1. 通过STM32F072的DAC产生正弦波、三角波等常用波形，输出到Wav管脚；
2. 通过STM32F072的内部定时器产生可调周期、可调占空比的PWM信号，输出到PWM管脚；
3. 可以通过按键改变Wav信号的波形、频率、幅度、直流偏移，改变PWM信号的频率和占空比；
4. 在LCD上显示波形信息以及当前的参数、控制菜单。

  2.完成的功能及性能

1. 能够产生正弦波，锯齿波，三角波，方波四种基本波形，波形可调频率，最大值和最小值；
2. 能够产生可调周期，占空比的PWM波；
3. 基本波形根据产生精度不同，生成波形最大频率最高可以达到12Khz，PWM波最大频率可以达到60KHz；
4. 生成波形最大值和最小值范围在-3.6V-3.6V之间；
5. 能够通过屏幕和按键修改参数。

  3.未实现功能或计划实现功能

1. 利用USB HID进行上位机通信，实现上位机控制。

  4.主要实现思路

   stm32f072内部自带有经过校准的晶振，可以用作时钟源，频率为48Mhz，实际误差在5%左右，有可能会影响定时器计数稳定性，从而导致生成频率出现误差。内部集成DAC和PWM生成器，能够直接生成PWM波和绘制波形。绘制波形目前查阅的资料来看，只有描点方法，描点方式的精度取决于描点数量，根据试验，在256个点的情况下，DAC能够输出较为理想的波形，虽然还存在一些毛刺，但相对而言可以忽略，增加更多的点也能继续提高精度，但是根据STM32官方文档显示DAC最大转换效率为1Mhz（实际可能会大于这个值，这个值是保守值），因此过多点会导致最高频率有所降低。最终决定根据精度不同需求设定多种不同点，满足不同频率需求。

   DAC转换需要不停往寄存器送入值，这个过程占用CPU很大，stm32f072内部集成DMA通道，DMA(Direct Memory Access，直接储存器访问) 允许不同速度的硬件装置来沟通，而不需要依赖于CPU的大量中断负载，通过DMA将值给DAC，实现无缝转换，转换周期有定时器作为触发任务，通过修改定时器实现对频率的修改。PWM生成采用内部定时器生成PWM，通过修改定时器调整频率和占空比。屏幕和按键作为人机交互。

   5.主要实现步骤说明

   1.STM32Cube配置引脚和功能

   在stm32cubeide中新建项目，创建后进入引脚和功能配置界面，如下图

   主要配置DAC、SPI、定时器，I2C为储存器引脚，由于本硬件暂时没用可以不进行配置。SPI也可以采用软件模拟SPI，移植性更高，但是性能弱，为了驱动屏幕，建议采用硬件SPI，DAC需要配置DMA通道，如下图：

   主要注意memory的值为half word，因为DAC为12位，实际数组使用是16位int类型，half word一次可以发送一个数字。DAC配置如下：

   需要开启Output buffer，开启后副作用是电压不能到0v，最小输出理论值为0.2v左右，但是开启后输出能力会增加，在本项目硬件中不开启的话，经过运算放大器输出只有800mv左右，排查了很久才发现这个问题，推断是不开启无法推动运放。

   其他按键引脚配置成为输入，根据电路图配置下拉即可，时钟配置如下图：

   接着生成代码即可，代码框架如下图

   其中core为用户程序，功能部分需要自己编写

   2.功能实现-波形生成

   波形生成首先定义了有个结构体存储波形的相关数据

typedef struct WaveData{
    uint16_t codenum; //描点数量
    uint8_t codenumLevel;//精度等级，高中低分别对应描点数量256 128 60
    uint16_t Codetable12bit[256];           //描点表
    uint16_t frequency;     //频率
    uint8_t frequencyLevel; //频率等级，实际频率=frequency*10^frequencyLevel
    uint8_t maxValue;   //最大值
    uint8_t minValue;   //最小值
} _WaveData;

   其中最大值和最小值理论上为4和-4，但是为了方便储存和为后期AT24C02储存做准备，这里存储采用0-80值进行储存，在程序里进行换算。为了实现修改频率，需要修改定时器值，定时器频率为48Mhz，定时器值计算公式如下，x为所需频率

(uint32_t)(48000000/sizeof(Sine12bit)/x) -1

   生成波形较为简单，正弦波采用sin函数生成即可，其他采用直线函数生成，需要将最大值和最小值进行换算，stm32 DAC最大值为3.3v，精度为12位，为了实现更高的输出范围，本项目硬件使用了运算放大器，但是运算放大器的接法没能查到类似的，不知道怎么计算（模电数电学的不好），因此只能利用下电路仿真软件看下输入输出的关系了，本来准备采用电子森林的电路仿真软件，但是操作有点复杂，有些地方不知道怎么用，最终还是使用了multisim在线版，注册NI账户就能用，仿真电路图如下图所示：

   V4为阶跃信号，从0-3.3v，仿真结果如图

   能够看到随着电压输入增加，输出电压降低，理论上0v输入4v输出，3.3v输入-4v输出，且呈线性关系，因此可以使用函数进行换算。换算方法首先将最大值最小值换算到0-3.3，再进行反比例换算，最后乘以4096/3.3的值即可。

   3.功能实现-按键

   由于按键抖动存在，需要对按键进行消抖，常用有延时消抖，但是会占用cpu，不合适，本文参考其他大佬文章，采用状态机方式进行消抖，还可以判断长按，首先建立一个结构体

typedef struct
{
    uint8_t KeyLogic;
    uint8_t KeyPhysic;
    uint16_t KeyONCounts;
    uint8_t KeyOFFCounts;
    uint8_t KeyIsDeal;
}KEY_TypeDef;

#define     KEY_OFF         0
#define     KEY_ON          1
#define     KEY_HOLD        2
#define     KEY_IDLE        3
#define     KEY_ERROR       10

 来源https://blog.csdn.net/m0_46704668/article/details/113360878

   之后在中断里进行按键扫描，更像Physic也就是物理状态，物理状态累加到一定值后改变Logic也就是逻辑状态，相比原文章增加了Isdeal即按键是否处理，避免扫描太快，而按键对应函数还没有处理。程序根据Logic状态进行处理。按键1用于切换主界面，按键2用于切换次级选择，拨码按键用于改变数据。

   4.功能实现-菜单

   菜单也采用状态机方式实现，然后在主循环中调用，更新界面，创建结构体如下：

typedef struct MenuSwitch{
    uint8_t menuchangeFlag;  //菜单是否需要切换
    uint8_t mainSwitchNum;   //主菜单选择号
    uint8_t secondarySwitchNum;  //次级菜单选择号
}_MenuSwitch;

   之后根据按键和菜单选择进行不同功能响应，改变值之后再更新界面，界面和按键处理分开，方便后期进行添加。

   6.遇到的问题

   在制作过程中，遇到很多问题，有些令人摸不着头脑，有些现在也悬而未决。

1. LCD屏幕移植的是中景园的程序，最开始移植是微雪程序，但是微雪程序屏幕反向不对，且显示有点不正常，不知道为什么。移植后能正常显示，也可以实现功能，但是，但是！屏幕在下载程序后一段时间可以用，放置一段时间后就不能用了，最开始我以为程序有问题，但是实际上能看到波形，证明程序是运行了，但是频率没有反应，只能在下载程序的那段时间能正常运行，最开始怀疑是程序初始化问题，但是修改了5 6种网上找的初始化方式都是同样问题，但是官方程序没有问题，到时候参考下；
2. 中景园和微雪程序显示中文都是采用获取中文GBK编码，但是，但是，和keil5不同，STM32cubeide默认为utf8编码，gbk直接乱码，改了默认编码后屏幕能显示中文，但是导致很多注释全部乱码且不能恢复，因此源文件可能会有些乱码注释，不过大部分变量函数取名我尽量按用途和规范来取，看懂问题应该不大，实在太多地方不想修改了；
3. 还有不开启output buffer无法正常输出电压问题也困扰了很久，一直以为程序错了，看了官方的也是开了buffer，一改程序果然就正常了。

   7.总结

   这次活动拓展了我的知识储备，全方面锻炼了我的能力。很感谢硬禾学堂提供的这个平台和机会，只有实践才能促进进步，只有实践才能发现问题并解决问题！

   8.实物图片