STM32之单DAC数模转换输出

1.DAC简介及框图：

• DAC功能只有STM32大容量的芯片才具有；中低容量的芯片没有；

• DAC有两个 8位*（右对齐）或者是12位（左或右对齐）*的转换器，每个转换器只有一个通道，所以通常在使能时都是直接操作对应的通道，DAC_OUT1对应PA4;DAC_OUT2对应PA5;

• 注意：为防止对DAC造成干扰，使用DAC对应的IO应设置为模拟输入

• 在上图的寄存中，DORx寄存器是无法直接写值的，只有DHRx寄存器可以进行写操作，控制器会在一个时钟脉冲后将DHRx的值转入DOR寄存器中。

• DAC功能可以有一个参考电压的输入V_REF+ (要求在2.4-3.3V之间，没有的话是默认VCC*(3.3V)*)

  当选择12位数据格式，且默认VCC为参考时，输出电压的转换如下：
  $$V_{OUTPUT}=\frac{DOR}{2^{12}}\ast V_{REF+}=\frac{DHR\ast V_{REF+}}{4096}$$

2.相关寄存器：

• DAC_CR:操作DAC的相关使能位,如：DAC1/2(低16位的低13位分配DAC1;高16位的低13位给DAC2)

  • 使能位EN[0] /[16]，

  • 缓冲区使能位BOFF[1]/[17],

  • 软件触发位(置1即触发DAC转换)：TEN[2]/[18]

  • 外部触发的选择使能位TSEL[5:3]/[21:19]

  • 三角波WAVE，噪声波MAMP的使能位

  • DMA使能位DMAEN[12]/[28]

• DAC_SWTRIGR（DAC software trigger register）低两位有效，分别是DAC1/2的软件触发使能位

• DAC_DHR12R1 和 DAC_DHR12L1 和 DAC_DHR8R1:

  DAC_DHR12R2 和 DAC_DHR12L2 和 DAC_DHR8R2:

  分别是单DAC模式下的DHR(可写的数据输入寄存器data holding register)的DAC1/2的12位左对齐，右对齐，8位右对齐的数据位；

• DAC_DHR12RD 和DAC_DHR12LD 和DAC_DHR8RD：

  结尾的D表示DUAL(双DAC模式);双DAC模式下的寄存器高16位分给DAC2,低16位分给DAC1;

• DAC_DOR1和DAC_DOR2（ data output register只能读，不能写，用于装载写在DHR中的值，可以读出此时我们写入的值）；

3.库函数操作：

• 使能对应的GPIO的时钟及GPIO配置（注意：做DAC输出的引脚PA4或者是PA5要设成模拟输入；GPIO_Mode_AIN）

• 使能外设DAC的时钟，及初始化（用对应的结构体,具体成员的分析如下：）

  {
  //...表示对应的前缀uint32_t DAC_Trigger;//触发方式，若是软件触发，选..._None uint32_t DAC_WaveGeneration; //波形发生，不产生波形选..._Noneuint32_t DAC_LFSRUnmask_TriangleAmplitude;// 屏蔽/复制选择，波形发生时才使用，不使用，选..._Bit0uint32_t DAC_OutputBuffer;//输出缓存，关闭..._DISABLE/开启..._ENABLE
  }DAC_InitTypeDef;

  关于输出缓存：开启时，能使对应的输出能够有较大的驱动能力，但输出较小的电压值（0V）时精度较差，所以如果想要有较小值电压输出，应将输出缓存关闭；

• 使能DAC外设

  DAC_Cmd(DAC_Channel_x, ENABLE); //与ADC不同，一个转换器只有一个通道，所以直接使能通道即可（库函数封装时没有分开了）。

• 常用的两个库函数：

  DAC_SetChannel1Data(uint32_t DAC_Align, uint16_t Data)；
  //x通道的对齐方式，及DHR的数值
  //可选对齐方式有DAC_Align_12b_R / DAC_Align_12b_L / DAC_Align_8b_R
  //Data 值需在所需对齐方式的范围内
  

   DAC_GetDataOutputValue(uint32_t DAC_Channex)//获取我们所设置的值，即读取DOR寄存器的值
  

  4.PWM模拟DAC输出

对于没有DAC输出的小容量芯片，可以采用PWM方波模拟DAC输出，只需要在硬件上加上滤波电路，滤去高次谐波即可；以下是原子战舰板上所带的二阶低通滤波器的电路图：