DAC，即Digital to Analog Convertor，是数字到模拟转换器，也称为D/A转换器。其核心部分由R-2R电阻网络（也称倒T型电阻网络）、模拟开关和运算放大器组成。它可以将二进制码或BCD码表示的数字量转换为与其成正比的模拟量输出。

DAC的工作原理主要包括数字信号采样、量化、编码和模拟信号输出几个步骤。首先，将连续变化的模拟信号在一定的时间间隔内进行离散取样，即数字信号采样。接着，对采样后的数字信号进行量化，将其转换为离散的数值。然后，通过编码将量化后的数值进行转换，以便DAC能够识别和处理。最后，DAC将这些数字信号转换为模拟信号输出。
  H; A" o2 M  B
DAC是数字系统和模拟系统之间的桥梁，具有广泛的应用领域。在音频处理中，DAC被用来将数字音频信号转换为模拟音频信号，以驱动扬声器和耳机，其性能对音频质量有着决定性的影响。在通信系统中，DAC用于将数字信号转换为模拟信号，以实现信号调制和解调。此外，在仪器仪表领域，DAC也被广泛应用于各种测量和控制设备中。
4 g* [" Y& q" i% l$ }! M% `


+ `, }* ]1 i) \  k1 eSTM32中的DAC（视芯片而定例如F407ZGT6是2个DAC通道,有些芯片不支持DAC功能）支持12模式的数据输入，可以双通道同时转换。

本期我们将介绍如何使用STM32F407和CubeMX利用HAL库实现DAC的输出。（本来是想使用C8T6的，结果突然想起来C8T6）没有DAC。
( e$ e6 l' [. c
CubeMX配置
* d4 r; L3 @& V" E0 u9 D6 z& v8 M
. i" j4 g' h8 N
8 [* L5 Q% U- s, r! h
在DAC通道中开启DAC，在F407ZGT6中DAC1对应PA4,DAC2对应PA5。
- b! Y9 A7 D+ X, I
& o2 Z4 D8 Z! S' }" t) @6 U) `

OutputBuffer这里设置DAC的输出缓存使能，Trigger是DAC是触发方式，这里我们选择不触发（手动写入）。
# `; S& Z7 C! `- f% b) N
如果选择触发的话是从缓存区写入数据。



这里顺带加一路ADC采样，因为手上没有示波器，所以使用ADC来进行查看。
7 j1 z& t" E. K; `
# N  n* `# O  n. r9 A/ D7 w这里使用DMA进行采样，具体可以参考公众号之前的关于DMA+ADC采样的内容。
7 g' E0 A( J2 E  y% t
STM32的DMA采样+FFT时域分析（STM32F407）
; V: H' X0 _7 z7 y3 w
但是相比于之前的，需要更改一些设置，首先是DMA的设置
  g1 `3 }7 N* [. V; }

! I$ g. g  {, y& ?! Q. Z7 r% s
这里设置单词请求，而不是循环模式防止数据跑飞掉。

1 V( B6 Z& @  k) `' t
; X, h! {5 y; e# a

1.   MX_GPIO_Init();
   ! ~/ t0 [0 a3 f
2.   MX_DMA_Init();
   
3.   MX_ADC1_Init();
   % O& `" _& @4 I
4.   MX_DAC_Init();
   2 \  `+ R) Q3 C
5.   MX_USART1_UART_Init();
   
6.   MX_TIM1_Init();
   
7.   MX_TIM2_Init();
   
8.   /* USER CODE BEGIN 2 */
   - `4 t1 T! i! i
9.   HAL_TIM_PWM_Start(&htim1, TIM_CHANNEL_1);        //用来触发adc采样
   
10.   HAL_ADC_Start_DMA(&hadc1, (uint32_t *)AD_Value, ADLenth);//开启ADC
    # C0 f: b# w+ E* @# e
11.   HAL_DAC_Start(&hdac,DAC_CHANNEL_1);
    
12.   /* USER CODE END 2 */
    9 r5 \1 e( r) [7 m* |( o
13. 
    
14.   /* Infinite loop */
    
15.   /* USER CODE BEGIN WHILE */
    
16.   while (1)
    , b8 J$ {/ X0 e5 V
17.   {
    ( T! l. j5 A# S5 s& d1 K+ R
18.     /* USER CODE END WHILE */
    
19. 
    
20.     /* USER CODE BEGIN 3 */
    ' r* x6 c. [/ J3 ~& I3 j/ l* ]% f$ E, D
21.     if(!HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA,GPIO_PIN_0))
    
22.     {
    
23.       HAL_ADC_Start_DMA(&hadc1, (uint32_t *)AD_Value, ADLenth);//开启ADC
    
24. 
    
25.       HAL_Delay(20);
    
26.       
    8 ~  d! ~: l  v+ y3 A
27.       while(!HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA,GPIO_PIN_0));
    5 }$ _" C$ R/ ]3 L- s" Z
28.       HAL_Delay(1000);
    " ], L( f4 Z$ O% d3 x
29.       for(int i = 0;i<ADLenth;i++)
    : P$ o5 B: ?4 B* `/ T
30.       {
    / X! m! t8 }& b! h# W- Z
31.         printf("A:%d\r\n",AD_Value[i]);
    5 r  r& {; o' v
32.       }
    
33.       
    
34.       
    
35.     }
    7 o+ ]5 ^7 w. E5 d: {+ C# W
36.   }
      w( i$ b; o$ e8 c
37.   /* USER CODE END 3 */
    ) @: p8 j4 Q" b5 G$ E
38. }

复制代码

我们编写一段代码。
4 l2 D% {: l. U- U: e  F8 m7 {. _
按下按键的时候设置DAC的值，开启DMA传输，再加上ADC采样，之后输出结果。
5 K# R; j3 H, F+ ^* U/ M


可以看到，我们按下按键之后，ADC的值会呈阶梯状上升。

三角波发生器

1 }- u1 }% z7 i2 X& p/ T8 r* ~
2 e4 r, J8 d4 y+ w- y
在DAC配置中打开波形发生器，触发方式选择定时器2触发，三角波最大振幅511。


* v) g* B) z6 J
之后开启定时器2，由于ADC的采样率是1000HZ，因此根据奈奎斯特采样定律，信号的最大频率不能超过500HZ，因此我们使用100HZ的三角波。


, p; H" y3 F, d0 ]- f/ e
定时器设置好时间之后，设置触发事件。

* C1 s( N" T$ z- l8 ]' u4 o

芯片手册中简单的介绍了一下如何计算三角波的频率。当触发信号发生后，内部计数器的值就会+1，所以频率可以用如下公式计算：
5 {9 J9 X2 S; l. G/ E
* S9 d8 P( }" {4 j" y3 ], r定时器频率/分频系数+1/Period/三角波最大值/2
2 e& Q/ w& g* g5 R6 x1 D3 e

1.   HAL_TIM_PWM_Start(&htim1, TIM_CHANNEL_1);        //用来触发adc采样
   6 K- y5 W8 l: \+ y0 ~5 o* A
2.   HAL_TIM_PWM_Start(&htim2, TIM_CHANNEL_1);        //用来触发DAC输出
   
3.   HAL_ADC_Start_DMA(&hadc1, (uint32_t *)AD_Value, ADLenth);//开启ADC
   8 ~- j( Q& z" c9 ]
4.   HAL_DAC_Start(&hdac,DAC_CHANNEL_1);
   
5.   HAL_DAC_SetValue(&hdac,DAC_CHANNEL_1,DAC_ALIGN_12B_L,0);//设置直流信号

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$ i8 {9 j4 Q. e) x
$ e/ m. A0 v3 c/ p正弦波发生器


2 p$ ^: v! a7 j; @8 U+ e% h) C9 e
1 M# E! T- P5 v5 e; V8 m首先是定时器触发（方便控制频率）。但是关闭波形发生器。


( E% E: l) e: \
/ m6 |3 Y; @4 t" ~添加DMA,模式选择循环模式。
. H  `. L" ]4 l3 H# i+ f, i8 \
还有改变一下定时器的频率！
' j, L: S% t, p: A" F  F6 ~
其他几乎不做改变。

& d6 R9 L4 D8 S  k

1.   #define POINTS 256                        
   
2.   #define MIN_VALUE 50                        
   
3.   #define MAX_VALUE 650                        
   9 r8 n! H6 i1 K" L. f+ t$ Z
4.   #define SCALE ((MAX_VALUE - MIN_VALUE) / 2.0)  
   
5.   #define OFFSET 50  
   2 `# n  m  m) [& `
6.   #define M_PI  3.14159265
   . x. d. u. x2 C
7.   
   6 k# J" b$ j" }: v
8.   uint16_t SinWaveInt[POINTS];
   
9.   int SinWave[POINTS];
   
10.   void SinInit(void)
    
11. {  
    
12.      for (int i = 0; i < POINTS; i++)
    : t& K5 E% `. H' C) w. I7 T
13.       {  
    
14.       double x = ((double)i / (POINTS - 1)) * 2 * M_PI;
    ' A- w7 S6 |2 j* u/ J! b5 B& P
15.       double sin_value = sin(x);  // 计算正弦值  
    ) f2 i7 C; |$ r, |9 x7 N
16.       SinWave[i] = (int)((sin_value + 1) * SCALE + OFFSET);
    ; D2 Y' ^* M6 z
17.       SinWaveInt[i] = (uint16_t)SinWave[i];  
    
18.     }
    
19.   }

复制代码

计算一个正弦表。

& ?" y1 U1 \2 ?这里的Points决定了分辨率，结合定时器触发频率决定了正弦波的信号。
4 v7 V, q$ g* Q  z- a8 [/ \) @7 ]
7 s0 Y0 ?7 T# D; E; E* U. j

测试一下正弦表，输出的是正弦信号。
8 o$ K6 j. }* ~& b6 C& K9 w
我们之后将正弦信号表导入DMA中。

2 K: k8 ?8 y7 e+ Y

1.   SinInit();
   1 d8 L& |, v! p- E2 Q
2.   HAL_DAC_Start_DMA(&hdac, DAC_CHANNEL_1, (uint32_t *)SinWave, POINTS, DAC_ALIGN_12B_R);

复制代码

1 |  P8 D0 E! y* w6 y8 C正弦表初始化，之后启动DMA传输，导入正弦信号。


2 X7 k, I3 s3 z, F' V1 F$ F; m
测试正弦信号成功。
( `- u# ?- M* ~. R& H
; L' d4 L( s- A2 M. ~9 \3 t0 dFM调制

1.   #define POINTS 1024                        
   
2.   #define MIN_VALUE 50                        
   8 o- i( K! w# M' e- Q% L
3.   #define MAX_VALUE 650                        
   " Y( Z  y( h/ A) M* u2 q5 s
4.   #define SCALE ((MAX_VALUE - MIN_VALUE) / 2.0)  
   / G) z& e7 c7 z1 o7 R% k$ b$ Z+ W  E
5.   #define OFFSET 50  
   5 k* X1 d3 y" ~, R
6.   #define M_PI  3.14159265
   
7.   
   
8.   uint16_t SinWaveInt[POINTS];
   
9.   int SinWave[POINTS];
   
10.   void SinInit(void)
    1 I- G* ~) K5 d
11. {  
    - J: N  L1 }, U; c
12.      for (int i = 0; i < POINTS; i++)
    6 I6 ]5 Y% `/ B
13.       {  
    # Y6 m$ ^5 i& n  o7 m& F! o' Q
14.       double x = ((double)i / (POINTS/4 - 1)) * 2 * M_PI;
    / K5 k/ w4 x/ q* S8 T* ^3 _
15.       double sin_val = sin(x)*sin(x/4);  // 计算正弦值  
    7 y/ u  D5 p, d0 f' I; V" T
16.       SinWave[i] = (int)((sin_value + 1) * SCALE + OFFSET);
    
17.       SinWaveInt[i] = (uint16_t)SinWave[i];  
    , N, Y" a7 ^$ A# f4 l
18.     }
    # E" A$ V; B' r; v+ D2 R9 R
19.   }

复制代码

# [" C* I% y- [  E5 ~) l1 |
拓宽点数，加上载波，即可构成FM调制信号。

6 ]' Z- a! N& g

4 `. z& i8 ^% I+ x) |. C; @$ k
8 J, ]* W9 V7 E' t; N2 t6 T4 k! c转载自：电路小白
: ^- Z1 M# }6 n1 `0 f3 e. L如有侵权请联系删除

/ ~, _% H" E# L( X6 ^
# e% y3 _, ?5 T/ q. d- K( X8 ~

资料不错，值得参考学习。

dac+dma?