双路低频信号发生分析仪(部分)

花两天时间做了一下，主要也是想了解一下DFT及FFT的使用，这里写个备忘录以防忘记。

本题要求是程控产生范围为1000hz到2000hz的正弦波矩形波三角波和锯齿波，且步进值为10hz，这里使用stm32的两路DAC来产生波形，大概想法为调用DMA，DAC来构建交互，用TIM来控制频率，从数据手册来看的话DAC上升时间暨相邻两个点的上升时间为1us，用示波器看也确实如此，其他不赘述

一，基础部分

void DAC_Channel1Init(void)
{
	DAC_InitTypeDef DAC_InitStructure;
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA | RCC_APB2Periph_AFIO,ENABLE); 
	RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_DAC, ENABLE); 

	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_4;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AIN; 
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); 

	DAC_InitStructure.DAC_Trigger = DAC_Trigger_T2_TRGO; 
	DAC_InitStructure.DAC_WaveGeneration = DAC_WaveGeneration_None; 
	DAC_InitStructure.DAC_LFSRUnmask_TriangleAmplitude = DAC_LFSRUnmask_Bit0;
	DAC_InitStructure.DAC_OutputBuffer = DAC_OutputBuffer_Enable;
	DAC_Init(DAC_Channel_1, &DAC_InitStructure); 

	DAC_SetChannel1Data( DAC_Align_12b_R , 0 );
	DAC_Cmd( DAC_Channel_1 , ENABLE ); 
	DAC_DMACmd( DAC_Channel_1 , ENABLE ); 
}
/******************************************
DAC通道2使能
PA.5输出

*******************************************/
void DAC_Channel2Init(void)
{
      
    DAC_InitTypeDef DAC_InitStructure;
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA | RCC_APB2Periph_AFIO,ENABLE); 
	RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_DAC, ENABLE); 

	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AIN; 
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); 

	DAC_InitStructure.DAC_Trigger = DAC_Trigger_T4_TRGO; 
	DAC_InitStructure.DAC_WaveGeneration = DAC_WaveGeneration_None; 
	DAC_InitStructure.DAC_LFSRUnmask_TriangleAmplitude = DAC_LFSRUnmask_Bit0;
	DAC_InitStructure.DAC_OutputBuffer = DAC_OutputBuffer_Enable;
	DAC_Init(DAC_Channel_2, &DAC_InitStructure); 
    DAC_SetChannel2Data( DAC_Align_12b_R , 0x00 );
	DAC_Cmd( DAC_Channel_2 , ENABLE ); 
	//DAC_DMACmd( DAC_Channel_2 , ENABLE ); 
}

再配置完DMA

    TIM_TimeBaseInitTypeDef  TIM_TimeBaseStructure;

	RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2|RCC_APB1Periph_TIM4, ENABLE);

	TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 0; 
	TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 0; 
	TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;
	TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;
	TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseStructure);

	TIM_SelectOutputTrigger(TIM2, TIM_TRGOSource_Update); 

配置时钟，改变频率仅需通过改变重装载值即可

正弦波产生

矩形波产生

锯齿波产生

/************************
锯齿波产生
vpp：  赋值

***************************/

void  Saw_wave(float vpp)
{
   u16 i=0;
	 u16 Temp=0;
	 float k=0.0;
	 Temp = (u16)( (vpp/3.3)*4096);
	//printf("%d\r\n",Temp);
	 k=Temp/1024.0;
	//printf("%f\r\n",k);
  for(i=0;i<1023;i++)
	{
	   DAC_outData[i]=k*i+80;
		//printf("%d\r\n",DAC_outData[i]);
	}
   DAC_outData[1023]=0;
}

接下来只需要初始化即可自动产生波形，步进值通过按键改变封装函数的值即可。

移相只需要在两个dac准备产生波形的时间之中延时你所需的相位时间即可

两路DAC所产生的相移波形

二  、 FFT变换

两路正弦信号使用加法电路进行叠加，这里使用官方dsp库进行分析

这里用的是DFT采集1024个点的方式，根据采样定律，需要大于最大频率两倍的采样频率才可以正确采样，因此这里调用定时器使用5KHz的频率采样。即每点4.8hz的速率采集

void GetPowerMag(void)
{
    signed short lX,lY;
    float X,Y,Mag;
    unsigned short i;
    for(i=0; i<NPT/2; i++)
    {
        lX  = (lBufOutArray[i] << 16) >> 16;
        lY  = (lBufOutArray[i] >> 16);
        X = NPT * ((float)lX) / 32768;
        Y = NPT * ((float)lY) / 32768;
        Mag = sqrt(X * X + Y * Y) / NPT;
        if(i == 0)
            lBufMagArray[i] = (unsigned long)(Mag * 32768);
        else
            lBufMagArray[i] = (unsigned long)(Mag * 65536);
    }
}