STM32G474之使用DAC1和DAC2测试模拟比较器

news2024/9/17 9:19:49

STM32G474使用DAC1和DAC2的输出作为比较器输入，测试模拟比较器，方法如下：
PA1的附加功能为COMP1_INP，无需映射，直接将它配置为模拟功能，就可以使用了。
将COMP1_OUT引脚映射到PA0;
采用DAC2_OUT1输出电压给COMP1_INP引脚，因此在测试时，需要将PA6和PA1短接。
采用DAC1_OUT1输出在内部连接到“比较器反向输入端”;
当DAC2_OUT1输出电压大于“VCC/2”时，开灯；
当DAC2_OUT1输出电压小于或等于“VCC/2”时，关灯；

1、比较器内部连接

如果我们不看表格，而是将DAC2_CH1连接到比较器1的反向输入端，那就大错特错了。

注意：在使用内部连接时，需要参考表“Table 197. COMPx inverting input assignment”。
随便连接，电路工作不正确。 

STM32G474有3个DAC通道是带缓冲的外部通道 
PA4的附加功能为DAC1_OUT1，无需映射，直接将它配置为模拟功能，就可以使用了。
PA5的附加功能为DAC1_OUT2，无需映射，直接将它配置为模拟功能，就可以使用了。
PA6的附加功能为DAC2_OUT1，无需映射，直接将它配置为模拟功能，就可以使用了。

2、测试程序

COMP_HandleTypeDef hcomp1;
DAC_HandleTypeDef      DAC_1_Handler;
//DAC1句柄，若直接对寄存器DAC1->DHR12R1和DAC1->DHR12R2操作，就可以将其设置为局部变量

DAC_HandleTypeDef      DAC_2_Handler;
//DAC2句柄，若直接对寄存器DAC2->DHR12R1操作，就可以将其设置为局部变量

void COMP_Init(void)
{
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};

    __HAL_RCC_SYSCFG_CLK_ENABLE();
    //RCC_APB2ENR寄存器bit0(SYSCFGEN),SYSCFGEN=1，使能SYSCFG + COMP + VREFBUF + OPAMP时钟
    __HAL_RCC_PWR_CLK_ENABLE();
    //RCC_APB1ENR1寄存器bit28(PWREN),PWREN=1,启用电源接口时钟
    __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();//开启GPIOA时钟

    GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_1;            //选择引脚编号为1
    GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_ANALOG;     //模拟模式
    GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;          //引脚上拉和下拉都没有被激活
    GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW; //输出速度设置为5MHz
    HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);
    //根据GPIO_InitStruct结构变量指定的参数初始化GPIOA的外设寄存器
    //配置“比较器同向输入引脚”

    GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_0;            //选择引脚编号为0
    GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;      //复用推挽模式
    GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;          //引脚上拉和下拉都没有被激活
    GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW; //输出速度设置为5MHz
    GPIO_InitStruct.Alternate = GPIO_AF8_COMP1;  //PA0映射到COMP1_OUT
    HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);
    //根据GPIO_InitStruct结构变量指定的参数初始化GPIOA的外设寄存器
    //配置“比较器输出引脚”

  hcomp1.Instance = COMP1;
  hcomp1.Init.InputPlus = COMP_INPUT_PLUS_IO1;
    //配置“比较器同向输入信号Vin+”来自PA1引脚
  hcomp1.Init.InputMinus = COMP_INPUT_MINUS_DAC2_CH1;
    //配置“比较器反向输入信号Vin-”来自“DAC2_CH1通道”
  hcomp1.Init.OutputPol = COMP_OUTPUTPOL_NONINVERTED;
    //配置比较器输出极性：当“Vin+ > Vin-”，则输出高电平
  hcomp1.Init.Hysteresis = COMP_HYSTERESIS_NONE;
    //Set comparator hysteresis mode of the input minus
  hcomp1.Init.BlankingSrce = COMP_BLANKINGSRC_NONE;
  hcomp1.Init.TriggerMode = COMP_TRIGGERMODE_NONE;
  HAL_COMP_Init(&hcomp1);

    __HAL_COMP_ENABLE(&hcomp1);
    //使能比较器
    //COMP_CxCSR寄存器bit0(EN),EN=1表示使能比较器
    HAL_COMP_Start(&hcomp1);//启动COMP1，Start COMP1

    DAC1_Init();
    DAC2_Init();
}

void DAC1_Init(void)
{
    DAC_ChannelConfTypeDef DAC1_CH1;        //DAC通道参数相关结构体
    GPIO_InitTypeDef       GPIO_InitStruct; //IO口参数结构体

    __HAL_RCC_DAC1_CLK_ENABLE();  //使能DAC1时钟
    __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE(); //开启GPIOA时钟

    GPIO_InitStruct.Pin   = GPIO_PIN_4;           //选择引脚编号为4
    GPIO_InitStruct.Mode  = GPIO_MODE_ANALOG;     //模拟模式
  GPIO_InitStruct.Pull  = GPIO_NOPULL;          //引脚上拉和下拉都没有被激活
  GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH; //输出速度设置为25MHz至50MHz
  HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);
    //根据GPIO_InitStruct结构变量指定的参数初始化GPIOA的外设寄存器

    DAC_1_Handler.Instance = DAC1; //DAC1
    HAL_DAC_Init(&DAC_1_Handler);  //初始化DAC

    DAC1_CH1.DAC_HighFrequency     = DAC_HIGH_FREQUENCY_INTERFACE_MODE_ABOVE_160MHZ;
    //DAC时钟选择
  DAC1_CH1.DAC_DMADoubleDataMode = DISABLE; //双重数据模式（高带宽模式）关闭
  DAC1_CH1.DAC_SignedFormat      = DISABLE; //有符号模式关闭
  DAC1_CH1.DAC_SampleAndHold     = DAC_SAMPLEANDHOLD_DISABLE; //关闭采样保持
  DAC1_CH1.DAC_Trigger           = DAC_TRIGGER_NONE;          //不需要外部触发
    DAC1_CH1.DAC_Trigger2          = DAC_TRIGGER_NONE;          //不需要外部触发
  DAC1_CH1.DAC_OutputBuffer      = DAC_OUTPUTBUFFER_ENABLE;   //DAC输出缓冲器打开
    DAC1_CH1.DAC_ConnectOnChipPeripheral = DAC_CHIPCONNECT_ENABLE;//允许内部连接DAC1_CH1
  DAC1_CH1.DAC_UserTrimming      = DAC_TRIMMING_FACTORY;      //工厂矫正模式
  HAL_DAC_ConfigChannel(&DAC_1_Handler, &DAC1_CH1, DAC_CHANNEL_1);   //初始化
  HAL_DACEx_SelfCalibrate(&DAC_1_Handler, &DAC1_CH1, DAC_CHANNEL_1); //矫正
    HAL_DAC_Start(&DAC_1_Handler,DAC_CHANNEL_1); //开启DAC1通道1                  
    
//    HAL_DAC_SetValue(&DAC_1_Handler,DAC_CHANNEL_1,DAC_ALIGN_12B_R,2048);
    //设置DAC输出电压: 2048*3.3/(0xFFF+1)=1.65V
    DAC1->DHR12R1=2048;
    //使用寄存器器，直接设置DAC输出电压: 2048*3.3/(0xFFF+1)=1.65V
}

void DAC2_Init(void)
{
    DAC_ChannelConfTypeDef DAC2_CH1;        //DAC通道参数相关结构体
    GPIO_InitTypeDef       GPIO_InitStruct; //IO口参数结构体

    __HAL_RCC_DAC2_CLK_ENABLE();  //使能DAC2时钟
    __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE(); //开启GPIOA时钟

    GPIO_InitStruct.Pin   = GPIO_PIN_6;           //选择引脚编号为6
    GPIO_InitStruct.Mode  = GPIO_MODE_ANALOG;     //模拟模式
  GPIO_InitStruct.Pull  = GPIO_NOPULL;          //引脚上拉和下拉都没有被激活
  GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH; //输出速度设置为25MHz至50MHz
  HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);
    //根据GPIO_InitStruct结构变量指定的参数初始化GPIOA的外设寄存器

    DAC_2_Handler.Instance = DAC2; //DAC2
    HAL_DAC_Init(&DAC_2_Handler);  //初始化DAC

    DAC2_CH1.DAC_HighFrequency     = DAC_HIGH_FREQUENCY_INTERFACE_MODE_ABOVE_160MHZ;
    //DAC时钟选择
  DAC2_CH1.DAC_DMADoubleDataMode = DISABLE; //双重数据模式（高带宽模式）关闭
  DAC2_CH1.DAC_SignedFormat      = DISABLE; //有符号模式关闭
  DAC2_CH1.DAC_SampleAndHold     = DAC_SAMPLEANDHOLD_DISABLE; //关闭采样保持
  DAC2_CH1.DAC_Trigger           = DAC_TRIGGER_NONE;          //不需要外部触发
    DAC2_CH1.DAC_Trigger2          = DAC_TRIGGER_NONE;          //不需要外部触发
  DAC2_CH1.DAC_OutputBuffer      = DAC_OUTPUTBUFFER_ENABLE;   //DAC输出缓冲器打开
    DAC2_CH1.DAC_ConnectOnChipPeripheral = DAC_CHIPCONNECT_DISABLE; //不允许内部连接DAC2_CH1
  DAC2_CH1.DAC_UserTrimming      = DAC_TRIMMING_FACTORY;      //工厂矫正模式  
  HAL_DAC_ConfigChannel(&DAC_2_Handler, &DAC2_CH1, DAC_CHANNEL_1);   //初始化
  HAL_DACEx_SelfCalibrate(&DAC_2_Handler, &DAC2_CH1, DAC_CHANNEL_1); //矫正
    HAL_DAC_Start(&DAC_2_Handler,DAC_CHANNEL_1); //开启DAC2通道1                  
    
    HAL_DAC_SetValue(&DAC_2_Handler,DAC_CHANNEL_1,DAC_ALIGN_12B_R,2048);
    //设置DAC输出电压: 2048*3.3/(0xFFF+1)=1.65V
//    DAC2->DHR12R1=2048;
    //使用寄存器器，直接设置DAC输出电压: 2048*3.3/(0xFFF+1)=1.65V
}

void Test_COMP(void)
{
    uint32_t dac_steps = 0UL;
    uint32_t dac_Value;

  while (1)
    {
        dac_Value=dac_steps*DAC_SAWTOOTH_STEPINC;
        printf("dac_Value=0x%X\r\n",dac_Value);
        HAL_DAC_SetValue(&DAC_2_Handler, DAC_CHANNEL_1,DAC_ALIGN_12B_R,dac_Value );
        HAL_DAC_SetValue(&DAC_1_Handler,DAC_CHANNEL_1,DAC_ALIGN_12B_R,2048);
        dac_steps++;
    if (dac_steps > DAC_SAWTOOTH_STEPS){ dac_steps = 0; }
        HAL_Delay(4);//延时4ms
        if (HAL_COMP_GetOutputLevel(&hcomp1) == COMP_OUTPUT_LEVEL_HIGH)
    {//COMP_CxCSR寄存器bit30(VALUE),VALUE=1表示比较器输出为高电平
      LED1_On();
    }
    else
    {
      LED1_Off();
    }
    }
}
 

comp.h文件如下：

#ifndef __COMP_H__
#define __COMP_H__

#include "stm32g4xx_hal.h"
//使能int8_t，int16_t，int32_t，int64_t
//使能uint8_t，uint16_t，uint32_t，uint64_t

#define DAC_VALUE_MAX         ((uint32_t) 4095)  //DAC的最大电压为4095*3.3/4096=3.299V
#define DAC_SAWTOOTH_STEPS    ((uint32_t) 45)    //DAC的总步数
#define DAC_SAWTOOTH_STEPINC  ( (uint32_t) DAC_VALUE_MAX/DAC_SAWTOOTH_STEPS )
//DAC每走1步的增量值

extern void COMP_Init(void);
extern void Test_COMP(void);
#endif /*__ GPIO_H__ */

3、比较器输出波形

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