一、DAC的概述

1.DAC 模块主要特点


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



4、5、6 本节实验未用到



2.DAC 通道模块框图

大模型知识库问答 架构图_大模型知识库问答 架构图




大模型知识库问答 架构图_缓存_02


 


我们本章使用的就是单 DAC 通道 1 ,采用 12 位右对齐格式,所以采用第③种情况。


如果没有选中硬件触发(寄存器 DAC_CR1 的 TENx 位置’0’ ),存入寄存器 DAC_DHRx


的数据会在一个 APB1 时钟周期后自动传至寄存器 DAC_DORx


如果选中硬件触发 (寄存器 DAC_CR1 的 TENx 位置’1’),数据传输在触发发生以后 3 个 APB1 时钟周期后完成。


一 旦数据从 DAC_DHRx 寄存器装入 DAC_DORx 寄存器,在经过时间 tsetting 之后,输出即


有效,这段时间的长短依电源电压和模拟输出负载的不同会有所变化。我们可以从


STM32F103RCT6 的数据手册查到tsettin 的典型值为 3us,最大是 4us 。所以 DAC 的转换


速度最快是 250K 左右。


3.DAC输出电压的计算

大模型知识库问答 架构图_stm32_03

 

二、DAC寄存器的介绍

1.DAC 控制寄存器 DAC_CR

大模型知识库问答 架构图_初始化_04


DAC_CR 的低 16 位用于控制通道 1 ,而高 16 位用于控制通道 2 ,这里仅列出比较


重要的最低 8 位的详细描述


大模型知识库问答 架构图_stm32_05


 

 


首先,来看 DAC 通道 1 使能位 (EN1) ,该位用来控制 DAC 通道 1 使能的,本章就是用的 DAC 通道 1 ,所以该位设置为 1 。


再看关闭 DAC 通道 1 输出缓存控制位( BOFF1 ),这里 STM32 的 DAC 输出缓存做的


有些不好,如果使能的话,虽然输出能力强一点,但是输出没法到 0 ,这是个很严重的问题。


所以本章我们不使用输出缓存。即设置该位为 1。


DAC 通道 1 触发使能位( TEN1 ),该位用来控制是否使用触发,里我们不使用触发,


所以设置该位为 0 。


DAC 通道 1 触发选择位( TSEL1[2:0] ),这里没用到外部触发,所以设置这几个位


为 0 就行了。


DAC 通道 1 噪声 / 三角波生成使能位( WAVE1[1:0] ),这里同样没用到波形发生器,


故也设置为 0 即可。


DAC 通道 1 屏蔽 / 复制选择器( MAMP[3:0] ),这些位仅在使用了波形发生器的时候有


用,本章没有用到波形发生器,故设置为 0 就可以了


最后是 DAC 通道 1 DMA 使能位( DMAEN1 ),本章我们没有用到 DMA 功能,故还是


设置为 0 。


2.DAC 通道 1 的 12 位右对齐数据保持寄存器:DAC_DHR12R1

大模型知识库问答 架构图_寄存器_06

该寄存器用来设置 DAC 输出,通过写入 12 位数据到该寄存器,就可以在 DAC 输出通 道(PA4)得到我们所要的结果。 通过以上介绍,了解了 STM32 实现 DAC 输出的相关设置,本章我们将使用库函 数的方法来设置 DAC 模块的通道 1 来输出模拟电压。

三、配置函数

1)开启 PA 口时钟,设置 PA4 为模拟输入。


STM32F103RCT6 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)


跟前面一样,首先来看看参数设置结构体类型 DAC_InitTypeDef 的定义:


typedef struct
{
uint32_t DAC_Trigger;
uint32_t DAC_WaveGeneration;
uint32_t DAC_LFSRUnmask_TriangleAmplitude;
uint32_t DAC_OutputBuffer;
}DAC_InitTypeDef;


这个结构体的定义还是比较简单的,只有四个成员变量。


第一个参数 DAC_Trigger 用来设置是否使用触发功能,前面已经讲解过这个的含义,这里


我们不是用触发功能,所以值为 DAC_Trigger_None 。


第二个参数 DAC_WaveGeneratio 用来设置是否使用波形发生,这里我们前面同样讲解过不


使用。所以值为 DAC_WaveGeneration_None 。


第三个参数 DAC_LFSRUnmask_TriangleAmplitude 用来设置屏蔽 / 幅值选择器,这个变量只


在使用波形发生器的时候才有用,这里设置为 0 即可,值为 DAC_LFSRUnmask_Bit0 。


第四个参数 DAC_OutputBuffer 是用来设置输出缓存控制位,前面讲解过,我们不使用输出


缓存,所以值为 DAC_OutputBuffer_Disable 。到此四个参数设置完毕。看看我们的实例代码:

DAC_InitTypeDef DAC_InitType;
DAC_InitType.DAC_Trigger=DAC_Trigger_None; //不使用触发功能 TEN1=0
DAC_InitType.DAC_WaveGeneration=DAC_WaveGeneration_None;//不使用波形发生
DAC_InitType.DAC_LFSRUnmask_TriangleAmplitude=DAC_LFSRUnmask_Bit0;
DAC_InitType.DAC_OutputBuffer=DAC_OutputBuffer_Disable ; //DAC1 输出缓存关闭
DAC_Init(DAC_Channel_1,&DAC_InitType); //初始化 DAC 通道 1


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);

四、注意事项


 1.将输出变为 模拟输入

2.关闭 DAC 通道 1 输出缓存控制位(BOFF1),这里 STM32 的 DAC 输出缓存做的 有些不好,如果使能的话,虽然输出能力强一点,但是输出没法到 0,这是个很严重的问题。 所以本章我们不使用输出缓存。即设置该位为 1。