DAC --- 数模转换器

<一>.DAC简介

<1>.DAC简介

DAC，全称：Digital-to-Analog Converter，指数字/模拟转换器。

ADC和DAC是模拟电路与数字电路之间的桥梁。

<2>.DAC的特性参数

1.分辨率

表示模拟电压的最小增量，常用二进制位数表示，比如：8、12位等。

2.建立时间

表示将一个数字量转换为稳定模拟信号所需的时间。

3.精度

转换器实际特性曲线与理想特性曲线之间的最大误差，误差源：比例系统误差、失调误差、非线性误差。

原因：元件参数误差、基准电压不稳定。运算放大器零漂等。

<3>.STM32各系列DAC的主要特性

<二>.DAC工作原理

1.DAC框图简介（F1/F4/F7）

实际操作DHRyyy：自动、软件、外部事件

DORx：不能直接写入数据

2.参考电压/模拟部分电压

3.DAC数据格式

4.触发源

三种触发转换方式：自动触发、软件触发、外部事件触发；

DHRx数据加载到DORx后，模拟输出电压将经过时间V(SETTLING)-建立时间 后可用。

关闭触发时（TEN=0）的转换时序图

5.DMA请求

6.DAC输出电压

<三>.DAC输出实验

<1>.实验简要

1.功能描述

通过DAC1通道1（PA4）输出预设电压，然后由ADC1通道1（PA1）采集，最后显示ADC转换的数字量及换算后的电压值；

2.关闭通道1触发（即自动）

TEN1位置0；

3.关闭输出缓冲

BUFF1位置1；

4.使用12位右对齐模式

将数字量写入DAC_DHR12R1寄存器。

<2>.DAC寄存器介绍（F1）

输出缓存（BOFF1）：可减少阻抗，使输出能力会强一些，但无法输出0

<3>.DAC输出实验配置步骤

1. 初始化DAC：HAL_DAC_Init()；
2. DAC MSP初始化：HAL_DAC_MspInit() --- 配置NVIC、CLOCK、GPIO等；
3. 配置DAC相应通道相关参数：HAL_DAC_ConfigChannel();
4. 启动D/A转换：HAL_DAC_Start();
5. 设置输出数字量：HAL_DAC_SetValue();
6. 读取通道输出数字量（可选）：HAL_DAC_GetValue()

关键结构体 （F1）

<4>.代码

dac.c

#include "./BSP/DAC/dac.h"
#include "./SYSTEM/delay/delay.h"DAC_HandleTypeDef g_dac_handle;         /* DAC句柄 *//*** @brief       DAC初始化函数*   @note      本函数支持DAC1_OUT1/2通道初始化*              DAC的输入时钟来自APB1, 时钟频率=36Mhz=27.8ns*              DAC在输出buffer关闭的时候, 输出建立时间: tSETTLING = 4us (F103数据手册有写)*              因此DAC输出的最高速度约为:250Khz, 以10个点为一个周期, 最大能输出25Khz左右的波形** @param       outx: 要初始化的通道. 1,通道1; 2,通道2* @retval      无*/
void dac_init(uint8_t outx)
{GPIO_InitTypeDef gpio_init_struct;DAC_ChannelConfTypeDef dac_ch_conf;__HAL_RCC_DAC_CLK_ENABLE();                                 /* 使能DAC1的时钟 */__HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();                               /* 使能DAC OUT1/2的IO口时钟(都在PA口,PA4/PA5) */gpio_init_struct.Pin = (outx==1)? GPIO_PIN_4 : GPIO_PIN_5;  /* STM32单片机, 总是PA4=DAC1_OUT1, PA5=DAC1_OUT2 */gpio_init_struct.Mode = GPIO_MODE_ANALOG;HAL_GPIO_Init(GPIOA, &gpio_init_struct);g_dac_handle.Instance = DAC;HAL_DAC_Init(&g_dac_handle);                                /* 初始化DAC */dac_ch_conf.DAC_Trigger = DAC_TRIGGER_NONE;                 /* 不使用触发功能 */dac_ch_conf.DAC_OutputBuffer = DAC_OUTPUTBUFFER_DISABLE;    /* DAC1输出缓冲关闭 */switch(outx){case 1:HAL_DAC_ConfigChannel(&g_dac_handle, &dac_ch_conf, DAC_CHANNEL_1);  /* 配置DAC通道1 */HAL_DAC_Start(&g_dac_handle,DAC_CHANNEL_1);                         /* 开启DAC通道1 */break;case 2:HAL_DAC_ConfigChannel(&g_dac_handle, &dac_ch_conf, DAC_CHANNEL_2);  /* 配置DAC通道2 */HAL_DAC_Start(&g_dac_handle,DAC_CHANNEL_2);                         /* 开启DAC通道2 */break;default:break;}}/*** @brief       设置通道1/2输出电压* @param       outx: 1,通道1; 2,通道2* @param       vol : 0~3300,代表0~3.3V* @retval      无*/
void dac_set_voltage(uint8_t outx, uint16_t vol)
{double temp = vol;temp /= 1000;temp = temp * 4096 / 3.3;if (temp >= 4096)temp = 4095;   /* 如果值大于等于4096, 则取4095 */if (outx == 1)   /* 通道1 */{HAL_DAC_SetValue(&g_dac_handle, DAC_CHANNEL_1, DAC_ALIGN_12B_R, temp); /* 12位右对齐数据格式设置DAC值 */}else            /* 通道2 */{HAL_DAC_SetValue(&g_dac_handle, DAC_CHANNEL_2, DAC_ALIGN_12B_R, temp); /* 12位右对齐数据格式设置DAC值 */}
}

dac.h

#ifndef __DAC_H
#define __DAC_H#include "./SYSTEM/sys/sys.h"void dac_init(uint8_t outx);                        /* DAC通道1初始化 */ 
void dac_set_voltage(uint8_t outx, uint16_t vol);   /* 设置通道1/2输出电压 */ #endif

 main.c

#include "./SYSTEM/sys/sys.h"
#include "./SYSTEM/usart/usart.h"
#include "./SYSTEM/delay/delay.h"
#include "./USMART/usmart.h"
#include "./BSP/LED/led.h"
#include "./BSP/LCD/lcd.h"
#include "./BSP/KEY/key.h"
#include "./BSP/DAC/dac.h"
#include "./BSP/ADC/adc3.h"extern DAC_HandleTypeDef g_dac_handle;int main(void)
{uint16_t adcx;float temp;uint8_t t = 0;uint16_t dacval = 0;uint8_t key;HAL_Init();                                 /* 初始化HAL库 */sys_stm32_clock_init(RCC_PLL_MUL9);         /* 设置时钟, 72Mhz */delay_init(72);                             /* 延时初始化 */usart_init(115200);                         /* 串口初始化为115200 */usmart_dev.init(72);                        /* 初始化USMART */led_init();                                 /* 初始化LED */lcd_init();                                 /* 初始化LCD */key_init();                                 /* 初始化按键 */adc3_init();                                /* 初始化ADC3 */dac_init(1);                                /* 初始化DAC1_OUT1通道 */lcd_show_string(30,  50, 200, 16, 16, "STM32F103", RED);lcd_show_string(30,  70, 200, 16, 16, "DAC TEST", RED);lcd_show_string(30,  90, 200, 16, 16, "ATOM@ALIENTEK", RED);lcd_show_string(30, 110, 200, 16, 16, "WK_UP:+  KEY1:-", RED);lcd_show_string(30, 130, 200, 16, 16, "DAC VAL:", BLUE);lcd_show_string(30, 150, 200, 16, 16, "DAC VOL:0.000V", BLUE);lcd_show_string(30, 170, 200, 16, 16, "ADC VOL:0.000V", BLUE);while (1){t++;key = key_scan(0);          /* 按键扫描 */if (key == WKUP_PRES){if (dacval < 4000)dacval += 200;HAL_DAC_SetValue(&g_dac_handle, DAC_CHANNEL_1, DAC_ALIGN_12B_R, dacval);/* 输出增大200 */}else if (key == KEY1_PRES){if (dacval > 200)dacval -= 200;else dacval = 0;HAL_DAC_SetValue(&g_dac_handle, DAC_CHANNEL_1, DAC_ALIGN_12B_R, dacval); /* 输出减少200 */}if (t == 10 || key == KEY1_PRES || key == WKUP_PRES)        /* WKUP/KEY1按下了,或者定时时间到了 */{adcx = HAL_DAC_GetValue(&g_dac_handle, DAC_CHANNEL_1);  /* 读取前面设置DAC1_OUT1的值 */lcd_show_xnum(94, 130, adcx, 4, 16, 0, BLUE);           /* 显示DAC寄存器值 */temp = (float)adcx * (3.3 / 4096);                      /* 得到DAC电压值 */adcx = temp;lcd_show_xnum(94, 150, temp, 1, 16, 0, BLUE);           /* 显示电压值整数部分 */temp -= adcx;temp *= 1000;lcd_show_xnum(110, 150, temp, 3, 16, 0X80, BLUE);       /* 显示电压值的小数部分 */adcx = adc3_get_result_average(ADC3_CHY, 20);           /* 得到ADC3通道1的转换结果 */temp = (float)adcx * (3.3 / 4096);                      /* 得到ADC电压值(adc是16bit的) */adcx = temp;lcd_show_xnum(94, 170, temp, 1, 16, 0, BLUE);           /* 显示电压值整数部分 */temp -= adcx;temp *= 1000;lcd_show_xnum(110, 170, temp, 3, 16, 0X80, BLUE);       /* 显示电压值的小数部分 */LED0_TOGGLE();  /* LED0闪烁 */t = 0;}delay_ms(10);}
}

<四>.DAC输出三角波实验

<五>.DAC输出正弦波实验

<六>.PWM DAC实验