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【经验分享】STM32 DAC的配置与使用

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STMCU小助手 发布时间:2022-1-24 19:00
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:
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE );    //使能 PORTA 时钟
设置 PA1 为模拟输入只需要设置初始化参数即可:
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AIN;        //模拟输入
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。
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_DAC, ENABLE );    //使能 DAC 通道时钟
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:
void DAC_Init(uint32_t DAC_Channel, DAC_InitTypeDef* DAC_InitStruct)
参数设置结构体类型 DAC_InitTypeDef 的定义:
  1. typedef struct  n2 t. U, j! O, a$ a! d/ H, T
  2. 8 L' a3 U0 K( d. w
  3. {
    4 ~" [1 q; L; G& T4 Q4 ~  [% ?7 A
  4. 2 g  @4 w" u2 `
  5. uint32_t DAC_Trigger; //设置是否使用触发功能: o( ^# c4 }2 o" w; K  q; _
  6. / e6 b# e, K5 {4 i2 k: E
  7. uint32_t DAC_WaveGeneration; //设置是否使用波形发生
    + I4 f& r: Q; _# [

  8. # l, @; i: ?+ Z9 X" @3 j6 B, i
  9. uint32_t DAC_LFSRUnmask_TriangleAmplitude; //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
      |5 Y* n1 b8 U9 B9 t

  10. : Y' Y6 r. B: G2 f, g" _1 n- i
  11. uint32_t DAC_OutputBuffer;  //设置输出缓存控制位
    7 G, _, p0 T" }. x) ]7 a6 |/ u
  12. % l* ^4 a' X7 v1 ]" k
  13. }DAC_InitTypeDef;
复制代码
; h" z( Q# y9 |( _. R
实例代码:
  1. DAC_InitTypeDef DAC_InitType;
    ! X* u# f( ^  f

  2. 5 ^/ c, @% g# t5 M* n
  3. DAC_InitType.DAC_Trigger = DAC_Trigger_None;  //不使用触发功能  TEN1=02 q# T' \# g% D8 V# ?+ |
  4. - f4 ?- ]) _/ ]4 B/ x' h
  5. DAC_InitType.DAC_WaveGeneration = DAC_WaveGeneration_None;//不使用波形发生& I) E( g  V2 \1 ~  T9 i

  6. 5 e/ b, ~1 w5 V9 d$ Z. |9 v' R3 B' X
  7. DAC_InitType.DAC_LFSRUnmask_TriangleAmplitude = DAC_LFSRUnmask_Bit0;
    & G' z1 P0 V8 E" d1 ~
  8. . j1 c3 e/ F( }) o, k) V7 \: s
  9. DAC_InitType.DAC_OutputBuffer = DAC_OutputBuffer_Disable ;  //DAC1 输出缓存关闭 3 A4 n$ u- V' f& X2 U
  10. & d$ G2 c* U) _( A" q
  11. DAC_Init(DAC_Channel_1,&DAC_InitType);    //初始化 DAC 通道 1
复制代码
9 q/ D) T1 d1 b9 Q2 I" y
6 g6 X4 J: |" U3 U4 c5 Y  B% r8 i
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:
DAC_Cmd(DAC_Channel_1, ENABLE);   //使能 DAC1
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:
DAC_SetChannel1Data(DAC_Align_12b_R, 0);
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:
DAC_GetDataOutputValue(DAC_Channel_1);

. [8 t) p2 u/ J7 {* A" S' t) l) ?" D
以下为代码:

0 p% \1 R: k+ N
  1. //DAC通道1输出初始化
    $ c' f/ S" G% i
  2. void Dac1_Init(void)
    1 G, W  d  x& B4 m, C3 s2 R! F
  3. {: @3 q) x! ]% P! F; M0 c
  4.     GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    $ V" }9 m! [/ A. w7 ]7 T# o
  5.     DAC_InitTypeDef DAC_InitType;
    8 ~# z9 f. W/ F  `
  6.     RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE );     //使能PORTA通道时钟
    1 ~. }( Q( E1 z1 O
  7.     RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_DAC, ENABLE );     //使能DAC通道时钟# G( i) T# D% }4 u! k! D! `5 k
  8.     GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_4;                 // 端口配置1 J) V9 }, B! n& j0 Z. S
  9.      GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AIN;          //模拟输入
    # E% o2 _0 ?8 j  D. g
  10.      GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;( S7 p6 s7 k' n7 ]# }
  11.      GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
    3 u. h$ n# q4 {/ Z' b0 Z6 ~" J& p
  12.     GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_4)    ;//PA.4 输出高
    0 p2 ~5 y/ ]* x% f4 y
  13.     DAC_InitType.DAC_Trigger=DAC_Trigger_None;    //不使用触发功能 TEN1=0' F8 z# b: i% h3 {
  14.     DAC_InitType.DAC_WaveGeneration=DAC_WaveGeneration_None;//不使用波形发生
    ; z) U, b7 A" b4 j
  15.     DAC_InitType.DAC_LFSRUnmask_TriangleAmplitude=DAC_LFSRUnmask_Bit0;//屏蔽、幅值设置
    / K" U; l7 a# {/ |! S
  16.     DAC_InitType.DAC_OutputBuffer=DAC_OutputBuffer_Disable ;    //DAC1输出缓存关闭 BOFF1=1
    : X3 Y+ g# o/ m. `. B! f! @
  17.     DAC_Init(DAC_Channel_1,&DAC_InitType);     //初始化DAC通道1# M& u9 c% F1 `8 ^
  18.     DAC_Cmd(DAC_Channel_1, ENABLE); //使能DAC14 ~, _- ]& y' U3 n
  19.     DAC_SetChannel1Data(DAC_Align_12b_R, 0); //12位右对齐数据格式设置DAC值
      a3 |! ~. w3 u, Q1 F
  20. }) X* x9 F  H- K2 W6 t
  21. //设置通道1输出电压
    ( C3 y& g. ?6 M
  22. //vol:0~3300,代表0~3.3V. f; X% e: u- k- R0 Y  N
  23. void Dac1_Set_Vol(u16 vol)
    ! L" v& k  i9 l3 h1 T
  24. {
    $ L5 Y5 I  H9 x- i
  25.     float temp=vol;. ?4 F/ N1 {" {4 s9 Z
  26.     temp/=1000;! a' U9 h: N4 V& l
  27.     temp=temp*4096/3.3;* A* D7 k8 f2 i9 a# h& i& C
  28.     DAC_SetChannel1Data(DAC_Align_12b_R,temp);//12位右对齐数据格式设置DAC值% t- _/ G! o, S
  29. }
复制代码
, ]) r8 V  j, H/ x3 O+ l  C8 J: B) @
4 Y6 Q& {* T8 Y* c3 |! Z
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。
2 g" y" p! Q! G/ l+ u4 O; P

% [; H8 i7 T8 |% I3 ]; G
7 X0 e3 u$ c0 K4 I
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