STM32 DAC是什么

這篇文章將為大家詳細(xì)講解有關(guān)STM32 DAC是什么，小編覺得挺實(shí)用的，因此分享給大家做個(gè)參考，希望大家閱讀完這篇文章后可以有所收獲。

既然有模擬轉(zhuǎn)數(shù)字的ADC模塊，那么就必然有數(shù)字轉(zhuǎn)模擬的DAC模塊。顧名思義，該模塊僅具有ADC的補(bǔ)充功能。它將數(shù)字二進(jìn)制值轉(zhuǎn)換為模擬電壓輸出。DAC模塊具有多種用途，包括音頻生成，波形生成等。通常在大多數(shù)8位微控制器中，此模塊不可用，并且通過脈寬調(diào)制（PWM）可以稍微滿足其需求。部分原因是由于它們的硬件資源和運(yùn)行速度相對(duì)較低。所有STM32單片機(jī)都具有PWM模塊，但大容量STM32也具有DAC模塊。STM32DAC模塊不是很復(fù)雜，并且在工作原理方面與ADC模塊相似。

01、DAC簡(jiǎn)介

從STM32F207數(shù)據(jù)手冊(cè)看到，STM32F207具有兩個(gè)DAC模塊。

每個(gè)DAC具有獨(dú)立的通道，對(duì)應(yīng)的GPIO分別為：PA4和PA5。對(duì)于GPIO的復(fù)用功能（Alternatefunctions）和附加功能（Additionalfunctions），在《STM32ADC詳解》有詳細(xì)講解。

除了DAC輸出的管腳，還有其他相關(guān)引腳

注意：使能DAC 通道x 后，相應(yīng)GPIO 引腳（PA4 或PA5）將自動(dòng)連接到模擬轉(zhuǎn)換器輸出(DAC_OUTx)。為了避免寄生電流消耗，應(yīng)首先將PA4 或PA5 引腳配置為模擬模式(AIN)。

下面的簡(jiǎn)化框圖顯示了STM32DAC模塊的主要組件。

02、DAC轉(zhuǎn)換

由框圖可以看出，DAC受DORx寄存器直接控制的，但是不能直接往DORx寄存器寫入數(shù)據(jù)，而是通過DHRx間接地傳給DORx寄存器，實(shí)現(xiàn)對(duì)DAC的輸出控制。

不能直接對(duì)寄存器DAC_DORx寫入數(shù)據(jù)，任何輸出到DAC通道x的數(shù)據(jù)都必須寫入DAC_DHRx寄存器（數(shù)據(jù)實(shí)際寫入DAC_DHR8Rx、DAC_DHR12Lx、DAC_DHR12Rx、DAC_DHR8RD、DAC_DHR12LD、或者DAC_DHR12RD寄存器）。

1. 如果沒有選中硬件觸發(fā)（寄存器DAC_CR1的TENx位置0），存入寄存器DAC_DHRx的數(shù)據(jù)會(huì)在一個(gè)APB1時(shí)鐘周期后自動(dòng)傳至寄存器DAC_DORx；

2. 如果選中硬件觸發(fā)（寄存器DAC_CR1的TENx位置1），數(shù)據(jù)傳輸在觸發(fā)發(fā)生以后3個(gè)APB1時(shí)鐘周期后完成。

一旦數(shù)據(jù)從DAC_DHRx寄存器裝入DAC_DORx寄存器，在經(jīng)過時(shí)間tSETTLING之后，輸出即有效，這段時(shí)間的長(zhǎng)短依電源電壓和模擬輸出負(fù)載的不同會(huì)有所變化。

DAC控制寄存器(DAC_CR)

     DMAEN1：DAC通道1DMA使能(DAC channel1 DMA enable)，我們不使用DMA，故設(shè)置為0

     MAMP1[3:0]：DAC通道1屏蔽/幅值選擇器(DAC channel1 mask/amplitude selector)我們沒有用到故這幾位也設(shè)置為0

     WAVE1[1:0]：DAC通道1噪聲/三角波生成使能(DAC channel1 noise/triangle wave generationenable)我們也沒用到故也設(shè)置為0

     TEN1：DAC通道1觸發(fā)使能(DAC channel1 trigger enable)我們不用觸發(fā)，所以設(shè)置為0

     TSEL1[2:0]：DAC通道1觸發(fā)選擇(DAC channel1 trigger selection)注意：該位只能在TEN1=1(DAC通道1觸發(fā)使能)時(shí)設(shè)置。我們TEN1設(shè)為0，所以這幾位就不用設(shè)置，默認(rèn)為0

     BOFF1：關(guān)閉DAC通道1輸出緩存(DAC channel1 output buffer disable)我們關(guān)閉輸出緩沖故設(shè)置為1

     EN1：DAC通道1使能(DAC channel1 enable)我們要使能DAC通道、故設(shè)置為1。

03、功能說明

STM32的DAC等效電路如下

該電路中顯示的輸出緩沖器在內(nèi)部3.3V電源上運(yùn)行。與大多數(shù)運(yùn)放在單電源（而不是+/-雙電源）上運(yùn)行一樣，輸出擺幅永遠(yuǎn)不會(huì)真正達(dá)到目標(biāo)。但是，如電路所示，有兩個(gè)內(nèi)部開關(guān)（S1和S2）可通過寄存器控制。將它們都打開將通過兩個(gè)串聯(lián)的電阻（Ra和Rb）將“DACINT”信號(hào)直接連接到“DACOUT”引腳。作為參考，Ra+ Rb約為15k。

根據(jù)選擇的配置模式，數(shù)據(jù)按照下文所述寫入指定的寄存器：

單DAC通道x，有3種情況：

1. 8位數(shù)據(jù)右對(duì)齊：用戶須將數(shù)據(jù)寫入寄存器DAC_DHR8Rx[7:0]位（實(shí)際是存入寄存器DHRx[11:4]位）；

2. 12位數(shù)據(jù)左對(duì)齊：用戶須將數(shù)據(jù)寫入寄存器DAC_DHR12Lx[15:4]位（實(shí)際是存入寄存器DHRx[11:0]位）；

3. 12位數(shù)據(jù)右對(duì)齊：用戶須將數(shù)據(jù)寫入寄存器DAC_DHR12Rx[11:0]位（實(shí)際是存入寄存器DHRx[11:0]位）。

一般采用第三種方式：12位數(shù)據(jù)右對(duì)齊比較多。

根據(jù)對(duì)DAC_DHRyyyx寄存器的操作，經(jīng)過相應(yīng)的移位后，寫入的數(shù)據(jù)被轉(zhuǎn)存到DHRx寄存器中（DHRx是內(nèi)部的數(shù)據(jù)保存寄存器x）。隨后，DHRx寄存器的內(nèi)容或被自動(dòng)地傳送到DORx寄存器，或通過軟件觸發(fā)或外部事件觸發(fā)被傳送到DORx寄存器。

雙DAC通道，有3種情況：

1. 8位數(shù)據(jù)右對(duì)齊：用戶須將DAC通道1數(shù)據(jù)寫入寄存器DAC_DHR8RD[7:0]位（實(shí)際是存入寄存器DHR1[11:4]位），將DAC通道2數(shù)據(jù)寫入寄存器DAC_DHR8RD[15:8]位（實(shí)際是存入寄存器DHR2[11:4]位）；

2. 12位數(shù)據(jù)左對(duì)齊：用戶須將DAC通道1數(shù)據(jù)寫入寄存器DAC_DHR12LD[15:4]位（實(shí)際是存入寄存器DHR1[11:0]位），將DAC通道2數(shù)據(jù)寫入寄存器DAC_DHR12LD[31:20]位（實(shí)際是存入寄存器DHR2[11:0]位）；

3. 12位數(shù)據(jù)右對(duì)齊：用戶須將DAC通道1數(shù)據(jù)寫入寄存器DAC_DHR12RD[11:0]位（實(shí)際是存入寄存器DHR1[11:0]位），將DAC通道2數(shù)據(jù)寫入寄存器DAC_DHR12RD[27:16]位（實(shí)際是存入寄存器DHR2[11:0]位）。

04、DAC輸出電壓

當(dāng)DAC的參考電壓位VREF+的時(shí)候，數(shù)字輸入經(jīng)過DAC被線性地轉(zhuǎn)換為模擬電壓輸出，其范圍為0到VREF+。

任一DAC通道引腳上的輸出電壓滿足下面的關(guān)系：

DAC輸出= VREF x (DOR / 4095)。

注意：此時(shí)數(shù)據(jù)格式：應(yīng)該選擇12位數(shù)據(jù)右對(duì)齊。

05、代碼配置

DAC配置

void DAC1_Config(void)
{
  DAC_InitTypeDef  DAC_InitStructure;
  GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
  
  /* DMA1 clock and GPIOA clock enable (to be used with DAC) */
  RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOA, ENABLE);
  
  /* DAC Periph clock enable */
  RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_DAC, ENABLE);
  
  /* DAC channel 1 & 2 (DAC_OUT1 = PA.4)(DAC_OUT2 = PA.5) configuration */
  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_4;
  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AN;
  GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_NOPULL;
  GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
  
   /* DAC channel2 Configuration */
  DAC_InitStructure.DAC_Trigger = DAC_Trigger_None;
  DAC_InitStructure.DAC_WaveGeneration = DAC_WaveGeneration_None;
  DAC_InitStructure.DAC_LFSRUnmask_TriangleAmplitude = DAC_LFSRUnmask_Bit0;
  DAC_InitStructure.DAC_OutputBuffer = DAC_OutputBuffer_Disable;
  DAC_Init(DAC_Channel_1, &DAC_InitStructure);
 
  /* Enable DAC Channel2 */
  DAC_Cmd(DAC_Channel_1, ENABLE);
}

設(shè)置輸出電壓

//設(shè)置通道1輸出電壓
//vol:0~3300,代表0~3.3V
void Dac1_Set_Vol(uint16_t vol)
{
  double temp=vol;
  temp/=1000;
  temp=temp*4096/3.3;
  DAC_SetChannel1Data(DAC_Align_12b_R,temp);//12位右對(duì)齊數(shù)據(jù)格式設(shè)置DAC值
}

測(cè)試用例很簡(jiǎn)單，就是反復(fù)輸出1.2V和3.0V電壓

while (1)
  {
    GPIO_SetBits(GPIOE,GPIO_Pin_4);  //熄滅LED燈
    Dac1_Set_Vol(1200);
    LCD_ShowString(0,0,"DAC OUT 1.2V");
    Delay(500);                      //延時(shí)500ms
    GPIO_ResetBits(GPIOE,GPIO_Pin_4);//點(diǎn)亮LED燈
    Dac1_Set_Vol(3000);
    LCD_ShowString(0,0,"DAC OUT 3.0V");
    Delay(500);                      //延時(shí)500ms
  }

下載驗(yàn)證 

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