DAC接口怎么使用？

一、DAC简介

  DAC(Digital-to-Analog Converter)，即数字/模拟转换模块，故名思议，它的作用就是把输入的数字编码，转换成对应的模拟电压输出，它的功能与 ADC 相反。在常见的数字信号系统中，大部分传感器信号被化成电压信号，而 ADC 把电压模拟信号转换成易于计算机存储、处理的数字编码，由计算机处理完成后，再由 DAC 输出电压模拟信号，该电压模拟信号常用来驱动某些执行器件，使人类易于感知。如音频信号的采集及还原就是这样一个过程。
  STM32 具有片上 DAC 外设，它的分辨率可配置为 8 位或 12 位的数字输入信号，具有两个 DAC 输出通道，这两个通道互不影响，每个通道都可以使用 DMA 功能，都具有出错检测能力，可外部触发。

二、DAC通道选择

在 STM32 中具有 2 个这样的 DAC 部件，每个 DAC 有 1 个对应的输出通道连接到特定的引脚，即：PA4-通道 1，PA5-通道 2，为避免干扰，使用 DAC 功能时，DAC 通道引脚需要被配置成模拟输入功能（AIN）。





三、新建工程

1. 打开 STM32CubeMX 软件，点击“新建工程”





2. 选择 MCU 和封装





3. 配置时钟
RCC 设置，选择 HSE(外部高速时钟) 为 Crystal/Ceramic Resonator(晶振/陶瓷谐振器)





选择 Clock Configuration，配置系统时钟 SYSCLK 为 72MHz
修改 HCLK 的值为 72 后，输入回车，软件会自动修改所有配置





4. 配置调试模式
非常重要的一步，否则会造成第一次烧录程序后续无法识别调试器
SYS 设置，选择 Debug 为 Serial Wire





四、DAC1

4.1 参数配置

在 Analog 中选择 DAC 设置，并选择 OUT1 Configuration 通道1





或者在右边图找到 PA4 引脚，选择 DAC_OUT1





具体配置参数如下。

• OUT1/2 Configuration：
  对应两个输出通道。
  
• External Trigger：
  外部中断EXTI9 触发 就是使用外部中断来触发DAC。
  
• Output Buffer：
  使能DAC输出缓存。
  
  

  DAC 集成了 2 个输出缓存，可以用来减少输出阻抗，无需外部运放即可直接驱动外部负载。每个 DAC 通道输出缓存可以通过设置 DAC_CR 寄存器的 BOFFx 位来使能或者关闭。如果带载能力还不行，后面就接一个电压跟随器，选择运放一定要选择电流大的型号。
使能输出缓冲后，DAC 输出的最小电压为 0.2V，最大电压为 VREF±0.2，而未使能输出缓冲则输出可达到0V。

• Trigger：
  选择DAC的触发方式
  Timer 2/4/5/6/7/8 Trigger Out event 定时器触发，利用这种方式可以输出特定的波形。
  Software trigger 软件触发，在本模式下，向 DAC_SWTRIGR 寄存器写入配置即可触发信号进行转换。
  
  

4.2 生成代码

输入项目名和项目路径





选择应用的 IDE 开发环境 MDK-ARM V5





每个外设生成独立的 ’.c/.h’ 文件
不勾：所有初始化代码都生成在 main.c
勾选：初始化代码生成在对应的外设文件。 如 GPIO 初始化代码生成在 gpio.c 中。





点击 GENERATE CODE 生成代码





五、库函数


/* IO operation functions *****************************************************/
HAL_StatusTypeDef HAL_DAC_Start(DAC_HandleTypeDef* hdac, uint32_t Channel);     //开启DAC输出
HAL_StatusTypeDef HAL_DAC_Stop(DAC_HandleTypeDef* hdac, uint32_t Channel);   //关闭DAC输出
HAL_StatusTypeDef HAL_DAC_Start_DMA(DAC_HandleTypeDef* hdac, uint32_t Channel, uint32_t* pData, uint32_t Length, uint32_t Alignment); //需要函数中不断开启   //开启DAC的DMA输出
HAL_StatusTypeDef HAL_DAC_Stop_DMA(DAC_HandleTypeDef* hdac, uint32_t Channel); //关闭DAC的DMA输出
HAL_StatusTypeDef HAL_DAC_SetValue(DAC_HandleTypeDef* hdac, uint32_t Channel, uint32_t Alignment, uint32_t Data);  //设置DAC输出值
uint32_t HAL_DAC_GetValue(DAC_HandleTypeDef* hdac, uint32_t Channel);  //获取DAC输出值
六、修改main函数

  与 ADC 外设类似，DAC 也使用 VREF+ 引脚作为参考电压，在设计原理图的时候一般把 VSSA 接地，把 VREF+ 和 VDDA 接 3.3V，可得到 DAC 的输出电压范围为：0~3.3V。
如果想让输出的电压范围变宽，可以在外部加一个电压调理威廉希尔官方网站 ，把 0~3.3V 的 DAC 输出抬升到特定的范围即可。

12位模式下DAC输出电压计算公式如下：

  DAC 输出电压 = VREF+ * ( DOR / 4095 )

/**
  * @brief  The application entry point.
  * @retval int
  */
int main(void)
{
  /* USER CODE BEGIN 1 */


  /* USER CODE END 1 */


  /* MCU Configuration--------------------------------------------------------*/


  /* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */
  HAL_Init();


  /* USER CODE BEGIN Init */


  /* USER CODE END Init */


  /* Configure the system clock */
  SystemClock_Config();


  /* USER CODE BEGIN SysInit */


  /* USER CODE END SysInit */


  /* Initialize all configured peripherals */
  MX_DAC_Init();
  /* USER CODE BEGIN 2 */


  /* USER CODE END 2 */


  /* Infinite loop */
  /* USER CODE BEGIN WHILE */
  while (1)
  {
    HAL_DAC_SetValue(&hdac, DAC_CHANNEL_1, DAC_ALIGN_12B_R, 2048);
    HAL_DAC_Start(&hdac, DAC_CHANNEL_1);
    /* USER CODE END WHILE */


    /* USER CODE BEGIN 3 */
  }
  /* USER CODE END 3 */
}






七、注意事项

用户代码要加在 USER CODE BEGIN N 和 USER CODE END N 之间，否则下次使用 STM32CubeMX 重新生成代码后，会被删除。





  • 由 Leung 写于 2021 年 3 月 12 日
• 参考：STM32CubeMX系列教程8:数模转换(DAC)
　　　　【STM32】HAL库 STM32CubeMX教程十—DAC