写一篇文章，真的没那么容易，起个头都好难。
花了几天时间，利用STM32F407这个平台，外加简单的外围设备（按键、液晶），做了个比较粗糙的信号发生器，功能如下：
1、波形发生：正弦波、三角波、矩形波，以及噪声。
2、频率可调：能够按键调节频率，且可变换档位。
3、幅度可调：能够按键调节幅度。
4、界面显示：使用TFT液晶进行操作显示。
5、按键长按与短按：实现了按键长按与短按功能，长按为返回主界面，短按为幅度调节。
下面介绍我的思路与方法：
一、工具介绍
为什么首先介绍需要用到的工具呢？因为在这个程序的编写过程中，这些工具的确非常重要。那么，到底是什么工具呢?
1、Matlab应用软件
这个程序的编写必须要Matlab的协助，因为我们所需要的波形的数据都要由它来产生（噪声除外），所以必不可少。
2、示波器
程序调试过程中示波器是少不了的， 不然你怎么知道有没有波形。
二、思路介绍
因为本程序的代码相对而言较多，所以我只讲它的设计方法与一些需要注意的点，代码尽量少讲。
1、波形产生
上面已经提到，波形数据基本由Matlab提供，既然如此，那我们自然会用到数组，用以存储波形数据。即：我们用Matlab产生正弦、三角、矩形三种波形的数字信号，然后通过F407内部的DAC把这些数字信号转换为模拟信号，从而产生所需要的波形。
噪声的产生是利用了内部DAC已有的功能，对内部DAC进行配置，从而产生噪声。
2、频率调节
这里的DAC以定时器作为触发源。调频的机理便是改变对应定时器的计数值，即改变触发时间来达到频率调节的目的。
3、调频档位
档位变换其实就是使用不同的数组。数组里面存放的是定时器的计数值，不同的档位存放数值的步进不同。
4、幅度调节
万变不离其宗。幅度的调节也是对对应数组的修改。因为我们输出的信号的幅值大小就是波形数组里面数据的大小，当我们改变数据的大小，就达到了改变信号的幅度的目的，而且，不会使信号的频率发生改变。幅度调节时要先判断当前波形的类型，再对对应波形数组的值进行修改。幅度的调节我放在了中断服务程序里面，根据我的调试来看，这样效果是最好的，按键响应速度快，而且稳定。
5、按键的长按与短按
采用状态机的思想，使用定时器来完成功能。当检测到对应按键按下时，使能定时器，每隔一段时间（200ms），在定时器中断里面检测键盘状态，如果键盘仍为按下，则计数器自加，如果键盘松开，则执行短按功能。如果计数器加到一定值，即按键按下持续到一定的时间，则执行长按功能。这里还需要一个标志位，短按功能不仅要按键松开，而且要同一时刻标志位为1才会执行。检测到按键按下后，我们把标志位置1，使能定时器，在中断服务程序里，如果为短按，执行完短按功能后将标志清0，避免下次进入中断时未按键却执行功能；当为长按时，执行完长按功能后，同样将标志清0，因为短按的判断代码放在长按之后，如果长按后未将标志清0，在按键松开后还会执行短按功能，显然，这不是我们想要的。
三、具体实现
由于DAC与定时器是本程序的重点，所以这里主要介绍DAC与定时器的配置。具体的代码文件将会在文章结尾奉上，以飨读者。
/**
* @brief 使能DAC的时钟，初始化GPIO
* @param 无
* @retval 无
*/
static void DAC_Config(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
DAC_InitTypeDef DAC_InitStructure;
/* 使能GPIOA时钟 */
RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOA, ENABLE);
/* 使能DAC时钟 */
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_DAC, ENABLE);
/* DAC的GPIO配置，模拟 */
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_4 | GPIO_Pin_5; //使能引脚4、5
GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_NOPULL;//不拉
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
/* 配置DAC 通道1 */
DAC_InitStructure.DAC_Trigger = DAC_Trigger_T2_TRGO; //使用TIM2作为触发源
DAC_InitStructure.DAC_OutputBuffer = DAC_OutputBuffer_Enable; //这个使能与否对波形产生没太大关系，但是对电压输出有关系
DAC_Init(DAC_Channel_1, &DAC_InitStructure); //DAC通道1初始化
/* 配置DAC 通道2 */
DAC_Init(DAC_Channel_2, &DAC_InitStructure);
/* 使能通道1 由PA4输出 */
DAC_Cmd(DAC_Channel_1, ENABLE);
/* 使能通道2 由PA5输出 */
DAC_Cmd(DAC_Channel_2, ENABLE);
/* 使能DAC通道2的DMA请求 */
DAC_DMACmd(DAC_Channel_2, ENABLE);
}
/**
* @brief 配置TIM
* @param 无
* @retval 无
*/
static void DAC_TIM_Config(void)
{
TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;
/* 使能TIM2时钟*/
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE);
/* TIM2基本定时器配置 */
// TIM_TimeBaseStructInit(&TIM_TimeBaseStructure);
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 2; //预分频
TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0x0; //时钟分频系数
TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; //向上计数模式
TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseStructure);
/* 配置TIM2触发源 */
TIM_SelectOutputTrigger(TIM2, TIM_TRGOSource_Update);
/* 使能TIM2 */
TIM_Cmd(TIM2, ENABLE);
}
/**
* @brief 配置DMA
* @param 无
* @retval 无
*/
static void DAC_DMA_Config(void)
{
DMA_InitTypeDef DMA_InitStructure;
//NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
/* 使能DMA2时钟 */
RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_DMA1, ENABLE);
/* 配置DMA2 */
DMA_InitStructure.DMA_Channel = DMA_Channel_7;
DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = DAC_DHR12RD_Address; //外设数据地址
DMA_InitStructure.DMA_Memory0BaseAddr = (uint32_t)&DualSine12bit ;//内存数据地址 DualSine12bit
DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_MemoryToPeripheral; //数据传输方向内存至外设
DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = 512; //缓存大小为32字节
DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Disable; //外设数据地址固定
DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Enable; //内存数据地址自增
DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_Word;//外设数据以字为单位
DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_Word; //内存数据以字为单位
DMA_InitStructure.DMA_Mode = DMA_Mode_Circular; //循环模式
DMA_InitStructure.DMA_Priority = DMA_Priority_High; //高DMA通道优先级
//DMA_InitStructure.DMA_M2M = DMA_M2M_Disable; //非内存至内存模式
DMA_InitStructure.DMA_FIFOMode = DMA_FIFOMode_Disable;
DMA_InitStructure.DMA_FIFOThreshold = DMA_FIFOThreshold_HalfFull;
DMA_InitStructure.DMA_MemoryBurst = DMA_MemoryBurst_Single;
DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBurst = DMA_PeripheralBurst_Single;
DMA_Init(DMA1_Stream6, &DMA_InitStructure);
/* 使能DMA2-14通道 */
DMA_Cmd(DMA1_Stream6, ENABLE);
}DAC由TIM2来触发，调频也是对TIM2配置的修改，然后用DMA来传输数据。
/**
* @brief 配置嵌套向量中断控制器NVIC
* @param 无
* @retval 无
*/
static void NVIC_Config(void)
{
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure; //中断初始化结构体定义
/* Configure one bit for preemption priority */
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_1); //配置为优先级组1
/* 配置TIM5_IRQ中断为中断源 */
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM5_IRQn;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); //中断初始化
}
/**
* @brief 配置通用定时器TIM5，每隔一定时间在中断里面读取按键状态并做相应处理
* @param 无
* @retval 无
*/
void TIM5_Init(void)
{
TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure; //时基结构体定义
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM5, ENABLE); //使能TIM5时钟
/* Time Base configuration */
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 0; //84M
TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; //向上计数
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = (84000000/5); //200ms定时
TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 1; //时钟分频系数
TIM_TimeBaseStructure.TIM_RepetitionCounter = 0;
TIM_TimeBaseInit(TIM5, &TIM_TimeBaseStructure); //时基初始化：TIM5
//TIM_ARRPreloadConfig(TIM5, ENABLE); //使能TIM5重载寄存器ARR,普通定时可不加
/* TIM1 counter enable */
TIM_ITConfig(TIM5, TIM_IT_Update, ENABLE); //使能TIM5更新事件中断
NVIC_Config(); //中断配置
}TIM5主要用于一个按键的两种功能：长按与短按。
TIM5设置中断触发时间，在它的中断服务程序里面来判断执行长按功能还是短按功能，短按就是幅度的调节，即幅度调节在中断里完成；长按即返回主界面，这里的应用重点主要就是为了实现用一个按键来实现两种功能，很有趣，这就是电子表里用到的功能，可以按一下，换档；也可以一直按着，然后不停的加数。
四、细节难点
1、波形数据哪里来？
如果没有用过Matlab，这就有可能成为一个坎，但是不要怕，其实我们不需要怎样去学它，只要会些基本的函数就可以了。这些函数我们可以去网上找，也可以在一些类似的例程里面找，应该也会有的，只要它是用数组来产生的信号，那就一定会用到Matlab。当然，在后面我会把我这几天用过的一些Matlab代码一起上传。
2、如何在调幅时不会改变频率？
其实在我们用的这种方法，调幅是不会改变频率的。只是我有听到别人写的程序，调幅时频率会发生改变，当然，他用的不是这种方法，我猜的话应该是直接控制DA输出的幅值，这样有可能会使得频率也改变，而本文的方法是改变数组元素的大小，从而达到幅度调节的目的，所以，不用担心频率会改变。
3、如何使步进档位提示语与波形提示语同时显示且一直显示？
这也是个问题。我的做法是，在每一个波形标志的if语句里都进行步进档位标志的判断，不同的档位显示不同的提示语，同时也显示对应的波形提示语。然后在波形选择键与步进档位选择键按下时都进行一次清屏。这样就可以和谐显示了，另外，主界面的显示语不要和波形与档位提示语在同一行，这样就可以同时显示所有提示语而不混乱。
4、如何调节频率？如何调节幅度？如何实现按键长按与短按？
这三个问题请参见上文的“思路介绍”，支持连按的按键程序请参见本站前面的文章。
五、可以改进的地方
1、把DA直接调节幅度加进去试试看效果会是怎样？
2、幅度值显示。
3、频率值显示。
4、频率调节精度不高，范围太小。这个也确实和硬件有关，因为DAC毕竟不是专门的信号产生器件，如果用DDS专用芯片或许会好很多。
5、更人性化的界面与操作。
感悟：
1、每当我要写文章之前，我总以为我将会写出一篇水平很高的文章出来，可是，在写完之后才发现其实我又想错了，写文章永远是一门很大的学问，有时心里知道是怎么回事，但是说出来，就没那个味道了，不过，我还是尽量用我所认为好的方式来表达，以便能让读者和以后的自己看这篇文章时，能够读起来易于理解。
2、做技术就应该要脚踏实地，不要畏难，不要退缩。这几天我就是碰到问题，解决问题，想着它一定能解决的，果然，只要肯下功夫钻研，就一定能找到解决的办法。做技术只有沉住气，一步一步来，才能学到东西，才能增加信心，不然，如果一碰到问题就只想着退缩或者是幻想着一下子就能解决，那干脆转行算了。其实，当你苦苦思索的一个问题被自己解决后，那种成就感是无与伦比的。
3、今天才知道这个博客自带代码高亮功能，亏的我以前都是一张一张的截图，又或者是粘贴过来，然后又把注释的颜色一条条的更改，啊，生活真的是难。
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