STM32学习和实践笔记（36）：DAC数模转换实验

news2024/12/26 14:01:40

1.STM32F1 DAC简介

  DAC（Digital to analog converter）即数字模拟转换器，它可以将数字信号转换为模拟信号。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转化成电压信号，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。 

STM32F1 DAC模块是 12 位电压输出数模转换器，它可以配置为 8 位或 12 位模式，也可以与DMA 控制器配合使用。DAC工作在 12 位模式下，数据可以采用左对齐或右对齐。DAC工作在8位模式下，数据只有右对齐方式。

DAC 有两个输出通道，每个通道各有一个转换器。在 DAC 双通道模式下，每个通道可以单独进行转换；当两个通道组合在一起同步执行更新操作时，也可以同时进行转换。DAC可通过一个输入参考电压引脚 VREF+ （与ADC 共享）来提高转换后的数据精度。         

STM32F1 DAC主要特性：

● 2个DAC转换器：每个转换器对应1个输出通道

● 8位或者12位单调输出

● 12位模式下数据左对齐或者右对齐

● 同步更新功能

● 噪声波形生成

● 三角波形生成

● 双DAC通道同时或者分别转换

● 每个通道都有DMA功能

● 外部触发转换

● 输入参考电压VREF+       

1.2 STM32F1 DAC结构框图

  STM32F1 DAC拥有这么多功能，是由DAC内部结构决定。要更好的理解STM32F1的DAC，就需要了解它内部的结构。如图所示：（大家也可以查看《STM32F10x中文参考手册》-12数模转换器（DAC）-12.3章节内容）。    

  

（1）标号1：电源和参考电压引脚

  同ADC一样，VDDA与VSSA是DAC模块的供电引脚，而VREF+是DAC模块的参考电压，开发板上已经将VREF+连接到VDDA，所以参考电压范围是0-3.3V。

（2）标号2：DAC转换

  DAC 输出是受 DORx 寄存器直接控制的，但是我们不能直接往DORx 寄存器写入数据，而是通过 DHRx 间接的传给 DORx 寄存器，实现对 DAC 输出的控制。

如果未选择硬件触发，也就是软件触发时（ DAC_CR 寄存器中的 TENx 位复位），那么经过一个 APB1 时钟周期后，DAC_DHRx 寄存器中存储的数据将自动转移到 DAC_DORx 寄存器。

如果选择硬件触发（置位DAC_CR 寄存器中的 TENx 位）且触发条件到来，将在三个 APB1 时钟周期后进行转移。

当 DAC_DORx 加载了 DAC_DHRx 内容时，模拟输出电压将在一段时间 tSETTLING 后可用，具体时间取决于电源电压和模拟输出负载。我们可以从STM32F103ZET6 的数据手册查到的典型值为 3us，最大是 4us。所以 DAC 的转换速度最快是 250K 左右。

软件触发，即不使用硬件触发时（TENx=0），其转换时序图如图

  DHRx内装载着我们要输出的数据，前面我们提到，STM32F1 的 DAC 支持 8/12 位模式，8 位模式的时候数据是固定的右对齐的，而 12 位模式数据可以设置左对齐/右对齐。对于DAC单通道 x，总共有 3 种情况：

① 8 位右对齐：用户必须将数据加载到 DAC_DHR8Rx [7:0] 位（存储到DHRx[11:4] 位）。

② 12 位左对齐：用户必须将数据加载到 DAC_DHR12Lx [15:4] 位（存储到DHRx[11:0] 位）。

③ 12 位右对齐：用户必须将数据加载到 DAC_DHR12Rx [11:0] 位（存储到DHRx[11:0] 位）。

  每个 DAC 通道都具有 DMA 功能。两个 DMA 通道用于处理 DAC 通道的 DMA 请求。当 DMAENx 位置 1 时，如果发生外部触发（而不是软件触发），则将产生 DAC DMA 请求。 DAC_DHRx 寄存器的值随后转移到 DAC_DORx 寄存器。在双通道模式下，如果两个 DMAENx 位均置 1，则将产生两个 DMA 请求。如果只需要一个DMA 请求，应仅将相应 DMAENx 位置 1。这样，应用程序可以在双通道模式下通过一个DMA 请求和一个特定 DMA 通道来管理两个 DAC 通道。由于DAC DMA 请求没有缓冲队列。这样，如果第二个外部触发到达时尚未收到第一个外部触发的确认，将不会发出新的请求，并且 DAC_SR 寄存器中的 DAM 通道下溢标志 DMAUDRx将置 1，以报告这一错误状况。 DMA 数据传输随即禁止，并且不再处理其他 DMA 请求。DAC 通道仍将继续转换旧有数据。这时软件应通过写入“ 1”来将 DMAUDRx 标志清零，将所用 DMA 数据流的 DMAEN 位清零，并重新初始化 DMA 和 DAC 通道，以便正确地重新开始 DMA 传输。软件应修改 DAC 触发 转换频率或减轻 DMA 工作负载，以避免再次发生 DMA 下溢。最后，可通过使能 DMA 数据 传输和转换触发来继续完成 DAC 转换。对于各 DAC 通道，如果使能 DAC_CR 寄存器中相应的 DMAUDRIEx位，还将产生中断。

（3）标号3：DAC触发选择

  如果 TENx 控制位置 1，可通过外部事件（定时计数器、外部中断线）触发转换。TSELx[2:0]控制位将决定通过 8 个可能事件中的哪一个来触发转换，外部触发源如下图

 如果选择软件触发，一旦 SWTRIG 位置 1， 转换即会开始。DAC_DHRx 寄存器的内容只需一个 APB1 时钟周期即可转移到DAC_DORx 寄存器，加载完成后，SWTRIG 即由硬件复位。

（4）标号4：DAC输出

  DAC_OUTx 就是 DAC 的输出通道，DAC1_OUT对应 PA4引脚，DAC2_OUT对应 PA5引脚。

要让DAC通道正常输出，需将 DAC_CR 寄存器中的相应 ENx 位置 1，这样就可接通对应 DAC 通道。经过一段启动时间tWAKEUP 后，DAC 通道被真正使能。使能 DAC 通道 x 后，相应 GPIO 引脚（ PA4 或 PA5）将自动连接到模拟转换器输出(DAC_OUTx)。为了避免寄生电流消耗，应首先将 PA4 或 PA5 引脚配置为模拟输入模式 (AIN)。

当 DAC 的参考电压为 Vref+的时候，DAC 的输出电压是线性的从 0~Vref+， 12 位模式下 DAC 输出电压与 Vref+以及 DORx 的计算公式

如下：

其中，DOR是送过来的要转换的二进制数据，4096是2的12次方也就是12位寄存器全部为1时的值。

2.STM32F1 DAC配置步骤

  接下来我们介绍下如何使用库函数对DAC进行配置。这个也是在编写程序中必须要了解的。具体步骤如下：（DAC相关库函数在stm32f10x_dac.c和stm32f10x_dac.h文件中）

（1）使能端口及DAC时钟，设置引脚为模拟输入

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);

RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_DAC, ENABLE);

GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AIN;//模拟输入

（2）初始化DAC，设置DAC工作模式

void DAC_Init(uint32_t DAC_Channel, DAC_InitTypeDef* DAC_InitStruct);

typedef struct

{

  uint32_t DAC_Trigger;                      //DAC触发选择

  uint32_t DAC_WaveGeneration;               //DAC波形发生

  uint32_t DAC_LFSRUnmask_TriangleAmplitude; //屏蔽/幅值选择器

  uint32_t DAC_OutputBuffer;                 //DAC输出缓存

}DAC_InitTypeDef;

以下对这个结构成体员的详细描述：

  DAC_Trigger：设置是否使用触发功能以及选定触发源。前面介绍框图时已经说了DAC具有多个触发源，有定时器触发，外部中断线9触发，软件触发和不使用触发，如下所示：    

   

  DAC_WaveGeneration：设置是否使用波形发生，有以下四个选项：

  DAC_LFSRUnmask_TriangleAmplitude：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，通常我们设置为 0 即可，值为DAC_LFSRUnmask_Bit0。 

   DAC_OutputBuffer：设置输出缓存控制位。通常我们不使用输出缓存功能，所以配置参数为DAC_OutputBuffer_Disable。y为什么通常不使用这个功能？因为使用这个功能虽然可以提高驱动能力，但是使用了它之后，DAC的输出不能为0！这会引起功能性的问题，所以不使用它。如果要提高驱动能力，可以DAC输出后加外围驱动电路。

DAC_InitTypeDef DAC_InitStructure;

DAC_InitStructure.DAC_Trigger=DAC_Trigger_None;  //不使用触发功能 TEN1=0

DAC_InitStructure.DAC_WaveGeneration=DAC_WaveGeneration_None;//不使用波形发生

DAC_InitStructure.DAC_LFSRUnmask_TriangleAmplitude=DAC_LFSRUnmask_Bit0;//屏蔽、幅值设置

DAC_InitStructure.DAC_OutputBuffer=DAC_OutputBuffer_Disable ;  //DAC1输出缓存关闭 BOFF1=1

DAC_Init(DAC_Channel_1,&DAC_InitStructure);  //初始化DAC通道1

（3）使能DAC的输出通道

void DAC_Cmd(uint32_t DAC_Channel, FunctionalState NewState);

DAC_Cmd(DAC_Channel_1, ENABLE);  //使能DAC通道1

（4）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，如果我们使用12 位右对齐数据格式，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。设置DHR12R1 的库函数是：

  DAC_SetChannel1Data(DAC_Align_12b_R, 0);  //12位右对齐数据格式设置DAC值。

库函数中，还提供一个读取 DAC 对应通道最后一次转换的数值，函数是：uint16_t DAC_GetDataOutputValue(uint32_t DAC_Channel);

3.硬件电路

  本实验使用到硬件资源如下：

（1）D1指示灯

（2）K_UP和K_DOWN按键

（3）串口1

（4）DAC的通道1

DAC的通道1它属于STM32F1芯片内部的资源，对应芯片的PA4引脚。DAC模块电路如图

PA4输出到PWM0，PA5输出到PWM1.

U16的供电DA_VCC是5V供电（需要注意连好），用来放大DAC的驱动能力。

  D1指示灯用来提示系统运行状态，K_UP按键用来增加DAC输入值，K_DOWN按键用来减小DAC输入值，输入值的改变将控制DAC1_OUT电压输出。通过串口1将DAC1_OUT输出的电压值打印出来。         

4.编写DAC控制程序

  本实验所要实现的功能是：通过K_UP与K_DOWN按键控制STM32F1 DAC1输出电压，通过串口将DAC1输出的电压值打印显示，D1指示灯闪烁提示系统运行。程序框架如下：

（1）初始化DAC通道1相关参数

（2）编写主函数

main.c

#include "system.h"
#include "led.h"
#include "SysTick.h"
#include "usart.h"
#include "dac.h"
#include "key.h"




int main()
{
	u8 i=0;
	u8 key=0;
	int Dac_Val=0;
	u16 Dac_OutputValue=0;
	float voltage;


	SysTick_Init(72);
	NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);//中断优先级分组
	LED_Init();
	USART1_Init(9600);
	key_Init();
	DAC1_Init();


		while(1)
	{
		key = KEY_Scan(0);
		
		if(key == KEY_UP)
		{
			Dac_Val+=400;//400这个值表示每次按下按键，DAC里的D增加多少，在这里可以任意自定，值越大变化越明显
			if(Dac_Val>=4000) Dac_Val = 4095;		//12位的D最大值为4096
			DAC_SetChannel1Data(DAC_Align_12b_R, Dac_Val);
		}
		else if(key == KEY_DOWN)
		{
			Dac_Val-=400;//
			if(Dac_Val<=0)	Dac_Val = 0;	//
			DAC_SetChannel1Data(DAC_Align_12b_R, Dac_Val);
		}		
		
		i++;
		if(i%20 ==0)
			{
				led1=!led1;//LED1闪，用来指示主程序循环是否运行
			}
			
		if(i%50==0)
			{
					Dac_OutputValue=DAC_GetDataOutputValue(DAC_Channel_1);
					voltage=(float)Dac_OutputValue*(3.3/4096);//转换成电压显示
					printf("DAC输出电压值为:%.2fV\r\n",voltage);				
			}
		delay_ms(10);
		
	}
		
}

dac.c

#include "dac.h"
#include "SysTick.h"

void DAC1_Init()
{
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; 
	DAC_InitTypeDef DAC_InitStructure;
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);//使能DAC输入引脚（PA4,PA5)的时钟

	RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_DAC, ENABLE);//使能DAC时钟

	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_4; //配置GPIO，PA4
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_AIN;//先配置PA4的模式为模拟输入以减少没有输出时的寄生电流
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;	//
	GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);
	
	DAC_InitStructure.DAC_Trigger=DAC_Trigger_None;//不使用外部触发功能 TEN1=0
	DAC_InitStructure.DAC_WaveGeneration=DAC_WaveGeneration_None;//不使用波形发生
	DAC_InitStructure.DAC_LFSRUnmask_TriangleAmplitude=DAC_LFSRUnmask_Bit0;//屏蔽、幅值设置
	DAC_InitStructure.DAC_OutputBuffer=DAC_OutputBuffer_Disable ;//DAC1输出缓存关闭 BOFF1=1
	DAC_Init(DAC_Channel_1,&DAC_InitStructure);//初始化DAC通道1
	
	DAC_SetChannel1Data(DAC_Align_12b_R, 0);//12位右对齐数据格式，设置DAC初始值为0
	DAC_Cmd(DAC_Channel_1, ENABLE); //使能DAC通道1
	
}

    程序烧写到开发上板，最开始显示是输出电压值为0V，之后按动上键和下键，输出电压值对应发生如下变化，这说明程序运行正常，实验是成功的。                           

                             

                  

本文来自互联网用户投稿，该文观点仅代表作者本人，不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务，不拥有所有权，不承担相关法律责任。如若转载，请注明出处：http://www.coloradmin.cn/o/1847275.html

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符，请联系多彩编程网进行投诉反馈，一经查实，立即删除！

相关文章

算法设计与分析：分治法求最近点对问题

算法设计与分析：分治法求最近点对问题

一、实验目的 1. 掌握分治法思想&#xff1b; 2. 学会最近点对问题求解方法。 二、实验内容 1. 对于平面上给定的N个点&#xff0c;给出所有点对的最短距离&#xff0c;即&#xff0c;输入是平面上的N个点&#xff0c;输出是N点中具有最短距离的两点。 2. 要求随机生成N个…
阅读更多...
项目训练营第三天

项目训练营第三天

项目训练营第三天 注册登录测试 前面我们编写了用户注册、登录的逻辑代码&#xff0c;每编写完一个功能模块之后&#xff0c;我们都要对该模块进行单元测试&#xff0c;来确保该功能模块的正确性。一般情况下使用快捷键Ctrl Shift Insert&#xff0c;鼠标左击类名可以自动生…
阅读更多...
灵活的招聘管理系统有五种方法帮助成功招聘

灵活的招聘管理系统有五种方法帮助成功招聘

还记得以前的时代吗&#xff1f;这取决于你的年龄&#xff0c;直到智能手机、流媒体电视和电子邮件出现。今天&#xff0c;任何活着的成年人都经历了技术上的巨大变化&#xff0c;这创造了一种新的行为方式。人才获取也是如此。 一个值得推荐的招聘管理系统 招聘团队被困在满足…
阅读更多...
机器人系统工具箱的 Gazebo 模拟

机器人系统工具箱的 Gazebo 模拟

Gazebo 联合仿真模块 机器人系统工具箱> Gazebo联合仿真模块库包含与仿真环境相关的 Simulink 模块。要查看该库&#xff0c;在 MATLAB 命令提示符下输入robotgazebolib。
阅读更多...
AIGC-CVPR2024best paper-Rich Human Feedback for Text-to-Image Generation-论文精读

AIGC-CVPR2024best paper-Rich Human Feedback for Text-to-Image Generation-论文精读

Rich Human Feedback for Text-to-Image Generation斩获CVPR2024最佳论文&#xff01;受大模型中的RLHF技术启发&#xff0c;团队用人类反馈来改进Stable Diffusion等文生图模型。这项研究来自UCSD、谷歌等。 在本文中&#xff0c;作者通过标记不可信或与文本不对齐的图像区域&…
阅读更多...
机器学习(V)--无监督学习(六)流形学习

机器学习(V)--无监督学习(六)流形学习

title: 机器学习(V)–无监督学习(二)流形学习 date: katex: true categories: Artificial IntelligenceMachine Learning tags:机器学习 cover: /img/ML-unsupervised-learning.png top_img: /img/artificial-intelligence.jpg abbrlink: 26cd5aa6 description: 流形学习 【降…
阅读更多...
String(C++)

String(C++)

文章目录 前言文档介绍经典题目讲解HJ1 字符串最后一个单词的长度 模拟实现框架构造函数析构函数迭代器c_str()赋值size()capacity()reserveempty()[ ]访问front/backpush_backappendoperatorinsert一个字符insert一个字符串eraseswapfind一个字符find一个字符串substr()clear(…
阅读更多...
集群开发学习（三）修改用户模块(git 使用，局域网设代理)

集群开发学习（三）修改用户模块(git 使用，局域网设代理)

git 使用 参考&#xff1a;https://blog.csdn.net/weixin_60033897/article/details/136016074 在服务器端创建公钥私钥 git config --global user.email "1686660735qq.com" git config --global user.name qinliangql git config --global -l # 查看信息# 这样可…
阅读更多...
基于组件的架构：现代软件开发的基石

基于组件的架构：现代软件开发的基石

目录 前言1. 基于组件的架构概述1.1 什么是组件&#xff1f;1.2 组件的分类 2. 基于组件的架构的优势2.1 提高代码的可重用性2.2 增强系统的灵活性2.3 简化维护和升级2.4 促进团队协作 3. 实现基于组件的架构3.1 识别和定义组件3.2 设计组件接口3.3 组件的开发和测试3.4 组件的…
阅读更多...
摊牌了，我不装了～各种Amazon Bedrock小样儿、试用装，今天免费！

摊牌了，我不装了～各种Amazon Bedrock小样儿、试用装，今天免费！

探索世界顶级的大模型、智能体、文生图、对话机器人……新手&#xff1f;还是专家&#xff1f;加入我们&#xff0c;解锁精彩内容&#xff1a; l 初体验&#xff1a;在 Amazon Bedrock Playground 直接调用强大的大模型&#xff0c;点亮生成式AI技能树。 l 文生图&#xff1a…
阅读更多...
代码随想录训练营Day 65|卡码网99岛屿数量 深搜、99.岛屿数量 广搜 、100.岛屿的最大面积

代码随想录训练营Day 65|卡码网99岛屿数量 深搜、99.岛屿数量 广搜 、100.岛屿的最大面积

1.岛屿数量 深搜 99. 岛屿数量 | 代码随想录 代码&#xff1a;&#xff08;在符合递归条件时进行递归处理&#xff09; #include <iostream> #include <vector> using namespace std; int dir[4][2] {1,0,0,1,-1,0,0,-1}; // 表示4个方向 上下左右 void dfs(cons…
阅读更多...
每日练题（py,c,cpp）.6_19,6_20

每日练题（py,c,cpp）.6_19,6_20

检验素数 from math import sqrt a int(input("请输入一个数&#xff1a;")) for i in range(2,int(sqrt(a))):if a%i 0:print("该数不是素数")breakelse: print("该数是素数")# # 1既不是素数也不是合数 # #可以用flag做标志位 # b int(…
阅读更多...
向“黑公关”开战，比亚迪悬赏500万征集恶意诋毁线索

向“黑公关”开战，比亚迪悬赏500万征集恶意诋毁线索

近日&#xff0c;比亚迪品牌及公关处总经理李云飞在微博发文&#xff0c;面向社会公开征集黑公关证据。 微博中&#xff0c;李云飞写道&#xff1a;“近期&#xff0c;我们收到多方提醒&#xff1a;某车企在使用黑公关手段&#xff0c;对我司品牌及产品进行贬低、拉踩和恶意诋…
阅读更多...
c++里对 new 、delete 运算符的重载

c++里对 new 、delete 运算符的重载

&#xff08;1&#xff09;c 里 我们可以用默认的 new 和 delete 来分配对象和回收对象。 new 可以先申请内存&#xff0c;再调用对象的构造函数&#xff1b; delete 则先调用对象的析构函数&#xff0c;再回收内存。当然&#xff0c;当我们为类定义了 operator new () 和 oper…
阅读更多...
Qt坐标系统

Qt坐标系统

目录 概述 渲染 逻辑表示 锯齿绘制 转换 模拟时钟示例 Window-Viewport转换 概述 坐标系统由QPainter类控制。与QPaintDevice和QPaintEngine类一起&#xff0c;QPainter构成了Qt绘画系统的基础。QPainter用于执行绘制操作&#xff0c;QPaintDevice是一个二维空间的抽象&…
阅读更多...
L54--- 404.左叶子之和(深搜）---Java版

L54--- 404.左叶子之和(深搜）---Java版

1.题目描述 2.思路 递归遍历左子树 &#xff0c;然后再把左子树的和相加 3.代码实现 /*** Definition for a binary tree node.* public class TreeNode {* int val;* TreeNode left;* TreeNode right;* TreeNode() {}* TreeNode(int val) { this.val …
阅读更多...
JavaScript之类（1）

JavaScript之类（1）

class基础语法结构&#xff1a; 代码&#xff1a; class MyClass {constructor() { ... }method1() { ... }method2() { ... }method3() { ... }... } 解释&#xff1a; 属性解释class是我们定义的类型(类)MyClass是我们定义的类的名称 constructor()我们可以在其中初始化对象m…
阅读更多...
linux中Java程序调用C程序中方法的实现方式浅析

linux中Java程序调用C程序中方法的实现方式浅析

在Linux中&#xff0c;Java程序可以通过JNI&#xff08;Java Native Interface&#xff09;来调用C程序的方法。 Linux系统环境&#xff0c;Java调用C的主要流程如下&#xff1a; 1、创建Java类文件&#xff0c;如NativeLibrary.java 2、编写Java代码&#xff0c;加载.so共享库…
阅读更多...
HTTP 状态码详解及使用场景

HTTP 状态码详解及使用场景

目录 1xx 信息性状态码2xx 成功状态码3xx 重定向状态码4xx 客户端错误状态码5xx 服务器错误状态码 HTTP思维导图连接&#xff1a;https://note.youdao.com/s/A7QHimm0 1xx 信息性状态码 100 Continue&#xff1a;表示客户端应继续发送请求的其余部分。 使用场景&#xff1a;客…
阅读更多...
20240621在飞凌的OK3588-C开发板的Buildroot系统中集成i2ctool工具

20240621在飞凌的OK3588-C开发板的Buildroot系统中集成i2ctool工具

20240621在飞凌的OK3588-C开发板中打开i2ctool工具 2024/6/21 17:44 默认继承的i2c工具&#xff1a; rootrk3588-buildroot:/# rootrk3588-buildroot:/# i2c i2c-stub-from-dump i2cdump i2cset i2cdetect i2cget i2ctransfer rootrk3588-…
阅读更多...
推荐文章
最新文章

Copyright @ 2022~2023