第21章 DAC实验
第二十一章 DAC实验
1. 硬件设计
本章使用的硬件资源有：
-
指示灯DS0
-
KEY_UP和KEY1按键
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串口
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TFTLCD模块
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ADC
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DAC
本章，我们使用 DAC 通道 1 输出模拟电压，然后通过 ADC1 的通道 1 对该输出电压进行读取，并显示在 LCD 模块上面， DAC 的输出电压，我们通过按键（或 USMART）进行设置。
我们需要用到 ADC 采集 DAC 的输出电压，所以需要在硬件上把他们短接起来。 ADC和 DAC 的连接原理图如图：
P12 是多功能端口，我们只需要通过跳线帽短接 P14 的 ADC 和 DAC，就可以开始做本章实验了。
2. 软件设计
2.1 初始化DAC
DAC_HandleTypeDef DAC1_Handler; // DAC句柄
// 初始化DAC
void DAC1_Init(void)
{
DAC_ChannelConfTypeDef DACCH1_Config;
DAC1_Handler.Instance = DAC;
HAL_DAC_Init(&DAC1_Handler); // 初始化DAC
DACCH1_Config.DAC_Trigger = DAC_TRIGGER_NONE; // 不使用触发功能
DACCH1_Config.DAC_OutputBuffer = DAC_OUTPUTBUFFER_DISABLE;// DAC1输出缓冲关闭
HAL_DAC_ConfigChannel(&DAC1_Handler,&DACCH1_Config,DAC_CHANNEL_1);// DAC通道1配置
HAL_DAC_Start(&DAC1_Handler,DAC_CHANNEL_1); // 开启DAC通道1
}
2.2 DAC GPIO配置
// DAC底层驱动，时钟配置，引脚 配置
// 此函数会被HAL_DAC_Init()调用
// hdac:DAC句柄
void HAL_DAC_MspInit(DAC_HandleTypeDef* hdac)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_Initure;
__HAL_RCC_DAC_CLK_ENABLE(); // 使能DAC时钟
__HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE(); // 开启GPIOA时钟
GPIO_Initure.Pin = GPIO_PIN_4; // PA4
GPIO_Initure.Mode = GPIO_MODE_ANALOG;// 模拟
GPIO_Initure.Pull = GPIO_NOPULL; // 不带上下拉
HAL_GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_Initure);
}
2.3 设置DAC输出电压
// 设置通道1输出电压
// vol:0~3300,代表0~3.3V
void DAC1_Set_Vol(u16 vol)
{
double temp=vol;
temp/=1000;
temp=temp*4096/3.3;
HAL_DAC_SetValue(&DAC1_Handler,DAC_CHANNEL_1,DAC_ALIGN_12B_R,temp);//12位右对齐数据格式设置DAC值
}
2.4 主函数
int main(void)
{
u16 adcx;
float temp;
u8 t=0;
u16 dacval=0;
u8 key;
HAL_Init(); // 初始化HAL库
Stm32_Clock_Init(336,8,2,7); // 设置时钟,168Mhz
delay_init(168); // 初始化延时函数
uart_init(115200); // 初始化USART
usmart_dev.init(84); // 初始化USMART
LED_Init(); // 初始化LED
KEY_Init(); // 初始化KEY
LCD_Init(); // 初始化LCD
MY_ADC_Init(); // 初始化ADC1
DAC1_Init(); // 初始化DAC1
POINT_COLOR=RED;
LCD_ShowString(30,50,200,16,16,"Explorer STM32F4");
LCD_ShowString(30,70,200,16,16,"DAC TEST");
LCD_ShowString(30,130,200,16,16,"WK_UP:+ KEY1:-");
POINT_COLOR=BLUE;//设置字体为蓝色
LCD_ShowString(30,150,200,16,16,"DAC VAL:");
LCD_ShowString(30,170,200,16,16,"DAC VOL:0.000V");
LCD_ShowString(30,190,200,16,16,"ADC VOL:0.000V");
HAL_DAC_SetValue(&DAC1_Handler,DAC_CHANNEL_1,DAC_ALIGN_12B_R,0); // 初始值为0
while(1)
{
t++;
key = KEY_Scan(0);
if(key == WKUP_PRES) // WKUP按下了
{
if(dacval<4000)dacval+=200; // 增加200
HAL_DAC_SetValue(&DAC1_Handler,DAC_CHANNEL_1,DAC_ALIGN_12B_R,dacval);//设置DAC值
}else if(key==2) // KEY1按下了
{
if(dacval>200)dacval-=200; // 减少200
else dacval=0;
HAL_DAC_SetValue(&DAC1_Handler,DAC_CHANNEL_1,DAC_ALIGN_12B_R,dacval);//设置DAC值
}
if(t==10||key==KEY1_PRES||key==WKUP_PRES) // WKUP/KEY1按下了,或者定时时间到了
{
adcx=HAL_DAC_GetValue(&DAC1_Handler,DAC_CHANNEL_1); // 读取前面设置DAC的值
LCD_ShowxNum(94,150,adcx,4,16,0); // 显示DAC寄存器值
temp=(float)adcx*(3.3/4096); // 得到DAC电压值
adcx=temp;
LCD_ShowxNum(94,170,temp,1,16,0); // 显示电压值整数部分
temp-=adcx;
temp*=1000;
LCD_ShowxNum(110,170,temp,3,16,0X80); // 显示电压值的小数部分
adcx=Get_Adc_Average(ADC_CHANNEL_5,10); // 得到ADC转换值
temp=(float)adcx*(3.3/4096); // 得到ADC电压值
adcx=temp;
LCD_ShowxNum(94,190,temp,1,16,0); // 显示电压值整数部分
temp-=adcx;
temp*=1000;
LCD_ShowxNum(110,190,temp,3,16,0X80); // 显示电压值的小数部分
LED0=!LED0;
t=0;
}
delay_ms(10);
}
}
此部分代码，我们先对需要用到的模块进行初始化，然后显示一些提示信息，本章我们通过 KEY_UP（WKUP 按键）和 KEY1（也就是上下键）来实现对 DAC 输出的幅值控制。按下 KEY_UP 增加，按 KEY1 减小。同时在 LCD 上面显示 DHR12R1 寄存器的值、 DAC设计输出电压以及 ADC 采集到的 DAC 输出电压。
3. 小结
DAC配置比ADC简单许多，下面我们来回顾一下：
硬件连接
- DAC 引脚：将 DAC 输出引脚（如
PA4）连接到示波器或电压表，以监测输出电压。 - 按键：连接一个按键到 GPIO 引脚（如
PC13），并在按键和地之间连接一个上拉电阻（通常为 10kΩ）。 - 电源：确保 STM32 微控制器供电（通常为 3.3V）。
代码示例
#include "main.h" // STM32 的主头文件
// DAC 句柄声明
DAC_HandleTypeDef hdac;
// 定义常量
#define DAC_MAX_VALUE 4095 // 12位DAC的最大值
#define NUM_VOLTAGES 5 // 可输出电压的数量
// 输出电压数组
uint32_t voltages[NUM_VOLTAGES] = {
0, // 0V
DAC_MAX_VALUE / 4, // 0.825V
DAC_MAX_VALUE / 2, // 1.65V
3 * DAC_MAX_VALUE / 4, // 2.475V
DAC_MAX_VALUE // 3.3V
};
uint8_t currentVoltageIndex = 0; // 当前电压索引
// 函数原型声明
void SystemClock_Config(void);
static void MX_GPIO_Init(void);
static void MX_DAC_Init(void);
int main(void) {
// 初始化 HAL 库
HAL_Init();
// 配置系统时钟
SystemClock_Config();
// 初始化 GPIO 和 DAC
MX_GPIO_Init();
MX_DAC_Init();
// 初始化 DAC 输出
HAL_DAC_Start(&hdac, DAC_CHANNEL_1); // 启动 DAC 通道1
// 设置初始输出电压
HAL_DAC_SetValue(&hdac, DAC_CHANNEL_1, DAC_ALIGN_12B_R, voltages[currentVoltageIndex]);
while (1) {
// 检测按键是否按下
if (HAL_GPIO_ReadPin(GPIOC, GPIO_PIN_13) == GPIO_PIN_RESET) { // 检测到按键按下
HAL_Delay(200); // 消抖延时
// 检查按键状态
if (HAL_GPIO_ReadPin(GPIOC, GPIO_PIN_13) == GPIO_PIN_RESET) {
// 更新电压索引
currentVoltageIndex++;
if (currentVoltageIndex >= NUM_VOLTAGES) {
currentVoltageIndex = 0; // 回到第一个电压
}
// 设置新的输出电压
HAL_DAC_SetValue(&hdac, DAC_CHANNEL_1, DAC_ALIGN_12B_R, voltages[currentVoltageIndex]);
}
}
HAL_Delay(50); // 小延时，避免读取过于频繁
}
}
// DAC 初始化函数
static void MX_DAC_Init(void) {
__HAL_RCC_DAC12_CLK_ENABLE(); // 启用 DAC12 时钟
// 配置 DAC 通道
DAC_ChannelConfTypeDef sConfig = {0};
hdac.Instance = DAC; // 选择 DAC 实例
HAL_DAC_Init(&hdac); // 初始化 DAC
// 配置 DAC 通道
sConfig.DAC_Trigger = DAC_TRIGGER_NONE; // 设置为无触发模式
sConfig.DAC_OutputBuffer = DAC_OUTPUTBUFFER_ENABLE; // 启用输出缓冲区
HAL_DAC_ConfigChannel(&hdac, &sConfig, DAC_CHANNEL_1); // 配置 DAC 通道1
}
// GPIO 初始化函数
static void MX_GPIO_Init(void) {
// 启用 GPIOC 时钟
__HAL_RCC_GPIOC_CLK_ENABLE();
// 配置按键引脚为输入模式
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};
GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_13; // 按键引脚
GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_INPUT; // 设置为输入模式
GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLUP; // 启用上拉电阻
HAL_GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStruct); // 初始化按键引脚
}
// 系统时钟配置函数
void SystemClock_Config(void) {
// 配置系统时钟，具体配置根据你的开发板和时钟要求
}
