STM32F103（二十）DAC

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了STM32F103（二十）DAC相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

学习板：STM32F103ZET6

DAC

一、DAC

1、简介

只有大容量STM32F1中含有内部DAC，是12位数字输入，电压输出型的DAC。在F1中有俩个DAC转换器：

可以设置8位或12位模式，其中12位模式下可设置数据左对齐或右对齐；在双DAC模式下可以并行转换并输出。

2、 DAC 通道模块框图

上图中：
1：触发条件，有软件触发、定时器内部信号触发、外部中断线9触发
2：DAC的CR寄存器
3：CR寄存器设置的DMA请求使能
4：DAC通道触发使能，由CR寄存器设置
5：设置三角波时的幅值，由CR寄存器设置
6：使能噪声波输出或使能三角波输出使能，由CR寄存器设置
7：DHRx寄存器，12位左右对齐寄存器、8位寄存器。将需要数字to模拟的值存储在这个寄存器中，然后再自动转入到DORx寄存器，再传送到数字to模拟转换器中转换。
8：DORx寄存器，直接将数据传送到数字to模拟转换器中，但是不能对它直接操作，需要使用DHRx寄存器间接操作。
9：STM32F1内部DAC的供电、参考电压，一般VDDA=3.3V; VVSS=0; VREF+=VDDA=3.3V,
10:DAC输出

3、DAC时钟

DAC的时钟挂载在APB1外设下
打开APB1时钟使能函数：

二、DAC相关寄存器

1、 DAC控制寄存器(DAC_CR)


位0

该位使能DAC1通道

位1

该位使能或失能DAC通道1输出缓存，使用输出缓存后输出结果会有偏差，如缓冲输出后结果不能达到0。所以要使用输出缓冲，需要在算法上做一些补偿。一般情况下不使用输出缓存。

位2:5

位2选择是否使能触发，位5:3选择哪种触发方式，有TIM6、8、7、5、2、4的定时器内部信号、外部中断线9、软件触发。

可以位2置1使能触发，然后位5:3选择触发方式，最常见的触发方式是软件触发。

当然许多时候可以不用触发，位2直接值0（或者不设置），此时不需要触发，直接将DAC_DHRx的数据转入DAC_DOR1。

强调一下：DORx寄存器直接控制数字to模拟转换器x，而不能对DORx寄存器直接赋值，需要对DHRx寄存器赋值后，再转入到DORx寄存器。

位7:6
使能噪声波发生器、三角波发生器

噪声波发生,必须使能DAC触发，即本寄存器的位2必须置1！

位11:8

这4位来设置三角波的幅值的。当DHRx寄存器设置有一个值时，这个值会传入到DORx寄存器中，如果这个值比位11:8设置的幅值小，则从DORx寄存器的这个值开始累加，，每次触发事件后3个时钟周期累加一次。当这个值大于定义的幅值时，开始递减到0，再开始累加…循环递增递减。

三角波发生,必须使能DAC触发，即本寄存器的位2必须置1！

三角波发生，本寄存器的位11:8必须先设置再使能DAC！

位12

使能DMA

剩下的高位设置DAC2，与DAC1设置一样，不在赘述。

2、DAC软件触发寄存器(DAC_SWTRIGR)

该寄存器只有位0和位1有效，位0设置DAC1软件触发，位1设置DAC2软件触发。与CR寄存器的位21:29=111、位5:3=111功能一样，当旦寄存器DAC_DHRx的数据传入寄存器DAC_DORx后，该寄存器的对应位硬件置0，关闭对应通道的软件触发。

3、 DAC通道 1 的 12 位右对齐数据保持寄存器(DAC_DHR12R1)


12位数据右对齐模式时由该寄存器写入数据到DHR1寄存器，再转入DOR1寄存器。

4、 DAC通道 1 的 12 位左对齐数据保持寄存器(DAC_DHR12L1)


12位数据左对齐模式时由该寄存器写入数据到DHR1寄存器，再转入DOR1寄存器。

5、DAC通道 1 的 8 位右对齐数据保持寄存器(DAC_DHR8R1)


8位数据模式时，不存在左右对齐，由该寄存器写入数据到DHR1寄存器，再转入DOR1寄存器。

6、DAC通道 2 的 12 位右对齐数据保持寄存器(DAC_DHR12R2)

DAC2 12位数据右对齐模式时由该寄存器写入数据到DHR2寄存器，再转入DOR2寄存器。

7、DAC通道 2 的 12 位左对齐数据保持寄存器(DAC_DHR12L2)

DAC2 12位数据左对齐模式时由该寄存器写入数据到DHR2寄存器，再转入DOR2寄存器。

8、DAC通道 2 的 8 位右对齐数据保持寄存器(DAC_DHR8R2)

DAC2 8位数据模式时，不存在左右对齐，由该寄存器写入数据到DHR2寄存器，再转入DOR2寄存器。

单DAC：

双DAC：

9、双DAC的 12 位右对齐数据保持寄存器(DAC_DHR12RD)

位11:0存储DAC1的数据，位27:16存储DAC2的数据

10、双DAC的 12 位左对齐数据保持寄存器(DAC_DHR12LD)

位15:4存储DAC1的数据，位31:20存储DAC2的数据

11、双DAC的 8 位右对齐数据保持寄存器(DAC_DHR8RD)

位7:0存储DAC1的数据，位15:8存储DAC2的数据

12、DAC通道 1 数据输出寄存器(DAC_DOR1)


该寄存器储存DAC1通道转换结果数据，为12位有效寄存器，故这个转换结果在0~4095

13、DAC通道 2 数据输出寄存器(DAC_DOR2)

该寄存器储存DAC2通道转换结果数据，为12位有效寄存器，故这个转换结果在0~4095

三、DAC相关库函数

DAC的相关库函数定义在《stm32f10x_dac.h》中

1、DAC取消初始化函数DAC_DeInit()

可以看到，该函数只是将DAC的时钟失能。

2、DAC初始化函数DAC_Init()


参数1： DAC_Channel

这个函数写的不完美，加下面这句代码就好了：

 assert_param(IS_DAC_CHANNEL(DAC_Channel));

参数2： DAC_InitStruct
结构体类型，看一下成员变量：

①DAC_Trigger

选择触发方式：不触发、TIM6、8、7、5、2、4定时器内部信号触发、外部中断线触发、软件触发

②DAC_WaveGeneration

使能噪声波、三角波

③DAC_LFSRUnmask_TriangleAmplitude

设置屏蔽位或幅值。

当第二个参数DAC_WaveGeneration为噪声时，选择上图前面的参数，如选择DAC_LFSRUnmask_Bits4_0参数，表示不屏蔽LSFR位[4:0] 。

当第二个参数DAC_WaveGeneration为三角波时，选择上图中后面的camshaft。如选择DAC_TriangleAmplitude_1023表示三角波的幅值为1023

当然细心的话，就注意一下最后这个地方：

这里的0x00000B00并不固定，可以是B~F的值。

④DAC_OutputBuffer

该参数选择是否输出缓冲，之前也总结过，输出缓冲时导致结果会有一个偏差，所以一般情况下不使用缓冲。

3、结构体初始化函数DAC_StructInit()

将2中DAC_Init()函数的参数2的结构体初始化，初始化为：
不触发、无噪声和三角波、不屏蔽LSFR位0 或三角波幅值等于1、允许输出缓冲。

4、DAC使能函数DAC_Cmd（）


参数1：

哪个通道：


参数2：
ENABLE、DISABLE

5、DMA使能函数DAC_DMACmd()


参数1：

哪个通道

参数2：

ENABLE、DISABLE

6、软件触发使能函数DAC_SoftwareTriggerCmd（）


注意是对SWTRIGR寄存器的操作，不是CR寄存器对触发条件的设置。

参数1：

哪个通道

参数2：

ENABLE、DISABLE

7、两通道软件触发使能函数DAC_DualSoftwareTriggerCmd（）


也是对SWTRIGR寄存器的设置，不过不同的是，同时设置位0和位1，所以DAC1和DAC2同时设置为触发或不触发。

8、噪声波或三角波使能函数DAC_WaveGenerationCmd()

参数1：
选择哪个通道

参数2：

选择噪声波还是三角波

参数3：

ENABLE或DISABLE

9、设置通道1输出数据函数DAC_SetChannel1Data（）


参数1：
选择12位左对齐、12位右对齐、8位数

参数2：
输入的12位或8位数

10、设置通道2输出数据函数DAC_SetChannel2Data（）


参数1：
选择12位左对齐、12位右对齐、8位数

参数2：
输入的12位或8位数

11、双通道模式下设置输入数据函数DAC_SetDualChannelData（）

参数1：
选择12位左对齐、12位右对齐、8位数

参数2：

通道2的输入值

参数3：
通道1的输入值

注意：通道2的数据写前面（高位）、通道1的数据写后面（低位）

12、获取DAC转换结果函数DAC_GetDataOutputValue（）


参数：
哪个通道

返回值：
返回一个16位数

四、DAC编程顺序

1、使能PA4、PA5时钟，并设置为模拟输入


DAC1与DAC2分别在PA4与PA5引脚上，需要使能GPIOA的时钟。

同时为了避免寄生的干扰和额外的功耗，引脚PA4或者PA5在应当设置成模拟输入

2、使能DAC时钟

DAC挂载在APB1上，故用RCC_APB2PeriphClockCmd（）函数使能时钟

3、初始化DAC

使用 DAC_Init()函数设置触发方式、噪声波或三角波或无、噪声波是的屏蔽位或三角波时的幅值、是否输出缓冲

4、使能DAC转换通道

使用DAC_Cmd()函数使能DAC转换通道

5、设置DAC的输入值

使用DAC_SetChannelxData(）（x=1、2）设置DAC的输出值

6、说明

以上五个步骤是一般情况下需要设置的，实际应用中需要根据实际情况来设置，如设置DMA、是否需要读取通道转换值等等。

五、例1——输出一个三角波

1、方法一（直接输出法）

直接用DAC_SetChannel1Data（）输出即可。在DAC初始化时，可以不设置触发和三角波

（1）完整代码

完整代码：

dac…h代码：

#ifndef _DAC_
#define _DAC_
void dac_Init(void);
#endif

dac.c代码：

 #include "stm32f10x.h"
 #include "dac.h"
void  dac_Init()
 {
	GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStructure;
	 DAC_InitTypeDef  DAC_InitStructure;
	 
	RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_DAC, ENABLE);
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
	
	 GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_AIN;
	 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_4;
	 GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;
	 GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);
	 
	 DAC_InitStructure.DAC_Trigger=DAC_Trigger_None;
	 DAC_InitStructure.DAC_WaveGeneration=DAC_WaveGeneration_None;
	 //DAC_InitStructure.DAC_LFSRUnmask_TriangleAmplitude=DAC_TriangleAmplitude_1;
	 DAC_InitStructure.DAC_OutputBuffer=DAC_OutputBuffer_Disable;
	 DAC_Init(DAC_Channel_1,&DAC_InitStructure);
	 DAC_Cmd(DAC_Channel_1,ENABLE);
 }

main.c代码：

#include "stm32f10x.h"
#include "dac.h"
u16 temp=0;
 int main(void)
 {	
	dac_Init();
	 while(1)
	 {
		 if(temp==0)
		 {
			while(++temp<4096)
			 DAC_SetChannel1Data(DAC_Align_12b_R,temp);
		 }
		
		if(temp>=4095)
		{
			while(--temp>0)
			 DAC_SetChannel1Data(DAC_Align_12b_R,temp);
		}
		
	 }
 }

（2）效果

（3）幅值和频率改变

如果需要调节幅值，只需改变主函数中4096、4095的值，如果需要改变频率，可以设置temp每次+2、-2…

2、方法2（定时器法）

(1）完整代码

timer.h代码：

#ifndef _TIM2_
#define _TIM2_
void TIM2_Init();
#endif

timer.c代码：

#include "timer.h"
#include "stm32f10x.h"
void TIM2_Init()
{
	TIM_TimeBaseInitTypeDef	TIM_TimeBaseInitStructure;
	NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
	
	RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE);
	
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up;
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period=1;
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler=2;
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision=TIM_CKD_DIV1;
	TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseInitStructure);
	
	TIM_SelectOutputTrigger(TIM2, TIM_TRGOSource_Update);
	TIM_Cmd(TIM2,ENABLE);
}

dac.h代码：

#ifndef _DAC_
#define _DAC_

void dac_Init(void);
#endif

dac.c代码：

 #include "stm32f10x.h"
 #include "dac.h"

void  dac_Init()
 {
	GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStructure;
	 DAC_InitTypeDef  DAC_InitStructure;
	 
	RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_DAC, ENABLE);
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
	
	 GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_AIN;
	 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_4;
	 GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;
	 GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);
	 
	DAC_InitStructure.DAC_Trigger=DAC_Trigger_T2_TRGO;
	 DAC_InitStructure.DAC_WaveGeneration=DAC_WaveGeneration_Triangle;
	 DAC_InitStructure.DAC_LFSRUnmask_TriangleAmplitude=DAC_TriangleAmplitude_4095;
	 DAC_InitStructure.DAC_OutputBuffer=DAC_OutputBuffer_Disable;
	 DAC_Init(DAC_Channel_1,&DAC_InitStructure);
	
	 DAC_SetChannel1Data(DAC_Align_12b_R, 4095);
	
	 DAC_Cmd(DAC_Channel_1,ENABLE);

 }

main.c代码：

#include "stm32f10x.h"
#include "dac.h"
#include "timer.h"
u16 temp=0;
 int main(void)
 {	
	 TIM2_Init();
	dac_Init();
	 while(1)
	 {
	 }
 }

(2）效果

(3)分析——频率改变方案

本例使用定时器2内部信号触发，定时器2挂载在APB1总线下，APB1时钟默认为36MHZ，而DAC的时钟也是36MHZ。

然后理解下图的话：

即三角波每输出一个点的时间：定时器2触发一次时间+3个APB1时钟周期。

所以定时器设置重装载值和预分频系数时：

若将预分频系数设置为：TIM_Prescaler=1，则定时器每计数一次为一个APB1时钟，若重装载值也设置为：TIM_Period=1则定时器每发生一次触发时间为1个APB1时钟周期。此时三角波每+1的时间为：1+3=4个APB1时钟周期。

同理：若TIM_Prescaler=1且TIM_Period=5，则定时器每发生一次触发时间为5个APB1时钟周期。此时三角波每+1的时间为：5+3=8个APB1时钟周期。

以上是（通用）定时器预分频系数和重装载值对输出三角波形频率的影响。

还有一个影响输出频率的因素是通道设置的初值，即上图中所说的：与DAC_DHRx寄存器的数值
这个值使用以下这行代码设置

 DAC_SetChannel1Data(DAC_Align_12b_R, 100);

这个值就是初值，即：这个值+三角波累加值（之前所说的4个APB1时钟周期+1）与4096比较，（其实是与初始化dac函数的DAC_InitStructure.DAC_LFSRUnmask_TriangleAmplitude=DAC_TriangleAmplitude_4095;设置的幅值比较）

当超过4096时，开始递减，没超过时递增。所以：

 DAC_SetChannel1Data(DAC_Align_12b_R, 100);

上面这个行代码也影响着频率。

如当:

	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up;
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period=1;
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler=1;
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision=TIM_CKD_DIV1;
	TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseInitStructure);

即三角波每输出一个点的时间为4个APB1时钟周期；

再当：

此时三角波输出的内部计数器从0计数到3995时，就已经达到上限4095，开始从3995递减到0 。此时一个三角波周期内，三角波内部计数器计数次数：0~3995 ~0 。为3995×2=7990次。

共用时间：7990×4=31960个APB1时钟周期。则输出频率为：36000000÷31960≈1.126kHZ

综上，调节以下俩个地方可以调节频率。


幅值的调节为下图位置：


如改为：

此时幅值变为一半：

以上是关于STM32F103（二十）DAC的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章

STM32F103的DAC——实现音频输出

STM32F103VET6基于STM32CubeMX 配置DAC-三角波输出示例

STM32F103VET6基于HAL库和标准库下DAC 心形波形输出

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STM32F103（二十四）一篇博客精通《485通信》

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