STM32F1xx官方資料：

《STM32中文參考手冊V10》-第12章  數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換DAC

DAC的基本介紹

DAC的基本定義

Digital-to-Analog Converter的縮寫。指數(shù)/模轉(zhuǎn)換器或者數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器。是指將離散的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為連續(xù)變量的模擬信號(hào)的器件。

典型的數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器將表示一定比例電壓值的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)。

STM32的DAC模塊是12位數(shù)字輸入，電壓輸出型的DAC。

DAC的主要特征

2個(gè)DAC轉(zhuǎn)換器：每個(gè)轉(zhuǎn)換器對應(yīng)1個(gè)輸出通道；

8位或者12位單調(diào)輸出；

12位模式下數(shù)據(jù)左對齊或者右對齊；

同步更新功能；

噪聲波形生成；

三角波形生成；

雙DAC通道同時(shí)或者分別轉(zhuǎn)換；

每個(gè)通道都有DMA功能；

外部觸發(fā)轉(zhuǎn)換；

輸入?yún)⒖茧妷篤REF+。

DAC的工作原理

DAC的工作框圖

DAC模塊的框圖看起來比較復(fù)雜，接下來會(huì)一點(diǎn)一點(diǎn)地對它進(jìn)行分析。

DAC引腳

在框圖的四圍是DAC的各個(gè)引腳，它們的名稱、信號(hào)類型和作用見下圖：

這里需要注意的是：STM32F103ZET6一共只有兩個(gè)DAC_OUTx引腳，分別為DAC_OUT1（PA4）、DAC_OUT2（PA5）。并且在做DAC功能的時(shí)候，引腳GPIO模式應(yīng)該是模擬輸入！??！

為什么要使用模擬輸入模式呢？因?yàn)橐坏┦鼓蹹ACx通道后，相應(yīng)的GPIO引腳（PA4或者PA5）會(huì)自動(dòng)與DAC的模擬輸出相連，設(shè)置為輸入，是為了額外額外的干擾。

DAC轉(zhuǎn)換

由框圖可以看出，DAC受DORx寄存器直接控制的，但是不能直接往DORx寄存器寫入數(shù)據(jù)，而是通過DHRx間接地傳給DORx寄存器，實(shí)現(xiàn)對DAC的輸出控制。

不能直接對寄存器DAC_DORx寫入數(shù)據(jù)，任何輸出到DAC通道x的數(shù)據(jù)都必須寫入DAC_DHRx寄存器（數(shù)據(jù)實(shí)際寫入DAC_DHR8Rx、DAC_DHR12Lx、DAC_DHR12Rx、DAC_DHR8RD、DAC_DHR12LD、或者DAC_DHR12RD寄存器）。

如果沒有選中硬件觸發(fā)（寄存器DAC_CR1的TENx位置0），存入寄存器DAC_DHRx的數(shù)據(jù)會(huì)在一個(gè)APB1時(shí)鐘周期后自動(dòng)傳至寄存器DAC_DORx；

如果選中硬件觸發(fā)（寄存器DAC_CR1的TENx位置1），數(shù)據(jù)傳輸在觸發(fā)發(fā)生以后3個(gè)APB1時(shí)鐘周期后完成。

一旦數(shù)據(jù)從DAC_DHRx寄存器裝入DAC_DORx寄存器，在經(jīng)過時(shí)間tSETTLING之后，輸出即有效，這段時(shí)間的長短依電源電壓和模擬輸出負(fù)載的不同會(huì)有所變化。

DAC數(shù)據(jù)格式

根據(jù)上面可知，數(shù)據(jù)寫入DAC_DHRx寄存器，然而實(shí)際上DAC_DHRx一共有6個(gè)寄存器！這是為什么呢？這就和DAC數(shù)據(jù)格式有很大的關(guān)系了。

根據(jù)選擇的配置模式，數(shù)據(jù)按照下文所述寫入指定的寄存器：

單DAC通道x，有3種情況：

8位數(shù)據(jù)右對齊：用戶須將數(shù)據(jù)寫入寄存器DAC_DHR8Rx[7:0]位（實(shí)際是存入寄存器DHRx[11:4]位）；

12位數(shù)據(jù)左對齊：用戶須將數(shù)據(jù)寫入寄存器DAC_DHR12Lx[15:4]位（實(shí)際是存入寄存器DHRx[11:0]位）；

12位數(shù)據(jù)右對齊：用戶須將數(shù)據(jù)寫入寄存器DAC_DHR12Rx[11:0]位（實(shí)際是存入寄存器DHRx[11:0]位）。

一般采用第三種方式：12位數(shù)據(jù)右對齊比較多。

根據(jù)對DAC_DHRyyyx寄存器的操作，經(jīng)過相應(yīng)的移位后，寫入的數(shù)據(jù)被轉(zhuǎn)存到DHRx寄存器中（DHRx是內(nèi)部的數(shù)據(jù)保存寄存器x）。隨后，DHRx寄存器的內(nèi)容或被自動(dòng)地傳送到DORx寄存器，或通過軟件觸發(fā)或外部事件觸發(fā)被傳送到DORx寄存器。

雙DAC通道，有3種情況：

8位數(shù)據(jù)右對齊：用戶須將DAC通道1數(shù)據(jù)寫入寄存器DAC_DHR8RD[7:0]位（實(shí)際是存入寄存器DHR1[11:4]位），將DAC通道2數(shù)據(jù)寫入寄存器DAC_DHR8RD[15:8]位（實(shí)際是存入寄存器DHR2[11:4]位）；

12位數(shù)據(jù)左對齊：用戶須將DAC通道1數(shù)據(jù)寫入寄存器DAC_DHR12LD[15:4]位（實(shí)際是存入寄存器DHR1[11:0]位），將DAC通道2數(shù)據(jù)寫入寄存器DAC_DHR12LD[31:20]位（實(shí)際是存入寄存器DHR2[11:0]位）；

12位數(shù)據(jù)右對齊：用戶須將DAC通道1數(shù)據(jù)寫入寄存器DAC_DHR12RD[11:0]位（實(shí)際是存入寄存器DHR1[11:0]位），將DAC通道2數(shù)據(jù)寫入寄存器DAC_DHR12RD[27:16]位（實(shí)際是存入寄存器DHR2[11:0]位）。

選擇DAC觸發(fā)

在框圖的左上方，是指DAC轉(zhuǎn)換可以由某外部事件觸發(fā)（定時(shí)器計(jì)數(shù)器、外部中斷線）。配置控制位TSELx[2:0]可以選擇8個(gè)觸發(fā)事件之一觸發(fā)DAC轉(zhuǎn)換。具體的外部觸發(fā)的種類如下圖所示：

DAC輸出電壓

當(dāng)DAC的參考電壓位VREF+的時(shí)候，數(shù)字輸入經(jīng)過DAC被線性地轉(zhuǎn)換為模擬電壓輸出，其范圍為0到VREF+。

任一DAC通道引腳上的輸出電壓滿足下面的關(guān)系：

DAC輸出 = VREF x (DOR / 4095)。

注意：此時(shí)數(shù)據(jù)格式：應(yīng)該選擇12位數(shù)據(jù)右對齊。

使能DAC輸出緩存

DAC集成了2個(gè)輸出緩存，可以用來減少輸出阻抗，無需外部運(yùn)放即可直接驅(qū)動(dòng)外部負(fù)載。每個(gè)DAC通道輸出緩存可以通過設(shè)置DAC_CR寄存器的BOFFx位來使能或者關(guān)閉。

但是，如果STM32的DAC輸出緩存使能的話，雖然輸出能力強(qiáng)一點(diǎn)，但是輸出沒有辦法減到0，所以一般都不使用這個(gè)功能。

DAC相關(guān)配置寄存器

DAC控制寄存器（DAC_CR）

作用：配置DAC通道使能、觸發(fā)使能、輸出緩存、噪聲輸出使能、三角波輸出使能。

DAC軟件觸發(fā)寄存器（DAC_SWTRIGR）

作用：配置DAC通道軟件觸發(fā)使能。

DAC通道數(shù)據(jù)保持寄存器（DAC_DHRxRx）

DAC通道1的12位右對齊數(shù)據(jù)保持寄存器（DAC_DHR12R1）

DAC通道1的12位左對齊數(shù)據(jù)保持寄存器（DAC_DHR12L1）

DAC通道1的8位右對齊數(shù)據(jù)保持寄存器（DAC_DHR8R1）

除了DAC通道1，還有DAC通道2的對應(yīng)的三個(gè)數(shù)據(jù)保持寄存器。

DAC數(shù)據(jù)輸出寄存器（DAC_DORx）

DAC通道1數(shù)據(jù)輸出寄存器（DAC_DOR1）

除了DAC通道1，還有DAC通道2的對應(yīng)的數(shù)據(jù)輸出寄存器。

DAC相關(guān)配置庫函數(shù)

1個(gè)初始化函數(shù)

void DAC_Init(uint32_t DAC_Channel, DAC_InitTypeDef* DAC_InitStruct);

作用：配置外部觸發(fā)的方式、噪聲波生成、三角波生成、輸出緩存。

1個(gè)使能函數(shù)

void DAC_Cmd(uint32_t DAC_Channel, FunctionalState NewState);

作用：配置DAC某個(gè)通道使能。

3個(gè)輸出值函數(shù)

void DAC_SetChannel1Data(uint32_t DAC_Align, uint16_t Data);

void DAC_SetChannel2Data(uint32_t DAC_Align, uint16_t Data);

uint16_t DAC_GetDataOutputValue(uint32_t DAC_Channel);

作用：前兩個(gè)向各自通道以某種對齊方式放入數(shù)值，第三個(gè)獲得某個(gè)通道輸出的數(shù)值。

DAC一般步驟

實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)：利用按鍵控制STM32內(nèi)部DAC的通道1來輸出電壓，同時(shí)通過ADC1的通道1采集DAC的輸出電壓。

開啟輸出引腳、DAC時(shí)鐘，設(shè)置為模擬輸入。調(diào)用函數(shù)：RCC_APBxPeriphClockCmd()；

初始化DAC，設(shè)置DAC的工作模式。調(diào)用函數(shù)：DAC_Init()；

使能DAC轉(zhuǎn)換通道。調(diào)用函數(shù)：DAC_Cmd()；

設(shè)置DAC的輸出值。調(diào)用函數(shù)：DAC_SetChannelxData()。

下面按照這個(gè)一般步驟來進(jìn)行一個(gè)簡單的DAC程序：

//DAC通道1輸出初始化

void Dac1_Init(void)

{

GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

DAC_InitTypeDef DAC_InitType;

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE );   //使能PORTA通道時(shí)鐘

    RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_DAC, ENABLE );   //使能DAC通道時(shí)鐘 

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_4; // 端口配置

  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AIN; //模擬輸入

  GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;

  GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_4) ;//PA.4 輸出高

DAC_InitType.DAC_Trigger=DAC_Trigger_None; //不使用觸發(fā)功能 TEN1=0

DAC_InitType.DAC_WaveGeneration=DAC_WaveGeneration_None;//不使用波形發(fā)生

DAC_InitType.DAC_LFSRUnmask_TriangleAmplitude=DAC_LFSRUnmask_Bit0;//屏蔽、幅值設(shè)置

DAC_InitType.DAC_OutputBuffer=DAC_OutputBuffer_Disable ; //DAC1輸出緩存關(guān)閉 BOFF1=1

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

DAC_Cmd(DAC_Channel_1, ENABLE);  //使能DAC1

    DAC_SetChannel1Data(DAC_Align_12b_R, 0);  //12位右對齊數(shù)據(jù)格式設(shè)置DAC值

}

//設(shè)置通道1輸出電壓

//vol:0~3300,代表0~3.3V

void Dac1_Set_Vol(u16 vol)

{

float temp=vol;

temp/=1000;

temp=temp*4096/3.3;

DAC_SetChannel1Data(DAC_Align_12b_R,temp);//12位右對齊數(shù)據(jù)格式設(shè)置DAC值

}

 int main(void)

 {  

u16 adcx;

float temp;

  u8 t=0;  

u16 dacval=0;

u8 key;

delay_init();     //延時(shí)函數(shù)初始化   

NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);//設(shè)置中斷優(yōu)先級(jí)分組為組2：2位搶占優(yōu)先級(jí)，2位響應(yīng)優(yōu)先級(jí)

uart_init(115200); //串口初始化為115200

KEY_Init();   //初始化按鍵程序

  LED_Init();      //LED端口初始化

LCD_Init(); //LCD初始化

usmart_dev.init(72); //初始化USMART

  Adc_Init();   //ADC初始化

Dac1_Init(); //DAC初始化

POINT_COLOR=RED;//設(shè)置字體為紅色 

LCD_ShowString(60,50,200,16,16,"WarShip STM32");

LCD_ShowString(60,70,200,16,16,"DAC TEST");

LCD_ShowString(60,90,200,16,16,"ATOM@ALIENTEK");

LCD_ShowString(60,110,200,16,16,"2015/1/15");

LCD_ShowString(60,130,200,16,16,"WK_UP:+  KEY1:-");

//顯示提示信息       

POINT_COLOR=BLUE;//設(shè)置字體為藍(lán)色

LCD_ShowString(60,150,200,16,16,"DAC VAL:");       

LCD_ShowString(60,170,200,16,16,"DAC VOL:0.000V");       

LCD_ShowString(60,190,200,16,16,"ADC VOL:0.000V");

DAC_SetChannel1Data(DAC_Align_12b_R, 0);//初始值為0           

while(1)

{

t++;

key=KEY_Scan(0);   

if(key==WKUP_PRES)

{  

if(dacval<4000)dacval+=200;

DAC_SetChannel1Data(DAC_Align_12b_R, dacval);//設(shè)置DAC值

}else if(key==KEY1_PRES)

{

if(dacval>200)dacval-=200;

else dacval=0;

  DAC_SetChannel1Data(DAC_Align_12b_R, dacval);//設(shè)置DAC值

}  

if(t==10||key==KEY1_PRES||key==WKUP_PRES) //WKUP/KEY1按下了,或者定時(shí)時(shí)間到了

{   

adcx=DAC_GetDataOutputValue(DAC_Channel_1);//讀取前面設(shè)置DAC的值

LCD_ShowxNum(124,150,adcx,4,16,0);      //顯示DAC寄存器值

temp=(float)adcx*(3.3/4096); //得到DAC電壓值

adcx=temp;

  LCD_ShowxNum(124,170,temp,1,16,0);      //顯示電壓值整數(shù)部分

  temp-=adcx;

temp*=1000;

LCD_ShowxNum(140,170,temp,3,16,0X80); //顯示電壓值的小數(shù)部分

  adcx=Get_Adc_Average(ADC_Channel_1,10); //得到ADC轉(zhuǎn)換值   

temp=(float)adcx*(3.3/4096); //得到ADC電壓值

adcx=temp;

  LCD_ShowxNum(124,190,temp,1,16,0);      //顯示電壓值整數(shù)部分

  temp-=adcx;

temp*=1000;

LCD_ShowxNum(140,190,temp,3,16,0X80); //顯示電壓值的小數(shù)部分

LED0=!LED0;    

t=0;

}     

delay_ms(10);

}

 }