如何使用STM32F4的DAC生成混合频率正弦波

问题根因 #

你之前修改数组失败的核心原因：当前采用的100个采样点对应10Hz正弦波的1个完整周期，而5Hz正弦波的完整周期需要200个1kHz采样点，直接在100点数组里塞入半个5Hz周期的话，DMA循环播放时会出现相位跳变，无法输出正确的叠加信号。

具体实现步骤 #

• 第一步：调整采样数组长度为200。10Hz和5Hz的最小公共周期为0.2s（对应5Hz的1个周期、10Hz的2个周期），在1kHz的TRGO触发频率下，需要200个采样点才能覆盖完整公共周期，循环播放无相位断裂。
• 第二步：修改DAC DMA启动参数，将传输长度从100改为200。
• 第三步：修改正弦值生成函数，叠加两个频率的正弦分量，同时做幅值适配避免超出12位DAC的0~4095输出范围。

适配后代码 #

首先修改DAC启动逻辑：

Appl_getSineVal();
// 第四个参数从原100改为200
HAL_DAC_Start_DMA(&hdac, DAC_CHANNEL_1, (uint32_t*)Appl_u16SineValue, 200, DAC_ALIGN_12B_R);

同步修改正弦值生成函数，采样数组定义需同步改为uint16_t Appl_u16SineValue[200]：

void Appl_getSineVal(void)
{
    for (uint16_t i=0; i<200; i+=1){
        // 10Hz分量：200点内走2个完整周期
        float sine10 = sin(i * 2 * PI / 100);
        // 5Hz分量：200点内走1个完整周期
        float sine5 = sin(i * 2 * PI / 200);
        // 两个分量各占一半幅值，叠加后偏移到0~4095范围，避免削波
        Appl_u16SineValue[i] = (uint16_t)((sine10 + sine5) * (4096 / 4) + (4096 / 2));
    }
}

如果需要调整两个信号的幅值比例，只要修改两个正弦值的系数即可，只要保证叠加后的最大值不超过2、最小值不低于-2，就不会出现失真。比如要10Hz占70%、5Hz占30%，计算式改为(0.7*sine10 + 0.3*sine5) * (4096 / 2) + (4096 / 2)即可。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Vishwesh GM