一、DAC簡介
DAC(Digital-to-Analog Converter)，即數字/模擬轉換模塊，故名思議，它的作用就是把輸入的數字編碼，轉換成對應的模擬電壓輸出，它的功能與 ADC 相反。在常見的數字信號系統中，大部分傳感器信號被化成電壓信號，而 ADC 把電壓模擬信號轉換成易于計算機存儲、處理的數字編碼，由計算機處理完成后，再由 DAC 輸出電壓模擬信號，該電壓模擬信號常用來驅動某些執行器件，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，它的分辨率可配置為 8 位或 12 位的數字輸入信號，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。
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 設置，選擇 HSE(外部高速時鐘) 為 Crystal/Ceramic Resonator(晶振/陶瓷諧振器)
選擇 Clock Configuration，配置系統時鐘 SYSCLK 為 72MHz
修改 HCLK 的值為 72 后，輸入回車，軟件會自動修改所有配置
4. 配置調試模式
非常重要的一步，否則會造成第一次燒錄程序后續無法識別調試器
SYS 設置，選擇 Debug 為 Serial Wire
四、DAC1
4.1 參數配置
在 Analog 中選擇 DAC 設置，并選擇 OUT1 Configuration 通道1
或者在右邊圖找到
PA4 引腳，選擇 DAC_OUT1
具體配置參數如下。
-
OUT1/2 Configuration：
對應兩個輸出通道。 -
External Trigger：
外部中斷EXTI9 觸發就是使用外部中斷來觸發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動外部負載。每個 DAC 通道輸出緩存可以通過設置 DAC_CR 寄存器的 BOFFx 位來使能或者關閉。
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到0V。
-
Trigger：
選擇DAC的觸發方式
Timer 2/4/5/6/7/8 Trigger Out event定時器觸發，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，在本模式下，向 DAC_SWTRIGR 寄存器寫入配置即可觸發信號進行轉換。 -
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，設三角波幅值為3.3V，即4095。
五、TIM2通用定時器
5.1 參數配置
在 Timers 中選擇 TIM2 設置，時鐘源 Clock Source 選擇內部時鐘 Internal Clock
在 Parameter Settings 進行具體參數配置。
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
- 預分頻器psc：3
- 自動重裝載值cnt：8
-
Prescaler（時鐘預分頻數）：4-1
則驅動計數器的時鐘 CK_CNT = CK_INT(即72MHz)/(3+1) = 18MHz - Counter Mode（計數模式）：Up（向上計數模式）
- Counter Period（自動重裝載值）：9-1
- auto-reload-preload（自動重裝載）：Disable（不使能）
-
TRGO Parameters（觸發輸出）：Update Event（更新事件）
在定時器的定時時間到達的時候輸出一個信號(如：定時器更新產生TRGO信號來觸發ADC的同步轉換)
5.2 生成代碼
輸入項目名和項目路徑
選擇應用的 IDE 開發環境 MDK-ARM V5
每個外設生成獨立的
’.c/.h’ 文件不勾：所有初始化代碼都生成在 main.c
勾選：初始化代碼生成在對應的外設文件。 如 GPIO 初始化代碼生成在 gpio.c 中。
點擊 GENERATE CODE 生成代碼
六、庫函數
/* 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); //關閉DAC的DMA輸出
HAL_StatusTypeDef HAL_DAC_SetValue(DAC_HandleTypeDef* hdac, uint32_t Channel, uint32_t Alignment, uint32_t Data); //設置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
添加 HAL_TIM_Base_Start() 函數，啟動定時器。
添加 HAL_DAC_Start()函數，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、實驗現象
設三角波幅值為3.3V，即4095，所以三角波的頻率為：定時器頻率/(設定值x2) = 2000000Hz/(4095x2) ≈ 244.2Hz，與示波器測量結果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:數模轉換(DAC)
【STM32】HAL庫 STM32CubeMX教程十---DAC
輸出結果 配置_STM32CubeMX軟件開發教程——DAC輸出三角波
