一、DAC簡介

DAC(Digital-to-Analog Converter)，即數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換模塊，故名思議，它的作用就是把輸入的數(shù)字編碼，轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的模擬電壓輸出，它的功能與 ADC 相反。在常見的數(shù)字信號系統(tǒng)中，大部分傳感器信號被化成電壓信號，而 ADC 把電壓模擬信號轉(zhuǎn)換成易于計算機(jī)存儲、處理的數(shù)字編碼，由計算機(jī)處理完成后，再由 DAC 輸出電壓模擬信號，該電壓模擬信號常用來驅(qū)動某些執(zhí)行器件，使人類易于感知。如音頻信號的采集及還原就是這樣一個過程。

STM32 具有片上 DAC 外設(shè)，它的分辨率可配置為 8 位或 12 位的數(shù)字輸入信號，具有兩個 DAC 輸出通道，這兩個通道互不影響，每個通道都可以使用 DMA 功能，都具有出錯檢測能力，可外部觸發(fā)。

二、DAC通道選擇

在 STM32 中具有 2 個這樣的 DAC 部件，每個 DAC 有 1 個對應(yīng)的輸出通道連接到特定的引腳，即：PA4-通道 1，PA5-通道 2，為避免干擾，使用 DAC 功能時，DAC 通道引腳需要被配置成模擬輸入功能（AIN）。

三、新建工程

1. 打開 STM32CubeMX 軟件，點擊“新建工程”

2. 選擇 MCU 和封裝

3. 配置時鐘
RCC 設(shè)置，選擇 HSE(外部高速時鐘) 為 Crystal/Ceramic Resonator(晶振/陶瓷諧振器)

4. 配置調(diào)試模式
非常重要的一步，否則會造成第一次燒錄程序后續(xù)無法識別調(diào)試器
SYS 設(shè)置，選擇 Debug 為 Serial Wire

四、DAC1

4.1 參數(shù)配置

在 Analog 中選擇 DAC 設(shè)置，并選擇 OUT1 Configuration 通道1

• OUT1/2 Configuration：
  對應(yīng)兩個輸出通道。
• External Trigger：
  外部中斷EXTI9 觸發(fā) 就是使用外部中斷來觸發(fā)DAC。
• Output Buffer：
  使能DAC輸出緩存。

DAC 集成了 2 個輸出緩存，可以用來減少輸出阻抗，無需外部運放即可直接驅(qū)動外部負(fù)載。每個 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。如果帶載能力還不行，后面就接一個電壓跟隨器，選擇運放一定要選擇電流大的型號。
使能輸出緩沖后，DAC 輸出的最小電壓為 0.2V，最大電壓為 VREF+-0.2，而未使能輸出緩沖則輸出可達(dá)到0V。

• Trigger：
  選擇DAC的觸發(fā)方式
  Timer 2/4/5/6/7/8 Trigger Out event 定時器觸發(fā)，利用這種方式可以輸出特定的波形。在這里我們選擇定時器2。
  Software trigger 軟件觸發(fā)，在本模式下，向 DAC_SWTRIGR 寄存器寫入配置即可觸發(fā)信號進(jìn)行轉(zhuǎn)換。
• Wave generation mode：
  • Triangle wave generation：輸出三角波。
  • Noise wave generation：輸出噪聲。
• Maximum Triangle Amplitude：最大三角波幅，設(shè)三角波幅值為3.3V，即4095。

五、TIM2通用定時器

5.1 參數(shù)配置

在 Timers 中選擇 TIM2 設(shè)置，時鐘源 Clock Source 選擇內(nèi)部時鐘 Internal Clock

在 Parameter Settings 進(jìn)行具體參數(shù)配置。

定時器頻率：

TIM2的定時器頻率：f = Tclk/[(psc+1) * (cnt+1)] = 72MHz/[4*9] = 2MHz。

• 定時器時鐘Tclk：72MHz
• 預(yù)分頻器psc：3
• 自動重裝載值cnt：8

• Prescaler（時鐘預(yù)分頻數(shù)）：4-1 則驅(qū)動計數(shù)器的時鐘 CK_CNT = CK_INT(即72MHz)/(3+1) = 18MHz
• Counter Mode（計數(shù)模式）：Up（向上計數(shù)模式）
• Counter Period（自動重裝載值）：9-1
• auto-reload-preload（自動重裝載）：Disable（不使能）
• TRGO Parameters（觸發(fā)輸出）：Update Event（更新事件） 在定時器的定時時間到達(dá)的時候輸出一個信號(如：定時器更新產(chǎn)生TRGO信號來觸發(fā)ADC的同步轉(zhuǎn)換)

5.2 生成代碼

輸入項目名和項目路徑

六、庫函數(shù)

/* IO operation functions *****************************************************/
HAL_StatusTypeDef HAL_DAC_Start(DAC_HandleTypeDef* hdac, uint32_t Channel);     //開啟DAC輸出
HAL_StatusTypeDef HAL_DAC_Stop(DAC_HandleTypeDef* hdac, uint32_t Channel);   //關(guān)閉DAC輸出
HAL_StatusTypeDef HAL_DAC_Start_DMA(DAC_HandleTypeDef* hdac, uint32_t Channel, uint32_t* pData, uint32_t Length, uint32_t Alignment); //需要函數(shù)中不斷開啟   //開啟DAC的DMA輸出
HAL_StatusTypeDef HAL_DAC_Stop_DMA(DAC_HandleTypeDef* hdac, uint32_t Channel); //關(guān)閉DAC的DMA輸出
HAL_StatusTypeDef HAL_DAC_SetValue(DAC_HandleTypeDef* hdac, uint32_t Channel, uint32_t Alignment, uint32_t Data);  //設(shè)置DAC輸出值
uint32_t HAL_DAC_GetValue(DAC_HandleTypeDef* hdac, uint32_t Channel);  //獲取DAC輸出值

/**
  * @brief  Starts the TIM Base generation.
  * @param  htim TIM Base handle
  * @retval HAL status
  */
HAL_StatusTypeDef HAL_TIM_Base_Start(TIM_HandleTypeDef *htim);

七、修改main函數(shù)

添加 HAL_TIM_Base_Start() 函數(shù)，啟動定時器。
添加 HAL_DAC_Start()函數(shù)，啟動 DAC 輸出。

/**
  * @brief  The application entry point.
  * @retval int
  */
int main(void)
{
  /* USER CODE BEGIN 1 */

  /* USER CODE END 1 */

  /* MCU Configuration--------------------------------------------------------*/

  /* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */
  HAL_Init();

  /* USER CODE BEGIN Init */

  /* USER CODE END Init */

  /* Configure the system clock */
  SystemClock_Config();

  /* USER CODE BEGIN SysInit */

  /* USER CODE END SysInit */

  /* Initialize all configured peripherals */
  MX_DAC_Init();
  MX_TIM2_Init();
  /* USER CODE BEGIN 2 */
  HAL_TIM_Base_Start(&htim2);
  HAL_DAC_Start(&hdac,DAC_CHANNEL_1);
  /* USER CODE END 2 */

  /* Infinite loop */
  /* USER CODE BEGIN WHILE */
  while (1)
  {
    /* USER CODE END WHILE */

    /* USER CODE BEGIN 3 */
  }
  /* USER CODE END 3 */
}

八、實驗現(xiàn)象

設(shè)三角波幅值為3.3V，即4095，所以三角波的頻率為：定時器頻率/(設(shè)定值x2) = 2000000Hz/(4095x2) ≈ 244.2Hz，與示波器測量結(jié)果244.9Hz接近。

九、注意事項

用戶代碼要加在 USER CODE BEGIN N 和 USER CODE END N 之間，否則下次使用 STM32CubeMX 重新生成代碼后，會被刪除。

? 由 Leung 寫于 2021 年 3 月 16 日

? 參考：STM32CubeMX系列教程8:數(shù)模轉(zhuǎn)換(DAC)
　　　　【STM32】HAL庫 STM32CubeMX教程十---DAC
　　　　輸出結(jié)果 配置_STM32CubeMX軟件開發(fā)教程——DAC輸出三角波