【STM32】HAL库中的实现（六）：DAC （数模转换）

DAC 简介

DAC（Digital to Analog Converter）：将 MCU 中的数字信号（如 04095）转换为对应的模拟电压输出（03.3V）。

📚 资料推荐

💡 STM32F1 DAC 应用手册（ST 官方）

📘 HAL DAC Waveform Generation 示例

📦 CubeMX 中 DAC + DMA + TIM 正弦波输出示例

🔧 用 STM32 输出音频的 DAC 案例（.wav 文件播放）

STM32 DAC 特性（以 STM32F103 为例）

分辨率：12 位（0~4095）

通道数：2 路（DAC_OUT1、DAC_OUT2）

输出范围：0 ~ VREF（通常是 3.3V）

支持触发方式：软件、定时器、外部中断

可配合DMA 输出连续波形

CubeMX 配置说明

ADC 配置（如下图） ：

通道：ADC1_IN10（PC0）

模式：Independent mode

触发方式：软件触发

采样时间设为 239.5 cycles（更稳定）

HAL库中 DAC 的使用流程

步骤	函数
1️⃣ 初始化 DAC	MX_DAC_Init()
2️⃣ 启动 DAC 通道	HAL_DAC_Start()
3️⃣ 设置 DAC 输出值	HAL_DAC_SetValue()
4️⃣ 可选：DMA 输出波形	HAL_DAC_Start_DMA()
5️⃣ 可选：定时器控制输出频率	Trigger = TIMx_TRGO

DAC 配置（如下图） ：

OUT1：启用

Trigger：None（软件触发）

Output Buffer：Disable（默认关闭）

📌 DAC_OUT1 对应引脚：PA4

HAL 代码结构

当前介绍是完成 STM32 中 ADC（模数转换）+ DAC（数模转换） 的双向转换实验。 写代码的时候一定要保证代码结构清晰，CubeMX 配置也要非常规范。我们理解每个知识点务必要遵循：任务目标 ------> 整体结构和原理 ------> CubeMX 配置 ------> HAL 实现 ------> 运行效果 ------> 流程优化 ------> 需求迭代和更新。

✅ DAC 初始化和启动

HAL_DAC_Start(&hdac, DAC_CHANNEL_1); // 启用 DAC 通道 1
HAL_DAC_SetValue(&hdac, DAC_CHANNEL_1, DAC_ALIGN_12B_R, 0); // 初始输出为 0

DAC_ALIGN_12B_R：12 位右对齐（最大值 4095）

输出电压计算：

Vout = (dac_setval / 4095.0) * VREF

✅ DAC 输出值渐变逻辑

输出电压从 0V → 3.3V → 0V 逐渐变化。

每秒更新一次，配合 ADC 采样观察变化曲线。

if ((dac_setval < 4095) && (Data_dir == 0)) dac_setval++;
if ((dac_setval > 0)    && (Data_dir == 1)) dac_setval--;

if (dac_setval >= 4095) Data_dir = 1;
if (dac_setval == 0)    Data_dir = 0;

HAL_DAC_SetValue(&hdac, DAC_CHANNEL_1, DAC_ALIGN_12B_R, dac_setval);

实验工作原理

步骤：

① DAC 输出从 0 → 4095（0~3.3V）

② DAC_OUT1（PA4）连接到 ADC_IN10（PC0）

③ ADC 采样电压，转换为数字值

④ UART 串口输出 ADC_Value

⑤ 实时观察 DAC 输出变化对 ADC 的影响

完整代码

📄 main.c

/* USER CODE BEGIN Header */
/**
  ******************************************************************************
  * @file           : main.c
  * @brief          : Main program body
  ******************************************************************************
  * @attention
  *
  * Copyright (c) 2025 STMicroelectronics.
  * All rights reserved.
  *
  * This software is licensed under terms that can be found in the LICENSE file
  * in the root directory of this software component.
  * If no LICENSE file comes with this software, it is provided AS-IS.
  *
  ******************************************************************************
  */
/* USER CODE END Header */
/* Includes ------------------------------------------------------------------*/
#include "main.h"
#include "adc.h"
#include "dac.h"
#include "usart.h"
#include "gpio.h"

/* Private includes ----------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN Includes */
#include "string.h"
/* USER CODE END Includes */

/* Private typedef -----------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PTD */

/* USER CODE END PTD */

/* Private define ------------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PD */
/* USER CODE END PD */

/* Private macro -------------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PM */

/* USER CODE END PM */

/* Private variables ---------------------------------------------------------*/

/* USER CODE BEGIN PV */

/* USER CODE END PV */

/* Private function prototypes -----------------------------------------------*/
void SystemClock_Config(void);
/* USER CODE BEGIN PFP */

/* USER CODE END PFP */

/* Private user code ---------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN 0 */
uint16_t ADC_Value = 0;

uint16_t dac_setval = 0;

uint8_t Data_dir = 0;
/* USER CODE END 0 */

/**
  * @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_GPIO_Init();
  MX_USART1_UART_Init();
  MX_ADC1_Init();
  MX_DAC_Init();
  /* USER CODE BEGIN 2 */
	HAL_UARTEx_ReceiveToIdle_IT(  &huart1 , U1RxData, U1RxDataSize);
	
	HAL_ADCEx_Calibration_Start( &hadc1 );  //开启校准
	
	HAL_DAC_Start( &hdac, DAC_CHANNEL_1); //开启DAC通道 输出使能
	HAL_DAC_SetValue( &hdac, DAC_CHANNEL_1 , DAC_ALIGN_12B_R, 0);  //设置DAC输出的初始值为 0
	
  /* USER CODE END 2 */

  /* Infinite loop */
  /* USER CODE BEGIN WHILE */
	
  while (1)
  {
		if((dac_setval < 4095) && (Data_dir == 0))   dac_setval++;
		if((dac_setval > 0)    && (Data_dir == 1))   dac_setval--;
		
		
		if(dac_setval > 4095)
		{
			dac_setval = 4095;
			Data_dir = 1;
		}
		if(dac_setval <= 0)
		{
			dac_setval = 0;
			Data_dir = 0;
		}
		printf(" dac_setval = %d \r\n",dac_setval);
		HAL_DAC_SetValue( &hdac, DAC_CHANNEL_1 , DAC_ALIGN_12B_R, dac_setval);
		
		
		
		HAL_ADC_Start( &hadc1 );  //开启ADC转换
		HAL_ADC_PollForConversion( &hadc1, 50); //等待转换完成
		
		if(HAL_IS_BIT_SET( HAL_ADC_GetState( &hadc1 ), HAL_ADC_STATE_REG_EOC) ) //判断是否转换完成
		{
			ADC_Value = HAL_ADC_GetValue(&hadc1);
			
			printf(" ADC_Value = %d \r\n",ADC_Value);
		}
		
		HAL_Delay(1000);
		
    /* USER CODE END WHILE */

    /* USER CODE BEGIN 3 */
  }
  /* USER CODE END 3 */
}

/**
  * @brief System Clock Configuration
  * @retval None
  */
void SystemClock_Config(void)
{
  RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct = {0};
  RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct = {0};
  RCC_PeriphCLKInitTypeDef PeriphClkInit = {0};

  /** Initializes the RCC Oscillators according to the specified parameters
  * in the RCC_OscInitTypeDef structure.
  */
  RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSE;
  RCC_OscInitStruct.HSEState = RCC_HSE_ON;
  RCC_OscInitStruct.HSEPredivValue = RCC_HSE_PREDIV_DIV1;
  RCC_OscInitStruct.HSIState = RCC_HSI_ON;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_ON;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLSource = RCC_PLLSOURCE_HSE;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLMUL = RCC_PLL_MUL9;
  if (HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }

  /** Initializes the CPU, AHB and APB buses clocks
  */
  RCC_ClkInitStruct.ClockType = RCC_CLOCKTYPE_HCLK|RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK
                              |RCC_CLOCKTYPE_PCLK1|RCC_CLOCKTYPE_PCLK2;
  RCC_ClkInitStruct.SYSCLKSource = RCC_SYSCLKSOURCE_PLLCLK;
  RCC_ClkInitStruct.AHBCLKDivider = RCC_SYSCLK_DIV1;
  RCC_ClkInitStruct.APB1CLKDivider = RCC_HCLK_DIV2;
  RCC_ClkInitStruct.APB2CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1;

  if (HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_2) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
  PeriphClkInit.PeriphClockSelection = RCC_PERIPHCLK_ADC;
  PeriphClkInit.AdcClockSelection = RCC_ADCPCLK2_DIV6;
  if (HAL_RCCEx_PeriphCLKConfig(&PeriphClkInit) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
}

/* USER CODE BEGIN 4 */

/* USER CODE END 4 */

/**
  * @brief  This function is executed in case of error occurrence.
  * @retval None
  */
void Error_Handler(void)
{
  /* USER CODE BEGIN Error_Handler_Debug */
  /* User can add his own implementation to report the HAL error return state */
  __disable_irq();
  while (1)
  {
  }
  /* USER CODE END Error_Handler_Debug */
}

#ifdef  USE_FULL_ASSERT
/**
  * @brief  Reports the name of the source file and the source line number
  *         where the assert_param error has occurred.
  * @param  file: pointer to the source file name
  * @param  line: assert_param error line source number
  * @retval None
  */
void assert_failed(uint8_t *file, uint32_t line)
{
  /* USER CODE BEGIN 6 */
  /* User can add his own implementation to report the file name and line number,
     ex: printf("Wrong parameters value: file %s on line %d\r\n", file, line) */
  /* USER CODE END 6 */
}
#endif /* USE_FULL_ASSERT */

---

测试验证：

验证 DAC+ADC 的结果：

还可以采用其他方法观测结果是否正确：

万用表测 PA4 电压				随 dac_setval 上下变化（0~3.3V）
ADC 采样值与 DAC 输出对应		理论上 ADC_Value ≈ dac_setval（误差几位）
串口观察输出					ADC_Value 随 dac_setval 对称变化
示波器观测					输出电压呈锯齿波形（线性上升下降）

以上。 这便是 STM32 中 ADC（模数转换）+ DAC（数模转换） 的双向转换实验 的实现。

以上，欢迎有从事同行业的电子信息工程、互联网通信、嵌入式开发的朋友共同探讨与提问，我可以提供实战演示或模板库。希望内容能够对你产生帮助！