学习日记——DAC实验（2020.2.6）

区分ADC和DAC

ADC（输入）——模拟量转到数字量输入
DAC（输出）——数字量转到模拟量输出

概念

• 数模转换器，又称D/A转换器，简称DAC，它是把数字量转变成模拟的器件。D/A转换器基本上由4个部分组成，即权电阻网络、运算放大器、基准电源和模拟开关。模数转换器中一般都要用到数模转换器，模数转换器即A/D转换器，简称ADC，它是把连续的模拟信号转变为离散的数字信号的器件。
• DAC可以配置为8位或12位模式，也可以与DMA控制配合使用。DAC工作在12位模式时，数据可以设置成左对齐或右对齐。DAC模块有2个输出通道，每个通道都有独立的转换器。在双DAC模式下，两个通道可以独立地进行转换，也可以同时进行转换并同步更新两个通道的输出。DAC还可以通过引脚输入参考电压VREF+以获得更多精确的转结果。

DAC主要特征

• 两个DAC转换器：每个转换器对应一个输出通道（ADC有三个A/D转换器，有16个外部输入通道）
• 8位或12位单调输出
• 12位模式下数据左对齐或右对齐
• 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（中断触发TENx位被置1，定时器触发TENx位被置1，软件触发SWTRIG自动清零）
• 输入参考电压VREF+
  注释：
• DMA为直接内存访问，是一种不经过CPU而直接从内存中存取数据的数据交换模式，PIO模式下硬盘和内存之间的数据传输是由CPU来控制的；而在DMA模式下，CPU只须向DMA控制器下达指令，让DMA控制器来处理数的传送，数据传送完毕再把信息反馈给CPU，这样就很大程度上减轻了CPU资源占有率。DMA模式与PIO模式的区别就在于，DMA模式不过分依赖CPU，可以大大节省系统资源，二者在传输速度上的差异并不十分明显。
• **电压VREF+**是指电路中一个与负载、功率供给、温度漂移、时间等无关，能保持始终恒定的一个电压。参考电压可以被用于电源供应系统的稳压器，模拟数字转换器和数字模拟转换器，以及许多其他测量、控制系统。参考电压的大小在不同的应用中有所不同，例如在一般的计算机电源供应系统里，参考电压误差不大于其标称值附近百分之一至百分之几间，而实验室的参考电压标准则拥有更高的、以百万分率度量的稳定性和精确度。

DAC引脚

• Vref+：输入，正模拟参考电压（DAC使用的高端/正极参考电压）范围：2.4v-3.3v
• Vdda：输入，模拟电源3.3v
• Vssa：输入，模拟电源地线GND
• DAC_OUTx，模拟输出信号
  注释一旦使能DACx通道，相应的GPIO引脚（PA4或者PA5）就会自动与DAC的模拟输出相连（DAC_OUTx)。为了避免寄生的干扰和额外的功耗，引脚PA4或者PA5在之前应当设置成模拟输入（AIN）。若不设置也可以，设置的话会有效的避免一些问题，所以一般应设置。

使能

• 使能DAC通道
  将DAC_CR寄存器的ENx位置"1"即可打开对DAC通道x的供电。经过一段时间启动时间tWAKEUP，DAC通道x即被使能。（ENx位只会使能DAC通道x的模拟部分，即便该位被置“0”，DAC通道x数字部分仍然工作。

• 使能DAC输出缓存
  DAC集成了两个输出缓存，可以用来减少输出阻抗，无需外部运放即可直接驱动外部负载。每个DAC通道输出缓存可以通过设置DAC_CR寄存器的BOFFx位来使能或者关闭（

DAC输出电压

数字输入经过DAC被线性的转换为模拟电压输出其范围是0到VREF+（3.3v)
任以DAC通道引脚上的输出电压满足下面的关系
DAC输出=VREF+X(DOR/4095(2进制的12个1转换成十进制的便是4095））

DAC数据格式

根据选择的配置模式，数据按照下面所述写入指定的寄存器：
——8位数据右对齐：用户将数据写入寄存器DAC_DHR8Rx[7:0]位（实际是存入寄存器DHRx[11:4]位）
——12位数据左对齐：用户将数据写入寄存器DAC_DHR12Lx[15:4]位（实际是存入寄存器DHRx[11:0]位）
——12位数据右对齐：用户须将数据写入寄存器DAC_DHC12Rx[11:0]位实际是存入寄存器DHRx[11:0])
根据对DAC_DHRyyyx寄存器的操作，经过相应的移位后，写入的数据被转存到DHRx寄存器中（DHRx是内部的数据保存寄存器x）随后，DHRx寄存器的内容或被自动地传送到DORx寄存器（非人工），或通过软件触发或外部事件触发被传送到DORx寄存器。

DAC转换

当我们将数据写入DAC_DHR寄存器 ，实际上是写入DAC_DHR8Rx、DAC_DHR12Lx、DAC_DHR12RxDAC8RD、DAC_DHR12LD、DAC12RD。若无硬件触发，则在一个APB1时钟后转入DAC_DORx。若有硬件触发，在3个APB1时钟后写入DAC_DHRx经过tSETTLING之后既可以输出数据
TEN=0触发使能时转换得时间框图如下：

代码编写说明

1、数模转换分辨率为8位
2、打印换算电压，换算成电压为=转换值*实际电压/255
调用函数：
1、HAL_DAC_Start(DAC_HandleTypeDef *hdac, uint32_t Channel);//启动DAC转换
2、HAL_DAC_SetValue(DAC_HandleTypeDef hdac, uint32_t Channel, uint32_t Alignment, uint32_t Data);//输出模拟量
3、HAL_GPIO_ReadPin(GPIO_TypeDef GPIOx, uint16_t GPIO_Pin);//读取按键状态
4、void HAL_Delay(uint32_t Delay);//延时函数，用于消除按键抖动 5、printf();//打印数据到串口函数 需要重新定义函数fputc();才能正常使用printf();

参考链接

https://www.dianyuan.com/class/video_1574.html
https://blog.csdn.net/baidu_37366055/article/details/98069127
https://wenda.so.com/q/1514458541214925src=170&q=%E7%94%B5%E5%8E%8BVREF%2B