STM32物联网项目-DAC输出模拟量以及正弦波

DAC输出正弦波

DAC介绍

​ 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 单个 DAC 通道的框图如图 25.1.1 所示：

一旦使能DACx通道，相应的GPIO引脚(PA4或者PA5)就会自动与DAC的模拟输出相连(DAC_OUTx)。为了避免寄生的干扰和额外的功耗，引脚PA4或者PA5在之前应当设置成模拟输入(AIN)。

DAC输出电压计算公式

数字输入经过DAC被线性地转换为模拟电压输出，其范围为0到V_REF+，任一DAC通道引脚上的输出电压满足下面的关系:

DAC输出电压 = V_REF+ x (DOR /4095)。

输出电压就是自己想输出的模拟量电压，比如2.5V，但输出电压要在0 ~ V_REF+之间， V_REF+是单片机的参考电压，一般为3.3V

所以要输出2.5V的电压，则2.5 = 3.3 * (DOR/4095)，计算得出DOR的值为3102，该值在后面用HAL库函数HAL_DAC_SetValue时当作最后一个参数传入，PA4或PA5引脚就会输出2.5V电压

CubeMX配置

DAC的配置比较简单，因为使用到PA4，所以选择OUT1，在参数配置中使能Output Buffer，Output Buffer 选项可以理解为个驱动，一般开启DAC都会使能，使能后使出信号具有一定驱动能力，能驱动小负载；如果没有使能，则只是输出一个信号

Trigger为触发事件，有许多定时器触发事件，本次没有用到，所以不用使能

程序

DAC_Apply.c

源文件的主要三个函数，启动DAC，输出模拟量，可以输出0 ~ 3.3V任意电压，最后一个输出正弦波

输出正弦波的原理是：将想要输出的正弦波峰值到0V之间分成许多份，每一份都对应一个电压值，经过公式计算出DOR的值，用数组保存，再在for循环中调用HAL_DAC_SetValue函数将数组中的值都输出，延时一会，便得到了一个正弦波，如果要波形更加平滑的话，就将这个范围内的电压值分的再细点

const uint16_t CH_value[32] = 
{
	2448,2832,3186,3496,3751,3940,4057,4095,4057,3940,
	3751,3496,3186,2832,2448,2048,1648,1264,910,600,345,
	156,39,0,39,156,345,600,910,1264,1648,2048
};

DAC_Apply_t DAC_Apply = 
{
    1,
    DAC_Start,
    DAC_Output_Analog,
    Output_Sine_Wave
};
/*
* @name   DAC_Start
* @brief  启动DAC
* @param  None
* @retval None   
*/
static void DAC_Start()
{
    //启动DAC
    HAL_DAC_Start(&hdac,DAC_CHANNEL_1);
}

/*
* @name   DAC_Output_Analog
* @brief  输出模拟量（电压值）
* @param  data:要输出的电压值，范围 0 ~ 3.3V
* @retval None   
*/
static void DAC_Output_Analog(float data)
{
  float temp;
  temp = (data*4095)/3.3;
  HAL_DAC_SetValue(&hdac,DAC_CHANNEL_1,DAC_ALIGN_12B_R,(uint32_t)temp);
}

/*
* @name   Output_Sine_Wave
* @brief  输出正弦波
* @param  None
* @retval None   
*/
static void Output_Sine_Wave()
{
  uint8_t i,Cycle = 0;
  for(i=0;i<32;i++)
  {
     //输出数组的DOR值
    HAL_DAC_SetValue(&hdac,DAC_CHANNEL_1,DAC_ALIGN_12B_R,CH_value[i]);

    //延时
    Cycle = DAC_Apply.Cycle;
    while(Cycle--);
  }
}
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System.c

/*
* @name   Run
* @brief  系统运行
* @param  None
* @retval None   
*/
static void Run()
{
	//启动DAC
  DAC_Apply.DAC_Start();
  //输出模拟量
  DAC_Apply.DAC_Output_Analog(2.5); //输出2.5V电压
	
	//输出正弦波
	//DAC_Apply.Output_Sine_Wave();
}
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实验效果

主函数中调用启动DAC函数，再调用输出模拟量函数，即可输出设定的电压，用万用表测量PA4引脚的电压即可

输出正弦波可以用示波器来看，也可以用keil硬件仿真，用万用表测量着引脚，然后在输出正弦波函数的for循环中单步执行，看引脚的电压是否会变化