[经验]

【瑞萨RA4系列开发板体验】7. 用DAC输出正弦波以及余弦波

2022-12-9 22:56:43

1872 RA4M2 示波器正弦波余弦波

之前发帖：
【瑞萨RA4系列开发板体验】1. 新建工程+按键控制LED
【瑞萨RA4系列开发板体验】2. KEIL环境搭建+STLINK调试+FreeRTOS使用
 【瑞萨RA4系列开发板体验】3. KEIL下UART实现printf与scanf重定向
 【瑞萨RA4系列开发板体验】4. PWM驱动LED
【瑞萨RA4系列开发板体验】5. 硬件IIC驱动OLED显示汉字
 【瑞萨RA4系列开发板体验】6. ADC测量摇杆模块偏移量

前言

本文的目的在与使用DAC模块输出正弦波与余弦波波形，用于测试RA4M2单片机的DAC输出功能，本文实现如下功能：

本文基于KEIL开发环境；
使用了两路DAC（RA4M2本来也只有两路DAC），DAC0输出正弦波，DAC1输出余弦波；
示波器用于观察正弦波波形以及余弦波波形。

本文中实用到了所有驱动都能在我之前的文章中找到使用方法，有需要请参考。

硬件连接

查看原理图，了解芯片的DAC引脚的映射关系，我们才能接下来的工作。
RA4M2有两路DAC，没录DAC可以输出一个DAC信号。
本文两路DAC都使用到了，DAC0连接P014，DAC1连接P015。

RASC配置

知道了DAC的引脚映射关系，接下来就开始我们的驱动配置了，打开RASC，打开方式不细说，请参考我之前的文章。

使能DAC引脚

如下图，选中Pins->Analog:DAC，使能ADC0与DAC1,会自动匹配引脚。

DAC详细配置

因为使用到了两路DAC，所以需要配置两个DAC Stack，配置方式一样，要注意两路DAC的unit是不一样的，根据实际情况填写0或者1。
配置十分简单，不做赘述，详见下图。

代码实现

我新建了一个app_dac.c以及app_dac.h，代码实现逻辑不细说，瑞萨已经封装的很好了，理解起来很简单。

app_dac.c

我在封装了一层，主要包括DAC初始化以及DAC输出。
Dac_OutputVal()输出电压值(0到4096分别表示0~3.3V)

/*
@hehung
2022-12-01
*/
#include "hal_data.h"
#include "app_dac.h"

/* Initialize the DAC */
void Dac_Init(void)
{
    fsp_err_t err = FSP_SUCCESS;
	
    /* Initializes the dac. */
    err = R_DAC_Open(&g_dac0_ctrl, &g_dac0_cfg);
	/* Handle any errors. This function should be defined by the user. */
    assert(FSP_SUCCESS == err);
	
	/* Initializes the dac1. */
    err = R_DAC_Open(&g_dac1_ctrl, &g_dac1_cfg);
	/* Handle any errors. This function should be defined by the user. */
    assert(FSP_SUCCESS == err);
}

/* Control the DAC output a digit valtage value */
void Adc_OutputVal(e_Dac_HwUnitType dac_num, uint16_t val)
{
	fsp_err_t err = FSP_SUCCESS;
	
	if (DAC_DAC0 == dac_num)
	{
		err = R_DAC_Start(&g_dac0_ctrl);
		/* Handle any errors. This function should be defined by the user. */
		assert(FSP_SUCCESS == err);
		
		R_DAC_Write(&g_dac0_ctrl, val);	
	}
	else
	{
		err = R_DAC_Start(&g_dac1_ctrl);
		/* Handle any errors. This function should be defined by the user. */
		assert(FSP_SUCCESS == err);
		
		R_DAC_Write(&g_dac1_ctrl, val);
	}
}

app_dac.h

/*
@hehung
2022-12-01
*/

#ifndef APP_DAC_H_
#define APP_DAC_H_

#include "stdint.h"

typedef enum
{
	DAC_DAC0 = 0,
	DAC_DAC1
} e_Dac_HwUnitType;

extern void Dac_Init(void);
extern void Adc_OutputVal(e_Dac_HwUnitType dac_num, uint16_t val);

#endif

主函数实现

主函数中用于输出正弦波以及余弦波，每一秒输出一次。
输出算法实用到了数学库math.h中的sin公式。
sin都学过，不做赘述，参数参数0~2π会输出一个正弦波形，代码中没1毫秒输出一次，sin函数的参数的增长步长为0.05。详细代码见下。

#define PI_MATH           (3.14)
#define PI_DOUBLE         (PI_MATH * 2)
uint16_t dac_value[2];
double time_cnt; 
void hal_entry(void)
{
	/* Initialize the uart for implement the 'printf' and 'scanf' */
	Uart_Init();
	/* Initialize the I2c */
	I2c_Init();
	/* Initialize the OLED */
	OLED_Init();
	/* Initialize the ADC */
	Adc_Init();
	/* Initialize the DAC */
	Dac_Init();
	
	OLED_ShowString(12, 0, (const uint8_t*)"R7FA4M2AD3CFP", 16, 1);
//    OLED_ShowHzStringRow(32, 24, (const char*)"电子发烧友", 1);
    OLED_ShowString(0, 16, (const uint8_t*)"elecfans", 16, 1);
	OLED_ShowString(64, 16, (const uint8_t*)"|hehung", 16, 1);
	OLED_ShowString(32, 32, (const uint8_t*)"DAC Test", 16, 1);
    OLED_Refresh_Gram();
	
	while (1) 
	{
		dac_value[0] = (uint16_t)(sin(time_cnt) * (float)2048) + 2048;
		dac_value[1] = (uint16_t)(sin(time_cnt + 0.5*PI_MATH) * (float)2048) + 2048;

		Adc_OutputVal(DAC_DAC0, dac_value[0]);
		Adc_OutputVal(DAC_DAC1, dac_value[1]);
		time_cnt = (time_cnt > PI_DOUBLE) ? (0.0): (time_cnt + 0.05f);

		R_BSP_SoftwareDelay(1, BSP_DELAY_UNITS_MILLISECONDS);
	}

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