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 最近工作太忙了，天天加班到凌晨，项目虽然早就完成了，但是一直没时间写成果贴，今天趁着周末，赶紧结项，不然又要被管理员催了，上班被研发助理催进度，下班被管理员催进度，最近工作真的是太忙了，果断时间忙完，也来写几篇工作总结，来供大家参考案例，

一、 项目介绍

本项目是一个基于STM32F103芯片开发的一款娱乐电子鼓，主要实现是通过六个触摸金属纸加上触摸芯片对应六个按键输入，MCU通过判断不同的按键触发，发出不同的声音，声音是采集真实的架子鼓的声音，通过Adobe Audition 软件进行截取每一个鼓点的声音，通过python脚本转换成二进制，然后存储到数组里面，从而使用MCU控制音频驱动使喇叭发出对应的声音，大鹏老师给我们准备了三种实现方式，直接DAC、PWM_DAC和R/2R_DAC，体验效果当然是DAC直接输出最简单，R/2R_DAC实现最复杂，R/2R使用了16路，可以实现电压的2的16次方，也就是65536种电压变化，极大的提高了音质。供电使用了锂电池供电，使用苹果最新使用的typeC充电接口。

二、硬件设计

大鹏老师和师兄们介绍的都非常详细了，我在这里就不再进行过度多的叙述了，我主要讲一些我理解的R/2R_DAC设计及其原理，方便大家以后的学习使用，刚开始接触我同样是很疑惑，学习之后发现真的很神奇。

DAC(Digital to Analog Converter)是将数字信号变换为模拟信号的器件，在数字电路中得到广泛应用。数字电路中使用数字信号处理数据，可以使电路获得更高的抗干扰能力，同时数据处理方法也更加灵活，但在信号的输入和输出端，反馈信号与被控对象控制量仍然可能是模拟信号，模拟输入量可以通过ADC(Analog to Digital Converter)变换为数字信号，在信号输出端使用DAC将数字信号还原为模拟信号。STM32单片机自带DAC输出，但只有12位的数字输出，也就是说电压最多只有4096种变化，这对于一般控制当然是足够，但对于音频控制，就有点不足了，所以就使用了R/2R的方式。

R2R电阻网络DAC是单纯的电阻网络，不需要运放的辅助，一个n位的R2R电阻网络DAC需要n-1个R电阻和n+1个2R电阻，只需要两种阻值，方便手工制作，在精度要求不高的应用中，可以直接使用电阻搭建，避免使用集成DAC，从而降低成本。

如图为16bit的R2R电阻网络DAC的原理图，这个电路最神奇的地方在于，无论从哪个位置断开，向内看阻抗均为R。输出阻抗固定为R，由于输出阻抗恒定且容易计算，因此在输出做阻抗匹配时候比较方便。

D0的值可以为0或Vref，Vout的值就是0或者Vref/2，输出阻抗为两个电阻的并联值，即一倍的R，可以将两个电阻等效为1个，输出表达式为D0*Vref/2.等效为一个电压源连接一个输出阻抗的结构，这个等效方法，以后会详细分析，我给它命名为匠人电路等效定理（无耻的样子很有我当年的神韵），可以将上面的8bitDAC反复等效，最终得到输出表达式。加入第二个有效位D1以后，又出现了两个2R电阻分压，输出等效为D0*Vref/4+D1*Vref/2，如此一直将8bit的网络简化到一个电压源和一个电阻，表达式为D0*Vref/256+D1*Vref/128+D2*Vref/64+D3*Vref/32+D4*Vref/16+D5*Vref/8+D6*Vref/4+D7*Vref/2。如此每一位都发挥了有效的位权，输出电压有256种变化。这种DAC电路可以在的精度要求时直接用单片机引脚驱动。

三、成品展示

四、视频演示

视频演示放到了B站上面，点击可进行直接跳转，目前是每一个按键对应了一个鼓点，很遗憾是没有完整的演奏一首完整的音乐，奈何手太笨了，完全没有音乐基础，尝试学习了一下被劝退了，以后有时间再慢慢练习一首完成的音乐上传，大家尽情期待吧。

五、总结

通过这次活动确实学到了挺多的东西，更加熟悉可hal库的使用方法，了解到了音频控制的原理及使用，并没有那么难，以后有时间更多的音频小玩具出来玩。唯一的遗憾是最近半个月时间太忙了，还没有完全吸收大鹏老师的知识，就要急着结束了本次活动，真的很感谢大鹏老师，希望以后能多多交流。