start(&g_dac0_ctrl);
}

R_DAC_Open()配置單個DAC通道，啟動通道，并提供用于DAC API寫入和關閉函數的句柄。

R_DAC_Start()啟動D/A轉換輸出。

26.5.2.4

設置DAC輸出電壓函數

列表5：代碼清單26?4設置DAC輸出電壓函數

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/**
*@brief設置當前的電壓
*@param需要控制的電壓
*@retval無
*/
voidDAC_SetVoltage(float voltage)
{
 uint16_t dac_data;
 dac_data = (uint16_t)(4095*((voltage)/3.3f));
R_DAC_Write(&g_dac0_ctrl, dac_data);
}

通過電壓轉換公式將輸入的模擬量轉換為數值量，輸入到R_DAC_Write()函數里，R_DAC_Write()會將數據寫入到D/A轉換器里。

26.5.2.5

DAC輸出正弦波

列表6：代碼清單26?5DAC輸出正弦波

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//正弦波數據數組變量
uint16_tvar[] = {
2048,2460,2856,3218,3532,3786,3969,4072,4093,4031,3887,3668,
3382,3042,2661,2255,1841,1435,1054,714,428,209,65,3,24,127,
310,564,878,1240,1636,2048
};
/**
*@brief生成正弦波波形
*@param輸入的值可以調節波形的周期
*@retval無
*/
voidDAC_SinWave_Cycle(uint32_ttime_interval)
{
for(uint32_ti =0;i <(sizeof(var)/sizeof(var[0]));i++)
? {
? ??R_DAC_Write(&g_dac0_ctrl,var[i]);
? ??R_BSP_SoftwareDelay(time_interval,BSP_DELAY_UNITS_MILLISECONDS);
? }
}

通過輪循的方式將之前python生成的正弦波數據輸入到R_DAC_Write()函數里面，并且延時一段時間。而延時時間就是我們輸入到函數里面的數值，通過改變這一數值我們就可以調節正弦波的周期以及頻率。

26.5.2.6

hal_entry入口函數

列表7：代碼清單26?6hal_entry入口函數

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/* 用戶頭文件包含 */#include"led/bsp_led.h"
#include"debug_uart/bsp_debug_uart.h"
#include"dac/bsp_dac.h"


voidhal_entry(void)
{
/*TODO:add your own code here */
 
LED_Init(); // LED 初始化
Debug_UART4_Init();// SCI4 UART 調試串口初始化
DAC_Init();// DAC 初始化
printf("這是一個 DAC 輸出正弦波的實驗例程
");printf("使用示波器測量 P014 引腳（DAC 0）
");

while(1)
 {
DAC_SinWave_Cycle(1);
 }


#ifBSP_TZ_SECURE_BUILD
/* Enter non-secure code */
R_BSP_NonSecureEnter();
#endif
}

26.5.3

下載驗證

用USB TYPE-C線連接開發板“USB TO UART”接口跟電腦，在電腦端打開串口調試助手，把編譯好的程序下載到開發板。

使用示波器測量P014引腳輸出的正弦波形，參考波形如下圖所示。注意觀察示波器測量出波形的頻率值和電壓峰值。

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