STM32 HAL库F103系列之DAC实验（一）

从糕手变成高手2024-04-23 18:21

DAC输出实验

原理图

DAC数据格式

DAC输出电压

DORX - 数据输出寄存器

Vref+ == 3.3V

实验简要

1，功能描述

通过DAC1通道1(PA4)输出预设电压，

然后由ADC1通道1 (PA1) 采集，最后显示ADC转换的数字量及换算后的电压值

2，关闭通道1触发(即自动)

TEN1位置0

3，关闭输出缓冲

BOFF1位置1

4，使用12位右对齐模式

将数字量写入DAC_DHR12R1寄存器

配置步骤

1，初始化DAC

HAL_DAC_Init()

2，DAC MSP初始化

HAL_DAC_MspInit() 配置NVIC、CLOCK、GPIO等

3，配置DAC相应通道相关参数

HAL_DAC_ConfigChannel()

4，启动D/A转换

HAL_DAC_Start()

5，设置输出数字量

HAL_DAC_SetValue()

6，读取通道输出数字量(可选)

HAL_DAC_GetValue()

相关库函数介绍

关键结构体介绍

cpp 复制代码 
typedef struct 
{ 
	DAC_TypeDef *Instance; 			/* DAC 寄存器基地址 */
 	__IO HAL_DAC_StateTypeDef State; 	/* DAC 工作状态 */
 	HAL_LockTypeDef Lock; 			/* DAC 锁定对象 */
 	DMA_HandleTypeDef *DMA_Handle1; 	/* 通道 1 的 DMA 处理句柄指针 */
 	DMA_HandleTypeDef *DMA_Handle2; 	/* 通道 2 的 DMA 处理句柄指针 */
 	__IO uint32_t ErrorCode; 			/* DAC 错误代码 */ 
} DAC_HandleTypeDef;
cpp 复制代码 
typedef struct 
{
 	uint32_t DAC_Trigger; 		/* DAC 触发源的选择 */
 	uint32_t DAC_OutputBuffer; 	/* 启用或者禁用 DAC 通道输出缓冲区 */
 } DAC_ChannelConfTypeDef;

源码

dac.c

cpp 复制代码 
#include "./BSP/DAC/dac.h"


DAC_HandleTypeDef g_dac_handle;

/* DAC初始化函数 */
void dac_init(void)
{
    DAC_ChannelConfTypeDef dac_ch_conf;

    g_dac_handle.Instance = DAC;
    HAL_DAC_Init(&g_dac_handle);                                        /* 初始化DAC */

    dac_ch_conf.DAC_Trigger = DAC_TRIGGER_NONE;                         /* 不使用触发功能 */
    dac_ch_conf.DAC_OutputBuffer = DAC_OUTPUTBUFFER_DISABLE;            /* DAC输出缓冲关闭 */

    HAL_DAC_ConfigChannel(&g_dac_handle, &dac_ch_conf, DAC_CHANNEL_1);  /* 配置DAC通道1 */
    HAL_DAC_Start(&g_dac_handle, DAC_CHANNEL_1);                        /* 开启DAC通道1 */
}

/* DAC MSP初始化函数 */
void HAL_DAC_MspInit(DAC_HandleTypeDef *hdac)
{
    if (hdac->Instance == DAC)
    {
        GPIO_InitTypeDef gpio_init_struct;

        __HAL_RCC_DAC_CLK_ENABLE();
        __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();

        gpio_init_struct.Pin = GPIO_PIN_4;
        gpio_init_struct.Mode = GPIO_MODE_ANALOG;
        HAL_GPIO_Init(GPIOA, &gpio_init_struct);
    }
}

/* 设置通道输出电压 */
void dac_set_voltage(uint16_t vol)/*用0-3300表示0-3.3V*/
{
    double temp = vol;
    temp /= 1000;
    temp = temp * 4096 / 3.3;//DAC输出数据寄存器 - DORX

    if (temp >= 4096)temp = 4095;   /* 如果值大于等于4096, 则取4095 */

    HAL_DAC_SetValue(&g_dac_handle, DAC_CHANNEL_1, DAC_ALIGN_12B_R, temp); /* 12位右对齐数据格式设置DAC值 */
}

dac.h

cpp 复制代码 
#ifndef __DAC_H
#define __DAC_H

#include "./SYSTEM/sys/sys.h"


void dac_init(void);
void dac_set_voltage(uint16_t vol);

#endif

main.c

cpp 复制代码 
#include "./SYSTEM/sys/sys.h"
#include "./SYSTEM/usart/usart.h"
#include "./SYSTEM/delay/delay.h"
#include "./BSP/LED/led.h"
#include "./BSP/LCD/lcd.h"
#include "./BSP/KEY/key.h"
#include "./BSP/DAC/dac.h"
#include "./BSP/ADC/adc.h"


int main(void)
{
    uint16_t adcx;
    float temp;
    
    HAL_Init();                                 /* 初始化HAL库 */
    sys_stm32_clock_init(RCC_PLL_MUL9);         /* 设置时钟, 72Mhz */
    delay_init(72);                             /* 延时初始化 */
    usart_init(115200);                         /* 串口初始化为115200 */
    led_init();                                 /* 初始化LED */
    lcd_init();                                 /* 初始化LCD */
    key_init();                                 /* 初始化按键 */
    adc_init();                                 /* 初始化ADC */
    dac_init();                                 /* 初始化DAC1_OUT1通道 */

    lcd_show_string(30, 50, 200, 16, 16, "STM32", RED);
    lcd_show_string(30, 70, 200, 16, 16, "ADC TEST", RED);
    lcd_show_string(30, 90, 200, 16, 16, "ATOM@ALIENTEK", RED);
    lcd_show_string(30, 110, 200, 16, 16, "ADC1_CH1_VAL:", BLUE);
    lcd_show_string(30, 130, 200, 16, 16, "ADC1_CH1_VOL:0.000V", BLUE); /* 先在固定位置显示小数点 */

    dac_set_voltage(2000);

    while (1)
    {
        adcx = adc_get_result();
        lcd_show_xnum(134, 110, adcx, 5, 16, 0, BLUE);   /* 显示ADCC采样后的原始值 */
 
        temp = (float)adcx * (3.3 / 4096);               /* 获取计算后的带小数的实际电压值，比如3.1111 */
        adcx = temp;                                     /* 赋值整数部分给adcx变量，因为adcx为u16整形 */
        lcd_show_xnum(134, 130, adcx, 1, 16, 0, BLUE);   /* 显示电压值的整数部分，3.1111的话，这里就是显示3 */

        temp -= adcx;                                    /* 把已经显示的整数部分去掉，留下小数部分，比如3.1111-3=0.1111 */
        temp *= 1000;                                    /* 小数部分乘以1000，例如：0.1111就转换为111.1，相当于保留三位小数。 */
        lcd_show_xnum(150, 130, temp, 3, 16, 0X80, BLUE);/* 显示小数部分（前面转换为了整形显示），这里显示的就是111. */

        LED0_TOGGLE();
        delay_ms(250);
    }
}

DAC输出三角波实验

实验简要

1，功能描述

通过DAC1通道1(PA4)输出三角波，然后通过DS100示波器查看波形

2，关闭通道1触发(即自动)

TEN1位置0

3，关闭输出缓冲

BOFF1位置1

4，使用12位右对齐模式

将数字量写入DAC_DHR12R1寄存器

源码

dac.c

cpp 复制代码 
#include "./BSP/DAC/dac.h"
#include "./SYSTEM/delay/delay.h"


DAC_HandleTypeDef g_dac_handle;

/* DAC初始化函数 */
void dac_init(void)
{
    DAC_ChannelConfTypeDef dac_ch_conf;
    
    g_dac_handle.Instance = DAC;
    HAL_DAC_Init(&g_dac_handle);
    
    dac_ch_conf.DAC_Trigger = DAC_TRIGGER_NONE;
    dac_ch_conf.DAC_OutputBuffer = DAC_OUTPUTBUFFER_DISABLE;
    HAL_DAC_ConfigChannel(&g_dac_handle, &dac_ch_conf, DAC_CHANNEL_1);

    HAL_DAC_Start(&g_dac_handle, DAC_CHANNEL_1);
}

/* DAC MSP初始化函数 */
void HAL_DAC_MspInit(DAC_HandleTypeDef *hdac)
{
    if (hdac->Instance == DAC)
    {
        GPIO_InitTypeDef gpio_init_struct;
        
        __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();
        __HAL_RCC_DAC_CLK_ENABLE();

        gpio_init_struct.Pin = GPIO_PIN_4;
        gpio_init_struct.Mode = GPIO_MODE_ANALOG;
        HAL_GPIO_Init(GPIOA, &gpio_init_struct);
    }
}


void dac_triangular_wave(uint16_t maxval, uint16_t dt, uint16_t samples, uint16_t n)
{
    uint16_t i, j;
    float incval;                               /* 递增量 */
    float Curval;                               /* 当前值 */
    
    if(samples > ((maxval + 1) * 2))return ;    /* 数据不合法 */
        
    incval = (maxval + 1) / (samples / 2);      /* 计算递增量 */
    
    for(j = 0; j < n; j++)
    { 
        Curval = 0;
        HAL_DAC_SetValue(&g_dac_handle, DAC_CHANNEL_1, DAC_ALIGN_12B_R, Curval);    /* 先输出0 */
        for(i = 0; i < (samples / 2); i++)      /* 输出上升沿 */
        {
            Curval  +=  incval;                 /* 新的输出值 */
            HAL_DAC_SetValue(&g_dac_handle, DAC_CHANNEL_1, DAC_ALIGN_12B_R, Curval);
            delay_us(dt);
        }
        for(i = 0; i < (samples / 2); i++)      /* 输出下降沿 */
        {
            Curval  -=  incval;                 /* 新的输出值 */
            HAL_DAC_SetValue(&g_dac_handle, DAC_CHANNEL_1, DAC_ALIGN_12B_R, Curval);
            delay_us(dt);
        }
    }
}

dac.h

cpp 复制代码 
#ifndef __DAC_H
#define __DAC_H

#include "./SYSTEM/sys/sys.h"


void dac_init(void);
void dac_triangular_wave(uint16_t maxval, uint16_t dt, uint16_t samples, uint16_t n);

#endif

main.c

cpp 复制代码 
#include "./SYSTEM/sys/sys.h"
#include "./SYSTEM/usart/usart.h"
#include "./SYSTEM/delay/delay.h"
#include "./BSP/LED/led.h"
#include "./BSP/LCD/lcd.h"
#include "./BSP/ADC/adc.h"
#include "./BSP/DAC/dac.h"
#include "./BSP/KEY/key.h"


int main(void)
{
    uint8_t t = 0; 
    uint8_t key;

    HAL_Init();                         /* 初始化HAL库 */
    sys_stm32_clock_init(RCC_PLL_MUL9); /* 设置时钟, 72Mhz */
    delay_init(72);                     /* 延时初始化 */
    usart_init(115200);                 /* 串口初始化为115200 */
    led_init();                         /* 初始化LED */
    lcd_init();                         /* 初始化LCD */
    key_init();                         /* 初始化按键 */
    dac_init();                         /* 初始化DAC1_OUT1通道 */

    lcd_show_string(30,  50, 200, 16, 16, "STM32", RED);
    lcd_show_string(30,  70, 200, 16, 16, "DAC Triangular WAVE TEST", RED);
    lcd_show_string(30,  90, 200, 16, 16, "ATOM@ALIENTEK", RED);
    lcd_show_string(30, 110, 200, 16, 16, "KEY0:Wave1  KEY1:Wave2", RED);
    lcd_show_string(30, 130, 200, 16, 16, "DAC None", BLUE); /* 提示无输出 */

    while (1)
    {
        t++;
        key = key_scan(0);                           /* 按键扫描 */

        if (key == KEY0_PRES)                        /* 高采样率 , 100hz波形 ， 实际只有65.5hz */
        {
            lcd_show_string(30, 130, 200, 16, 16, "DAC Wave1 ", BLUE);
            dac_triangular_wave(4095, 5, 2000, 100); /* 幅值4095, 采样点间隔5us, 2000个采样点, 100个波形 */
            lcd_show_string(30, 130, 200, 16, 16, "DAC None  ", BLUE);
        }
        else if (key == KEY1_PRES)                   /* 低采样率 , 100hz波形 ， 实际99.5hz */
        {
            lcd_show_string(30, 130, 200, 16, 16, "DAC Wave2 ", BLUE);
            dac_triangular_wave(4095, 500, 20, 100); /* 幅值4095, 采样点间隔500us, 20个采样点, 100个波形 */
            lcd_show_string(30, 130, 200, 16, 16, "DAC None  ", BLUE);
        }

        if (t == 10)                                 /* 定时时间到了 */
        {
            LED0_TOGGLE();                           /* LED0闪烁 */
            t = 0;
        }

        delay_ms(10);
    }
}
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