stm32怎么分辨三角波和正弦波

STM32微控制器想要分辨三角波和正弦波，通常需要通过数字信号处理的方式来进行。这里有几个关键步骤：

1. **采集波形**：首先，你需要通过ADC（模拟到数字转换器）将模拟的三角波或正弦波信号转换成数字信号。STM32大多数都有内置ADC模块。

2. **数据存储**：将采样得到的一系列数字值存储在数组或者缓冲区里，以便后续分析。

3. **波形分析**：
- 对三角波来说，它是一条上升沿陡峭、下降平缓的线性曲线，如果你观察其电压值，你会发现它们间隔相等，且在一个周期内的变化较为均匀。
- 正弦波则是周期性的波动，其电压值会在一定范围内上下波动，每个完整周期内有一个峰值和一个谷值。

4. **数学比较**：
- 比较相邻的两个点，如果它们的变化率接近常数，可能是三角波；而正弦波则会有明显的周期性起伏，即相邻点之间的差值会随着波形的形状而改变。

5. **傅立叶变换（FFT）**：作为一种更精确的方法，可以对波形应用快速傅立叶变换（FFT），这将显示出信号的频率特性，帮助区分出周期性规律（如正弦波）还是非周期性（如三角波）。

**相关问题--:**
1. STM32 ADC如何配置以提高信号分辨率？
2. 如果想实时区分波形，是否需要考虑采样频率？
3. 如何在软件层面减少误判三角波和正弦波的情况？

相关问题

基于stm32实现三角波，正弦波，方波的发生的代码

在STM32微控制器上生成三角波、正弦波和方波通常涉及到PWM（Pulse Width Modulation）技术。下面是一个基本的示例，使用定时器生成周期性的波形：

首先，假设我们使用的是STM32F103系列的GPIO端口作为PWM输出，并且已经配置好了TIMx定时器。

**三角波生成：**

void triangleWave(uint16_t period, uint8_t duty_cycle) {
    TIM_HandleTypeDef timHandle;
    TIM_ClockConfigTypeDef sClockSourceConfig;

    // 初始化TIMx
    TIM_TimeBaseInitTypeDef.TIM_Prescaler = GetPrescalerForPeriod(period);
    TIM_TimeBaseInitTypeDef.TIM_Period = period - 1; // 减去1防止溢出
    TIM_TimeBaseInit(TIMx, &TIM_TimeBaseInitStruct);

    TIM_OCInitTypeDef ocInitStructure;
    ocInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMODE_PWM1; // 输出模式
    ocInitStructure.TIM_OutputState = TIM_PIN_ENABLE; // 输出使能
    ocInitStructure.TIM_Pin = PWM_PIN; // 确定输出引脚
    ocInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPOLARITY_HIGH; // 高电平占空比

    TIM_ARRPreloadConfig(TIMx, ENABLE); // 补充预装载寄存器
    TIM_OC1Init(&ocInitStructure); // 初始化通道1
    TIM_OC1PreloadConfig(TIMx, ENABLE);

    // 设置占空比范围内的值
    TIM_PWMCmd(TIMx, ENABLE); // 开启PWM
    uint16_t pulse_width = period * duty_cycle / 100; // 按百分比计算脉冲宽度
    TIM_SetCompare1(TIMx, pulse_width); // 设置比较值

    // 连续计数模式，使PWM输出连续变化
    TIM_Cmd(TIMx, ENABLE);
}

**正弦波生成：**
由于硬件直接生成高质量的正弦波较为复杂，一般通过软件算法如DAB（双线性变换）将频率转换为PWM信号。这里仅提供思路：

1. 定义一个数组存储正弦波样本。
2. 使用PWM周期内采样正弦波值并调整相应的时间比例。

**方波生成：**
同样通过设置PWM的高电平时间和低电平时间来模拟方波。例如：

void squareWave(uint16_t period, uint16_t high_time, uint16_t low_time) {
    // 高电平部分设置
    TIM_SetCompare1(TIMx, high_time);
    TIM_Cmd(TIMx, ENABLE);
    HAL_Delay(low_time); // 高电平结束后延迟到低电平

    // 低电平部分设置
    TIM_SetCompare1(TIMx, period - (high_time + low_time));
    TIM_Cmd(TIMx, ENABLE);
    HAL_Delay(high_time); // 到达下一个周期开始
}

记得替换上述代码中的`TIMx`, `PWM_PIN`, `GetPrescalerForPeriod()`等宏和函数为实际的定时器和GPIO设置。对于每个波形，你可以调整周期、占空比或其他参数来改变波形特性。

基于stm32产生pwm波模拟输出方波，三角波和正弦波的程序编码

以下是基于STM32产生PWM波形的程序示例，其中包括方波、三角波和正弦波：

#include "stm32f10x.h"

#define PI 3.1415926
#define SAMPLE_NUM 256

uint16_t sin_table[SAMPLE_NUM];

void TIM3_PWM_Init(uint16_t arr, uint16_t psc);
void TIM3_DAC_Init(uint16_t arr, uint16_t psc);
void TIM3_Sin_Init(uint16_t arr, uint16_t psc);
void Sin_Table_Init(void);

int main(void)
{
    // 初始化系统时钟
    SystemInit();

    // 初始化PWM波形输出
    TIM3_PWM_Init(1000 - 1, 72 - 1);

    // 初始化DAC波形输出
    TIM3_DAC_Init(1000 - 1, 72 - 1);

    // 初始化正弦波表格
    Sin_Table_Init();

    // 初始化正弦波输出
    TIM3_Sin_Init(1000 - 1, 72 - 1);

    while (1)
    {
    }
}

// 初始化PWM波形输出
void TIM3_PWM_Init(uint16_t arr, uint16_t psc)
{
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;
    TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure;

    // 使能TIM3和GPIOB时钟
    RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE);
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);

    // 配置PB5为复用输出PWM波形
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);

    // 定时器TIM3初始化
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = arr;
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = psc;
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0;
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;
    TIM_TimeBaseInit(TIM3, &TIM_TimeBaseStructure);

    // PWM模式初始化
    TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1;
    TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;
    TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = arr / 2;
    TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High;
    TIM_OC2Init(TIM3, &TIM_OCInitStructure);

    // 使能TIM3预装载寄存器ARR和CCR2
    TIM_OC2PreloadConfig(TIM3, TIM_OCPreload_Enable);
    TIM_ARRPreloadConfig(TIM3, ENABLE);

    // 启动TIM3
    TIM_Cmd(TIM3, ENABLE);
}

// 初始化DAC波形输出
void TIM3_DAC_Init(uint16_t arr, uint16_t psc)
{
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;
    TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure;
    DAC_InitTypeDef DAC_InitStructure;

    // 使能TIM3、GPIOB和DAC时钟
    RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE);
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB | RCC_APB2Periph_DAC, ENABLE);

    // 配置PB4为复用输出DAC波形
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_4;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);

    // 定时器TIM3初始化
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = arr;
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = psc;
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0;
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;
    TIM_TimeBaseInit(TIM3, &TIM_TimeBaseStructure);

    // PWM模式初始化
    TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1;
    TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;
    TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 0;
    TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High;
    TIM_OC2Init(TIM3, &TIM_OCInitStructure);

    // 使能TIM3预装载寄存器ARR和CCR2
    TIM_OC2PreloadConfig(TIM3, TIM_OCPreload_Enable);
    TIM_ARRPreloadConfig(TIM3, ENABLE);

    // DAC通道1初始化
    DAC_InitStructure.DAC_Trigger = DAC_Trigger_T2_TRGO;
    DAC_InitStructure.DAC_WaveGeneration = DAC_WaveGeneration_None;
    DAC_InitStructure.DAC_OutputBuffer = DAC_OutputBuffer_Enable;
    DAC_Init(DAC_Channel_1, &DAC_InitStructure);

    // 启动TIM3
    TIM_Cmd(TIM3, ENABLE);

    // 启动DAC
    DAC_Cmd(DAC_Channel_1, ENABLE);
}

// 初始化正弦波表格
void Sin_Table_Init(void)
{
    uint16_t i;

    for (i = 0; i < SAMPLE_NUM; i++)
    {
        sin_table[i] = (uint16_t)(2048 * (1 + sin(i * PI / 128)));
    }
}

// 初始化正弦波输出
void TIM3_Sin_Init(uint16_t arr, uint16_t psc)
{
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;
    TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure;
    DAC_InitTypeDef DAC_InitStructure;
    DMA_InitTypeDef DMA_InitStructure;

    // 使能TIM3、GPIOB、DMA1和DAC时钟
    RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE);
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB | RCC_APB2Periph_DAC, ENABLE);
    RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_DMA1, ENABLE);

    // 配置PB4为复用输出DAC波形
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_4;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);

    // 定时器TIM3初始化
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = arr;
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = psc;
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0;
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;
    TIM_TimeBaseInit(TIM3, &TIM_TimeBaseStructure);

    // PWM模式初始化
    TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1;
    TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;
    TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 0;
    TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High;
    TIM_OC2Init(TIM3, &TIM_OCInitStructure);

    // 使能TIM3预装载寄存器ARR和CCR2
    TIM_OC2PreloadConfig(TIM3, TIM_OCPreload_Enable);
    TIM_ARRPreloadConfig(TIM3, ENABLE);

    // DAC通道1初始化
    DAC_InitStructure.DAC_Trigger = DAC_Trigger_T2_TRGO;
    DAC_InitStructure.DAC_WaveGeneration = DAC_WaveGeneration_None;
    DAC_InitStructure.DAC_OutputBuffer = DAC_OutputBuffer_Enable;
    DAC_Init(DAC_Channel_1, &DAC_InitStructure);

    // DMA1通道3初始化
    DMA_DeInit(DMA1_Channel3);
    DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = (uint32_t)&DAC->DHR12R1;
    DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr = (uint32_t)sin_table;
    DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralDST;
    DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = SAMPLE_NUM;
    DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Disable;
    DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Enable;
    DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_HalfWord;
    DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_HalfWord;
    DMA_InitStructure.DMA_Mode = DMA_Mode_Circular;
    DMA_InitStructure.DMA_Priority = DMA_Priority_High;
    DMA_InitStructure.DMA_M2M = DMA_M2M_Disable;
    DMA_Init(DMA1_Channel3, &DMA_InitStructure);

    // 启动TIM3
    TIM_Cmd(TIM3, ENABLE);

    // 启动DAC
    DAC_Cmd(DAC_Channel_1, ENABLE);

    // 启动DMA
    DMA_Cmd(DMA1_Channel3, ENABLE);
}

在上述代码中，我们使用了TIM3定时器和DAC模块来产生PWM波形、三角波和正弦波。其中，PWM波形和三角波的产生方式类似，都是使用定时器的PWM模式，而正弦波的产生则是通过DAC模块配合DMA传输正弦波表格数据实现的。需要注意的是，在使用DAC模块时，我们需要将DMA的传输方向设置为“外设作为数据传输目的地”，也就是将正弦波数据发送到DAC的数据寄存器中。