嵌入式|蓝桥杯STM32G431（HAL库开发）——CT117E学习笔记12：DAC数模转换

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嵌入式|蓝桥杯STM32G431（HAL库开发）——CT117E学习笔记01：赛事介绍与硬件平台

嵌入式|蓝桥杯STM32G431（HAL库开发）——CT117E学习笔记02：开发环境安装

嵌入式|蓝桥杯STM32G431（HAL库开发）——CT117E学习笔记03：G4时钟结构

嵌入式|蓝桥杯STM32G431（HAL库开发）——CT117E学习笔记04：从零开始创建工程模板并开始点灯

嵌入式|蓝桥杯STM32G431（HAL库开发）——CT117E学习笔记05：Systick滴答定时器

嵌入式|蓝桥杯STM32G431（HAL库开发）——CT117E学习笔记06：按键输入

嵌入式|蓝桥杯STM32G431（HAL库开发）——CT117E学习笔记07：ADC模数转换

嵌入式|蓝桥杯STM32G431（HAL库开发）——CT117E学习笔记08：LCD液晶屏

嵌入式|蓝桥杯STM32G431（HAL库开发）——CT117E学习笔记09：EEPROM

嵌入式|蓝桥杯STM32G431（HAL库开发）——CT117E学习笔记10：USART串口通讯

嵌入式|蓝桥杯STM32G431（HAL库开发）——CT117E学习笔记11：数字电位器MCP4017

嵌入式|蓝桥杯STM32G431（HAL库开发）——CT117E学习笔记12：DAC数模转换

嵌入式|蓝桥杯STM32G431（HAL库开发）——CT117E学习笔记13：RTC实时时钟

嵌入式|蓝桥杯STM32G431（HAL库开发）——CT117E学习笔记14：PWM捕获

嵌入式|蓝桥杯STM32G431（HAL库开发）——CT117E学习笔记15：PWM输出

嵌入式|蓝桥杯STM32G431（HAL库开发）——CT117E学习笔记16：第十四届省赛真题

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目录

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前言

一、基础知识

二、程序设计

总结

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前言

DAC是将数字量转化成模拟量的器件，我们可以通过编程来实现输出某个特定的电压值，也就是模拟量。STM32G4内部集成了一个DAC模块，我们通过对STM32的编程就可以实现在它的特定的管脚上输出一个特定的电压，当然这个电压是可以通过我们的程序进行变化的，比如我们可以让他输出一个三角波或者正弦波都是可以的，只要在0-3.3V的范围之内就可以。当然，DAC输出也会受限于内部DAC器件的位数和精度。

一、基础知识

首先我们要了解一下STM32的哪个管脚可以作为DAC输出来使用，我们可以打开数据手册，在第四章管脚描述的部分找到管脚定义，搜索DAC就可以找到。

PA4可以作为DAC1的输出1通道，PA5可以作为DAC1的输出2通道，所以PA4、PA5就是我们这个芯片的DAC输出管脚。

对应的开发板上有一个J3的排针，也就是我们的拓展接口。我们通过对PA4、PA5的排针进行电压测量就可以知道我们编程的正不正确（通过万用表或者示波器）。

我们再看一下参考手册中关于DAC的基本描述，可以看到它是一个12位的DAC，也就是可以输出的数字量的范围是0-4095，即0-FFF。它也可以配置成8位。在12位模式下，数据可以配置成左对齐或者右对齐，也就是要用两个字节来对它进行输出控制（因为8<12<16），如果是左对齐的话就是FFF0，如果是右对齐就是0FFF，我们一般是用右对齐，这样它的范围就是0-0FFF，也就是0到4095。（如果是左对齐，就是0000，0010-FFF0，就不是很方便，所以我们推荐用右对齐）。然后，DAC有两个输出通道，每个通道有自己独立的转换器，在双DAC通道模式下，转换可以独立发生也可以同时发生，这个看我们的编程，可以让他同时输出也可以单独输出。

然后我们主要看一下DAC的特性：

• 有四个DAC接口，每个最多两个输出通道（我们这个芯片版本是阉割版本，因为管脚太少）
• 可以设置左对齐或者右对齐的12位模式（只选右对齐就可以了）
• 可以同步更新（我们也不需要用到）
• 内置噪声波形和三角波形的发生
• 内置锯齿波的发生
• 双通道可以同时输出也可以独立输出
• 可以用到DMA（用不到）
• 可以由外部触发输出，也可以由软件控制输出
• DAC输出模式由buffered模式和unbuffered模式（缓存机制：来一连串指令可以逐个输出，unbuffered模式则只输出最后一个，我们一般工作在buffered模式）
• ……

这部分最关键的就是要知道我们的DAC的接口PA4、PA5，以及它是12位的右对齐。

二、程序设计

这部分主要就是讲如何在STM32上编程控制DAC的两个管脚输出电压，并且这个电压我们的程序是可以控制的。

首先我们看一下程序设计步骤：

1.将“模板”用CubeMX生成代码

2.配置DAC输出的IO口：PA4->DAC1_OUT1，PA5->DAC1_OUT2

3.DAC输出模式：输出到外部引脚（connected to external pin）

4.将dac.c和dac.h移植到“编程工程”

• main.c包含dac.h
• 添加DAC相关的HAL库驱动文件
• 在conf.h文件中启动DAC模块
• DAC1初始化（MX_DAC1_Init）
• 调用HAL_DAC_SetValue和HAL_DAC_Start函数编写程序

如图配置引脚：

设置外部引脚输出（不用勾选外部触发，用软件输出就可以了）：

其他的不需要配置，保持默认就可以了。然后我们生成代码。有的人可能会问DAC要不要配置时钟，我们这里是不需要的，用系统时钟就可以了，因为DAC的触发主要是通过外部触发或者内部软件触发，所以时钟是不需要进行配置的。

生成代码后我们就可以把DAC进行移植，这个步骤我们之前已经进行过很多次了，程序设计步骤中写的也很详细，就不细说了。

然后我们就可以用HAL_DAC_SetValue()和HAL_DAC_Start()来编写程序生成电压。HAL_DAC_SetValue()有四个参数，第一个是DAC的处理结构体，直接写&hadc1就行了。第二个参数是它的通道，DAC_CHANNEL_1或者DAC_CHANNEL_2。第三个参数是对齐方式，我们前面说到是用12位右对齐，所以是DAC_ALIGN_12B_R。第四个是输入的数据（0-4095）。4095对应的就是3.3V，如1365对应的就是1.1V 。

这些参数的定义都是可以在函数定义里面找到的，如果考场上记不住就直接到定义里找。

例如：

HAL_DAC_SetValue(&hdac1,DAC_CHANNEL_1,DAC_ALIGN_12B_R,1365)

就是在PA4上输出1365的模拟电压1.1V（因为4095/3=1365）

设置完DAC的值后要启动一下HAL_DAC_Start(&hdac1,DAC_CHANNEL_1)，这个参数只需要写一个是哪个结构体和哪个通道就可以了。

void DAC_Process(void)
{HAL_DAC_SetValue(&hdac1,DAC_CHANNEL_1,DAC_ALIGN_12B_L,1365);HAL_DAC_Start(&hdac1,DAC_CHANNEL_1);//PA4输出1.1VHAL_DAC_SetValue(&hdac1,DAC_CHANNEL_2,DAC_ALIGN_12B_L,2730);HAL_DAC_Start(&hdac1,DAC_CHANNEL_2);//PA5输出2.2V
}while (1)
{DAC_Process();
}

需要注意的是我们DAC是先设值再启动，不同于ADC是先启动再设值。

当然，上面这个程序我们也可以这样写：

u8 dac_val1,dac_val2;
void DAC_Process(float dac_volt1,dac_volt2)
{dac_val1=dac_volt1/3.3f*4095;dac_val2=dac_volt2/3.3f*4095;HAL_DAC_SetValue(&hdac1,DAC_CHANNEL_1,DAC_ALIGN_12B_L,dac_val1);HAL_DAC_Start(&hdac1,DAC_CHANNEL_1);//PA4输出1.1VHAL_DAC_SetValue(&hdac1,DAC_CHANNEL_2,DAC_ALIGN_12B_L,dac_val2);HAL_DAC_Start(&hdac1,DAC_CHANNEL_2);//PA5输出2.2V
}while (1)
{DAC_Process(1.1f,2.2f);
}

这样调用的时候直接输入需要的电压就行了。

总结

这一节的重点在于要知道DAC的接口PA4、PA5，以及它是12位的右对齐，知道要配置外部引脚输出，还要会写HAL_DAC_SetValue()和HAL_DAC_Start()的程序。