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STM32 的 DAC 模块配置与使用

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STMCU-管管 发布时间:2021-5-20 16:57
STM32 的 DAC 模块(数字/模拟转换模块)是 12 位数字输入,电压输出型的DAC。
DAC 可以配置为 8 位或 12 位模式,也可以与 DMA 控制器配合使用。
DAC工作在 12 位模式时,数据可以设置成左对齐或右对齐。
DAC 模块有 2 个输出通道,每个通道都有单独的转换器。
在双DAC 模式下,2 个通道可以独立地进行转换,也可以同时进行转换并同步地更新 2 个通道的输出。
DAC 可以通过引脚输入参考电压 VREF+以获得更精确的转换结果。


STM32 的 DAC 模块主要特点有:


①  2 个 DAC 转换器:每个转换器对应 1 个输出通道
②  8 位或者 12 位单调输出
③  12 位模式下数据左对齐或者右对齐
④  同步更新功能
⑤  噪声波形生成
⑥  三角波形生成
⑦  双 DAC 通道同时或者分别转换
⑧  每个通道都有 DMA 功能
使用库函数的方法来设置 DAC 模块的通道 1 来输出模拟电压,其详细设置步骤如下:


1)开启 PA 口时钟,设置 PA4 为模拟输入。


STM32F103ZET6 的 DAC 通道 1 在 PA4 上,所以,我们先要使能 PORTA 的时钟,然后设置 PA4 为模拟输入。DAC 本身是输出,但是为什么端口要设置为模拟输入模式呢?因为一但使能 DACx 通道之后,相应的 GPIO 引脚(PA4 或者 PA5)会自动与 DAC 的模拟输出相连,设置为输入,是为了避免额外的干扰。


使能 GPIOA 时钟:
  1. RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE );
  2. //使能 PORTA 时钟
复制代码
设置 PA1 为模拟输入只需要设置初始化参数即可:
  1. GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AIN;
  2. //模拟输入
复制代码
2)使能 DAC1 时钟。
同其他外设一样,要想使用,必须先开启相应的时钟。STM32 的 DAC 模块时钟是由 APB1提供的,所以我们调用函数 RCC_APB1PeriphClockCmd()设置 DAC 模块的时钟使能。
  1. RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_DAC, ENABLE );
  2. //使能 DAC 通道时钟
复制代码
3)初始化 DAC,设置 DAC 的工作模式。
该部分设置全部通过 DAC_CR 设置实现,包括:DAC 通道 1 使能、DAC 通道 1 输出缓存关闭、不使用触发、不使用波形发生器等设置。这里 DMA  初始化是通过函数 DAC_Init 完成的:


  1. void DAC_Init(uint32_t DAC_Channel, DAC_InitTypeDef* DAC_InitStruct)
复制代码
参数设置结构体类型 DAC_InitTypeDef 的定义:
  1. typedef struct
  2. {
  3. uint32_t DAC_Trigger;
  4. //设置是否使用触发功能

  5. uint32_t DAC_WaveGeneration;
  6. //设置是否使用波形发生

  7. uint32_t DAC_LFSRUnmask_TriangleAmplitude;
  8. //设置屏蔽/幅值选择器,这个变量只在使用波形发生器的时候才有用

  9. uint32_t DAC_OutputBuffer;  
  10. //设置输出缓存控制位
  11. }
  12. DAC_InitTypeDef;
复制代码
实例代码:

  1. DAC_InitTypeDef DAC_InitType;
  2. DAC_InitType.DAC_Trigger = DAC_Trigger_None;  
  3. //不使用触发功能  TEN1=0

  4. DAC_InitType.DAC_WaveGeneration = DAC_WaveGeneration_None;
  5. //不使用波形发生

  6. DAC_InitType.DAC_LFSRUnmask_TriangleAmplitude = DAC_LFSRUnmask_Bit0;
  7. DAC_InitType.DAC_OutputBuffer = DAC_OutputBuffer_Disable ;  
  8. //DAC1 输出缓存关闭

  9. DAC_Init(DAC_Channel_1,&DAC_InitType);   
  10. //初始化 DAC 通道 1
复制代码
4)使能 DAC 转换通道
初始化 DAC 之后,理所当然要使能 DAC 转换通道,库函数方法是:

  1. DAC_Cmd(DAC_Channel_1, ENABLE);
  2. //使能 DAC1
复制代码
5)设置 DAC 的输出值。
通过前面 4 个步骤的设置,DAC 就可以开始工作了,我们使用 12 位右对齐数据格式,所以我们通过设置 DHR12R1,就可以在 DAC 输出引脚(PA4)得到不同的电压值了。库函数的函数是:

  1. DAC_SetChannel1Data(DAC_Align_12b_R, 0);
复制代码
第一个参数设置对齐方式,可以为 12 位右对齐 DAC_Align_12b_R,12 位左对齐DAC_Align_12b_L 以及 8 位右对齐 DAC_Align_8b_R 方式。第二个参数就是 DAC 的输入值了,这个很好理解,初始化设置为 0。
这里,还可以读出 DAC 的数值,函数是:

  1. DAC_GetDataOutputValue(DAC_Channel_1);
复制代码
以下为代码:

  1. //DAC通道1输出初始化
  2. void Dac1_Init(void)
  3. {
  4.     GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
  5.     DAC_InitTypeDef DAC_InitType;
  6.    
  7.     RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE );
  8.     //使能PORTA通道时钟
  9.     RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_DAC, ENABLE );
  10.     //使能DAC通道时钟
  11.    
  12.     GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_4;
  13.     // 端口配置
  14.      GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AIN;
  15.      //模拟输入
  16.      GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
  17.      GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
  18.     GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_4);
  19.     //PA.4 输出高
  20.    
  21.     DAC_InitType.DAC_Trigger=DAC_Trigger_None;
  22.     //不使用触发功能 TEN1=0
  23.     DAC_InitType.DAC_WaveGeneration=DAC_WaveGeneration_None;
  24.     //不使用波形发生
  25.     DAC_InitType.DAC_LFSRUnmask_TriangleAmplitude=DAC_LFSRUnmask_Bit0;
  26.     //屏蔽、幅值设置
  27.     DAC_InitType.DAC_OutputBuffer=DAC_OutputBuffer_Disable ;
  28.     //DAC1输出缓存关闭 BOFF1=1
  29.     DAC_Init(DAC_Channel_1,&DAC_InitType);
  30.     //初始化DAC通道1
  31.    
  32.     DAC_Cmd(DAC_Channel_1, ENABLE);
  33.     //使能DAC1
  34.     DAC_SetChannel1Data(DAC_Align_12b_R, 0);
  35.     //12位右对齐数据格式设置DAC值
  36. }
  37. //设置通道1输出电压
  38. //vol:0~3300,代表0~3.3V
  39. void Dac1_Set_Vol(u16 vol)
  40. {
  41.     float temp=vol;
  42.     temp/=1000;
  43.     temp=temp*4096/3.3;
  44.     DAC_SetChannel1Data(DAC_Align_12b_R,temp);
  45.     //12位右对齐数据格式设置DAC值
  46. }
复制代码
在使用的过程中,只需要调用 DAC_SetChannel1Data(DAC_Align_12b_R,temp);该函数就可以随意设定需要输出的电压值。
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