【STM32G4-FOC】（5）DAC 受控输出闭环链路

【STM32G4-FOC】（1）STM32G431 之创建项目
【STM32G4-FOC】（2）STM32G431 之 TIM+ADC
【STM32G4-FOC】（3）STM32G431之三相互补 PWM
【STM32G4-FOC】（4）PWM 硬件触发 ADC 同步采样
【STM32G4-FOC】（5）DAC 受控输出闭环链路

【STM32G4-FOC】（5）DAC 受控输出闭环链路：基于同步采样的幅值与频率调制

• • [1. 项目介绍](#1. 项目介绍)
  • • [1.1 实验目的与背景](#1.1 实验目的与背景)
    • [1.2 硬件需求与外设分工](#1.2 硬件需求与外设分工)
    • [1.3 软件架构](#1.3 软件架构)
  • [2. CubeMX工程配置](#2. CubeMX工程配置)
  • • [2.1 创建新项目](#2.1 创建新项目)
    • [2.2 TIM 配置](#2.2 TIM 配置)
    • [2.3 ADC 配置](#2.3 ADC 配置)
    • [2.4 DAC 配置](#2.4 DAC 配置)
    • [2.5 工程配置](#2.5 工程配置)
  • [3. 实验一：ADC 采样后 DAC 输出方波](#3. 实验一：ADC 采样后 DAC 输出方波)
  • [4. 实验二：ADC 采样后 DAC 输出幅值可调的方波](#4. 实验二：ADC 采样后 DAC 输出幅值可调的方波)
  • [5. 实验三：ADC 采样后 DAC 输出频率可调的方波](#5. 实验三：ADC 采样后 DAC 输出频率可调的方波)
  • [6. 小结](#6. 小结)

1. 项目介绍

1.1 实验目的与背景

上一篇《 【动手学STM32G4】（16）PWM 触发 ADC 采样》基于 NUCLEO-G431RB 开发板完成了 PWM 触发 ADC 同步采样 的完整验证流程，实现了由定时器事件精确控制采样时序，并将三相电流数据稳定地传输至上位机进行可视化显示。本文在此基础上引入 DAC 输出，进一步构建从"采样 → 计算 → 波形输出"的闭环链路，为后续实现 SVPWM 与电流控制算法奠定基础。

在FOC控制中，电流环的控制频率通常与PWM频率相同，即每个PWM周期都执行一次电流环计算。但本节的目标并非直接驱动电机功率级，而是通过 DAC 输出可观测的模拟波形，对控制逻辑与调制算法进行"无功率级、低风险"的验证。与 PWM 相比，DAC 输出波形连续、直观，适合用示波器或上位机进行分析，不涉及死区、互补、驱动极性等功率级问题，非常适合在算法尚未完全成熟时进行调试、演示和阶段性验证。

本节采用分阶段递进的实验设计思路，逐步增加系统复杂度，实验分为三个层次：

1. 流程打通阶段：

   在 ADC1 完成三相电流采样之后，DAC 输出固定频率方波，用于验证 ADC → 运算 → DAC 的基本数据通路是否畅通；

2. 受控反馈阶段：

   引入简单的反馈关系，根据 ADC1 的采样结果动态调节 DAC 方波的输出幅值，从而验证采样数据参与控制计算的实时性与稳定性；

3. 调制实现阶段：

   根据 ADC1 的采样结果动态调节 DAC 方波的输出频率，从而验证采样数据参与控制计算的实时性与稳定性；

通过上述由简到繁的实验安排，可以在不依赖电机功率级、不引入复杂硬件风险的前提下，逐步验证控制算法的正确性与系统结构的合理性。最终形成的 DAC 输出调制逻辑，可无缝迁移至 PWM 占空比更新，为后续构建完整的 FOC 电流环与 SVPWM 驱动提供可靠依据。

1.2 硬件需求与外设分工

本实验基于 ST 官方的 NUCLEO-G431RB（STM32G431RBT6）开发板完成，主要观测手段包括：

• 示波器：用于观察 DAC 输出波形的频率、幅值和相位关系；
• 上位机（可选）：用于辅助观察采样数据或调试变量。

为保证实验过程清晰、可验证，并便于后续从算法验证平滑过渡到实际电机控制系统，本节在硬件与软件结构设计上延续了前一节《 【动手学STM32G4】（16）PWM 触发 ADC 采样》的整体框架，仅在原有系统中新增 DAC 输出通道，而不改变已经验证可靠的 PWM 与 ADC 同步采样结构。

1. TIM1 的作用是 "时间主线"，其配置与上节保持一致：

   • CH1~CH3：三相 PWM 输出（本节不再关注其驱动功能，仅作为系统背景存在）
   • CH4：用于在 PWM 周期内产生稳定的比较事件（CC4 event）
   • CC4 event：作为 ADC1 注入组的外部触发源，确保三相电流采样在固定相位完成

2. ADC1 的作用是提供同步、可靠的三相采样数据，其配置与上节保持一致：。

   • 注入组（Injected Group）采样
   • 三个通道分别对应 Iu / Iv / Iw
   • 触发方式为 TIM1_CC4 事件
   • 采样频率与 PWM 周期严格同步

3. DAC 是新增的关键外设，在本节中 其定位并非驱动负载，而是作为控制算法输出结果的"可视化窗口"。

   DAC 不参与闭环控制本身，而是镜像（mirror）FOC 内部关键变量，用于验证、调试和教学。

1.3 软件架构

在典型 FOC 系统中，电流环控制频率与 PWM 频率一致。每个 PWM 周期内，首先在电流纹波最小的时刻（通常为 PWM 中点）触发 ADC 同步采样；当 ADC 转换完成后，立即执行电流环计算，包括 Clarke / Park 变换、电流 PI 调节以及 SVPWM 调制计算；计算得到的占空比更新将作用于下一个 PWM 周期，从而形成具有固定、可预测延迟的闭环控制结构。

本实验虽然未直接实现电流环控制，但采用与标准 FOC 电流环一致的事件驱动型闭环结构。其核心思想是：以 PWM 周期为时间基准，以 ADC 注入采样完成事件作为控制计算与输出的触发点，从而形成固定、可预测的闭环时序。也为后续电流环计算的引入预留了完整且一致的控制框架。

从软件结构上看，整个闭环可划分为以下几个层次：

1. 时间基准（PWM 定时层）

   由 TIM1 产生固定频率的 PWM 周期，并在每个周期的预定时刻（通常为周期中点）通过 CH4 产生捕获比较事件。该事件作为系统中所有"强实时操作"的时间锚点，确保采样与控制在 PWM 周期内具有确定的相位关系。

2. 同步采样（ADC 注入组）

   ADC1 注入组以 TIM1_CC4 事件作为外部触发源，在 PWM 周期中点同步完成三相电流采样。ADC 转换完成后产生注入转换完成事件（JEOC），进入中断服务程序。至此，系统获得了当前 PWM 周期内最新、相位对齐的电流信息。

3. 控制触发（ADC 回调驱动）

   在 HAL_ADCEx_InjectedConvCpltCallback() 回调函数中，软件首先读取三相注入结果（JDR1/JDR2/JDR3），并将其视为当前控制周期的有效输入。随后，在同一回调中调用统一的控制/输出更新函数，用于推进后续控制逻辑或波形输出。

4. 控制与输出（本实验中的 DAC 更新）

   在当前实验阶段，控制层尚未实现完整的电流环计算，而是通过一个与采样事件同步调用的 DAC 更新函数输出固定频率的方波，用以验证"采样 → 计算 → 输出"的数据与时序链路。尽管输出内容简化，但其调用位置与真实电流环完全一致，逻辑上等价于在 ADC 采样完成后立即执行一次控制更新。

5. 周期闭合与前馈延迟

   由 ADC 注入回调触发的输出更新结果，将在随后的 PWM 周期中体现（无论是 DAC 波形变化，还是未来的 PWM 占空比更新），从而形成"本周期采样 → 下周期作用"的标准离散控制闭环。

   由 DAC 外设输出模拟波形，通过示波器或上位机直接观察输出结果。该层用于验证控制计算的结果是否符合预期，是本节实验的核心观测对象。

在软件实现上，本实验采用以 PWM 为时间基准、以 ADC 注入完成中断为控制触发点的事件驱动闭环结构，实现了"同步采样---即时处理---下一周期生效"的完整控制时序，与标准 FOC 电流环的软件结构保持一致。

软件时序框图（ADC 同步采样后立即推进 DAC 输出）如下：

PWM 周期（TIM1）基准
    ↓
TIM1_CC4（周期中点事件）
    ↓
ADC1 注入组同步采样（三相电流 Ia/Ib/Ic）
    ↓
ADC 注入完成中断 ISR（JEOC/JEOS）
    ↓
读取 JDR1/JDR2/JDR3
    ↓
更新 adc_snapshot（本周期电流快照）
    ↓
调用 DAC_Update_OnAdcInjected()
    ↓
DAC 输出更新（固定频率方波/调试波形）
    ↓
进入下一 PWM 周期

2. CubeMX工程配置

2.1 创建新项目

1. 新建工程。

   启动 STM32CubeMX，点击 "Start New Project" （或Ctrl-N快捷键）新建工程，进入 New Project 界面。

   选择MCU为 STM32G431RBT6（参考开发板的 MCU 型号选择）。

   选择开发板为 NUCLEO-G431RB 开发板。

   点击右上角 "Start Project" 创建项目，例如保存为 "STM32G431_DAC05.ioc"。

2. 配置系统时钟树。

   （1）点击顶部 "Clock Configuration" 选项卡，进入时钟树配置。

   （2）设置输入频率 Input frequency=24 MHz，SysCLK frequency=160 MHz。

   配置完成后，System Clock 显示为160MHz，HCLK、PCLK1、PCLK2 均为160MHz。

3. 系统配置：在引脚配置（Pinout & Configuration）中，选择 "System Core -- SYS" 。

   （1）设置调试器类型，将 Debug 模式设为 "Serial Wire"。

   （2）设置基础时钟源（Timebase Source），可以选择默认设置 "SysTick"。

   （3）时钟配置：在引脚配置（Pinout & Configuration）中，选择 "System Core -- RCC" 配置时钟模式。

   设置高速时钟为外部晶振，将 High Speed Clock (HSE) 设为 "Crystal/Ceramic Resonator"。

   Low Speed Clock (LSE) 设为 "Disable"（本实验不需要）。

4. GPIO 配置。

   （1）将 LD2（PA5）配置为输出模式 "GPIO_Output"。

   （2）将用户按键（PC13）配置为外部中断 "GPIO_EXTI13"。

5. 配置虚拟串口（LPUART）

   使用串口发送 ADC/DAC 数据到 PC 来显示波形：

   启用 LPUART1，模式设为 Asynchronous；波特率设置为 115200；引脚使用默认的 PA2（TX）/PA3（RX），连接到 Nucleo 板上的 ST-LINK 虚拟串口。

   用于高频率发送数据到上位机或更新波形时，可以为 LPUART1_TX 分配 DMA 通道。

2.2 TIM 配置

6. 配置定时器 TIM1 中断频率为 10kHz，产生 三相互补 PWM 波。
   （1）配置 TIM1 管脚。
   在右侧 Pinout View 图中，点击引脚打开设置选项 → 选择 TIM1_CHx / TIM1_CHxN 对应功能。TIM 具体设置如下：

TIM1_CH1 → PA8
TIM1_CH2 → PA9
TIM1_CH3 → PA10
TIM1_CH1N → PB13
TIM1_CH2N → PB14
TIM1_CH3N → PB15

（2）启用并配置TIM1。

选择 "引脚配置（Pinout & Configuration）"，从左侧下拉列表中选择 "Timers -- TIM1 -- TIM1 Mode and Configuration "，配置 TIM1 Mode 如下：

Clock Source 配置为: Internal Clock
Channel-1 配置为: PWM Generation CH1 CH1N（PWM 互补输出）
Channel-2 配置为: PWM Generation CH2 CH2N（PWM 互补输出）
Channel-3 配置为: PWM Generation CH3 CH3N（PWM 互补输出）
Channel-4 配置为: PWM Generation No Output（用于触发ADC采样）

（3）TIM1 的具体参数配置与《 【动手学STM32G4】（16）PWM 触发 ADC 采样》相同。

2.3 ADC 配置

7. 根据硬件原理图中的管脚定义，在右侧 Pinout View 图中设置 ADC 管脚如下。

ADC1_IN2 → PA1（I_U）
ADC1_IN12 → PB1（I_V）
ADC1_IN15 → PB0（I_W）

ADC2_IN11 → PC5（Vbus）
ADC2_IN5 → PC4（Temp）

ADC 的具体参数配置与《 【动手学STM32G4】（16）PWM 触发 ADC 采样》相同。

2.4 DAC 配置

8. 使用 OUT1（PA4） 作为模拟输入通道，单通道模拟输出。
   （1）从左侧下拉列表中选择 "Analog -- DAC1" ，将 OUT1 设置为 "Connected to external pin only"。工作模式和参数选择默认值即可。
   （2）DMA 配置。虽然本实验可以使用 查询（Polling）方式读写 DAC，但考虑到后续连续采样或实时波形输出，可以为 DAC 配置 DMA。

2.5 工程配置

9. 点击 "Project Manager" 菜单按钮，进入工程配置界面。
   （1）输入项目名称为 "STM32G431_DAC05"，选择项目的保存路径。
   （2）将Toolchain / IDE 设为 STM32CubeIDE（根据用户安装和使用的 IDE 选择，也可以选择 EWARM、MDK-ARM、MakeFile、CMake 等IDE工具）。
   （3）点击右上角 "GENERATE CODE" 生成代码。
   （4）加载完毕后，弹出代码生成提示窗口，点击" OPEN PROJECT"，进入 STM32CubeIDE。

3. 实验一：ADC 采样后 DAC 输出方波

在上一篇《 【动手学STM32G4】（16）PWM 触发 ADC 采样》中，已经完成了 TIM1_CH4 触发 ADC1 注入组采样 的验证，并能够稳定获取三相电流采样值。本实验在完全保留该配置的前提下，引入 DAC 输出，用于验证从"同步采样 → 数据读取 → 波形输出"的基本流程是否畅通。

需要强调的是，本实验并不使用 ADC1 的采样结果参与 DAC 波形计算，DAC 输出为固定频率、固定幅值的方波。这样设计的目的在于：将验证目标聚焦在系统数据流是否打通，而非控制算法本身；为后续基于采样结果调制 DAC 波形（实验二、三）提供一个稳定的参考起点。

1. 在 STM32CubeIDE 打开代码文件 main.c。

   代码生成后，已经自动进入 STM32CubeIDE，并打开创建的 STM32G431_DAC05 项目。在 "Core\Src" 目录中，已经生成了 dac.c 和 main.c 等基础程序。

2. 修改 main.c 代码。

   以下代码仅给出与本实验相关的新增或关键逻辑，TIM1、ADC1 的初始化与配置沿用（16）节内容。

（1）全局变量

/* USER CODE BEGIN PV */
typedef struct {
    uint16_t iu;
    uint16_t iv;
    uint16_t iw;
} adc3_u16_t;
volatile adc3_u16_t adc1_latest = {0};
/* Youcans@qq.com CODE END PV */

（2）ADC1 注入回调

/* ADC1 injected conversion complete callback (JEOS/Injected sequence complete) */
void HAL_ADCEx_InjectedConvCpltCallback(ADC_HandleTypeDef *hadc)
{
  if (hadc->Instance == ADC1)
  {
    // 用 LED2 观察触发节拍
    HAL_GPIO_TogglePin(LD2_GPIO_Port, LD2_Pin);

	  adc1_latest.iu = (uint16_t)HAL_ADCEx_InjectedGetValue(hadc, ADC_INJECTED_RANK_1);
    adc1_latest.iv = (uint16_t)HAL_ADCEx_InjectedGetValue(hadc, ADC_INJECTED_RANK_2);
    adc1_latest.iw = (uint16_t)HAL_ADCEx_InjectedGetValue(hadc, ADC_INJECTED_RANK_3);
    adc1_new = 1; // optional

    DAC_Update_OnAdcInjected();   // 采样完成后同步推进 DAC
  }
}

说明：

• 本实验中并不使用 adc1_latest 的数值，但保留读取过程，以确保采样链路真实存在；
• 后续实验将直接复用这一回调。

（3）DAC 初始化与启动（CubeMX 生成）

生成代码后，在 main() 中启动 DAC：

HAL_DAC_Start(&hdac1, DAC_CHANNEL_1);  // DAC Start

（4）固定频率方波输出逻辑

以下示例以 1000 Hz 方波 为例（周期 1 ms）：

#define ADC_TRIG_FREQ_HZ   	10000U
#define DAC_SQ_FREQ_HZ     	1000U  // DAC 输出方波频率 1KHz
#define DAC_MAX_VALUE      	4095U  // 12-bit DAC
#define DAC_TOGGLE_DIV     	(ADC_TRIG_FREQ_HZ / (2U * DAC_SQ_FREQ_HZ))

void DAC_Update_OnAdcInjected(void)
{
    dac_div_cnt++;
    if (dac_div_cnt >= DAC_TOGGLE_DIV)
    {
        dac_div_cnt = 0;
        dac_state ^= 1;
        uint32_t out = dac_state ? DAC_MAX_VALUE : 0;
        HAL_DAC_SetValue(&hdac1, DAC_CHANNEL_1, DAC_ALIGN_12B_R, out);
    }
}

3. 实验现象与结果分析

实验运行后，用示波器测量 PA4 引脚波形。如图所示，生成频率 1 KHz、幅值在 0 ～ VDDA（约 3.3 V） 之间切换的方波（黄色曲线），结果符合预期。

作为参照，PA8 引脚的波形是频率 10 KHz、占空比 20% 的方波（蓝色曲线），与 《（16）PWM 触发 ADC 采样》中一致。

通过本实验，系统在保持 PWM 触发 ADC 同步采样结构不变的前提下，成功引入了 DAC 输出，并验证了从"采样 → 数据读取 → 波形输出"的基本流程。该阶段不关注控制算法本身，而是确保系统已经具备在采样之后产生可观测输出的能力。在此基础上，下一步即可引入采样数据与输出波形之间的反馈关系，实现更加接近实际控制行为的实验设计。

4. 实验二：ADC 采样后 DAC 输出幅值可调的方波

本实验引入控制量随采样值变化的可视化输出，用于验证电流采样结果能够实时参与后续控制计算并作用于输出端。

由于当前尚未连接真实电机功率级，因此本实验通过外部电位器为 ADC1 的 I_U 通道提供 0～3.3V 的可控输入，以模拟电流采样值的变化（或堆叠插接 NUCLEO-IHM16M1 电机驱动扩展板后，通过 PC2 引脚连接到 NUCLEO-IHM16M1 驱动板上的板载旋钮电位器来进行调节）。

在软件结构上，本实验仍严格沿用与标准 FOC 电流环一致的闭环时序：由 PWM 周期中点触发 ADC1 注入组同步采样，在 ADC 注入转换完成中断中读取采样结果，并在同一回调中推进 DAC 输出更新。与实验一的区别在于，DAC 输出不再是固定幅值的方波，而是保持方波频率恒定（1 kHz），其高电平幅值由 IU 通道的采样结果实时决定。

1. 修改程序 main.c。
   以下代码仅给出与本实验相关的新增或关键逻辑，其它部分与实验一相同。

(1）宏定义：

/* Private define ------------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PD */
#define ADC_TRIG_FREQ_HZ   10000U      // ADC1 注入触发频率（与 PWM 同步）
#define DAC_SQ_FREQ_HZ     50U         // DAC 方波频率：50Hz
#define DAC_MAX_VALUE      4095U       // 12-bit DAC
#define DAC_TOGGLE_DIV     (ADC_TRIG_FREQ_HZ / (2U * DAC_SQ_FREQ_HZ))
/* Youcans@qq.com CODE BEGIN PD */

（2）修改 DAC 更新函数（幅度随 Iu 变化）：

void DAC_Update_OnAdcInjected(void)
{
    static uint16_t div = 0;
    static uint8_t  hi  = 0;

    uint16_t amp = adc1_latest.iu;  // 幅值由 Iu 决定（0..4095）

    // 分频产生固定 1kHz 方波翻转节拍 Youcans@qq.com
    if (++div >= DAC_TOGGLE_DIV)
    {
        div = 0;
        hi ^= 1;
        uint16_t out = hi ? amp : 0;  // 高电平输出 amp，低电平输出 0
        HAL_DAC_SetValue(&hdac1, DAC_CHANNEL_1, DAC_ALIGN_12B_R, out);
    }
}

（3）ADC 注入回调与实验一相同。

void HAL_ADCEx_InjectedConvCpltCallback(ADC_HandleTypeDef *hadc)
{
    if (hadc->Instance == ADC1)
    {
        adc1_latest.iu = (uint16_t)HAL_ADCEx_InjectedGetValue(hadc, ADC_INJECTED_RANK_1);
        adc1_latest.iv = (uint16_t)HAL_ADCEx_InjectedGetValue(hadc, ADC_INJECTED_RANK_2);
        adc1_latest.iw = (uint16_t)HAL_ADCEx_InjectedGetValue(hadc, ADC_INJECTED_RANK_3);

        DAC_Update_OnAdcInjected();   // 实验二：1kHz 方波，幅值随 Iu 变化
    }
}

2. 实验现象与结果分析

实验运行后，用示波器测量 ADC 采样 I_U 波形（蓝色曲线）和 DAC 输出 PA4 引脚波形（黄色曲线）。如下图所示，调节电位器时，输入电压 I_U 缓慢增大，DAC 输出方波的峰值电压也随之增大，变化过程与输入电压保持良好对应关系。

这说明 ADC1 同步采样、数据读取以及 DAC 输出更新已经构成一条完整、实时的闭环链路。尽管本实验尚未引入实际的电流环计算和调节算法，但在结构和时序上已经等价于标准 FOC 中"采样完成后立即计算并输出控制量"的控制流程，为后续基于电流计算控制量、输出 SVPWM 波形奠定了可靠基础。

5. 实验三：ADC 采样后 DAC 输出频率可调的方波

本实验进一步验证使用 ADC 采样值调制输出频率（FM）：保持 DAC 方波幅值恒定，利用 IU 的 ADC 采样值实时改变 DAC 方波频率，从而在示波器上直观看到"输入变化 → 频率变化"的控制效果。这一步在概念上更接近后续 SVPWM/电角速度调制中"频率/相位推进"的思想。

1. 修改程序 main.c。
   以下代码仅给出与本实验相关的新增或关键逻辑，其它部分与实验一相同。

(1）宏定义：

为了示波器可直观看到变快/变慢，设置频率范围 10～100 Hz。

/* Private define ------------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PD */
#define ADC_TRIG_FREQ_HZ   10000U     // ADC 注入回调频率（与 PWM 同步）
#define FREQ_MIN_HZ        10U
#define FREQ_MAX_HZ        100U
#define DAC_MAX_VALUE      4095U      // 固定幅值（高电平）
#define TOGGLE_DIV_MIN     (ADC_TRIG_FREQ_HZ / (2U * FREQ_MAX_HZ))  // 50
#define TOGGLE_DIV_MAX     (ADC_TRIG_FREQ_HZ / (2U * FREQ_MIN_HZ))  // 500
/* Youcans@qq.com CODE BEGIN PD */

（2）修改 DAC 更新函数（频率随 Iu 变化）：

void DAC_Update_OnAdcInjected(void)
{
    static uint16_t div_cnt = 0;
    static uint8_t  hi = 0;

    // 动态分频系数（由 IU 决定）
    static uint16_t toggle_div = TOGGLE_DIV_MAX;

    // 1) IU 低通滤波（抑制电位器抖动/噪声）
    // y += (x - y)/16  -> 右移4位
    static uint32_t iu_f = 0;
    uint32_t x = (uint32_t)adc1_latest.iu;   // 0..4095
    iu_f = iu_f + ((x - iu_f) >> 4);
    uint32_t iu_smooth = iu_f;               // 0..4095 附近

    // 2) 频率更新节流：每 10 次回调更新一次（约 1 kHz 更新率）
    static uint8_t update_cnt = 0;
    if (++update_cnt >= 10)
    {
        update_cnt = 0;
        // IU -> 目标频率 f: 10..100 Hz Youcans@qq.com
        uint32_t f = FREQ_MIN_HZ +
                     (iu_smooth * (FREQ_MAX_HZ - FREQ_MIN_HZ)) / 4095U;
        // 由频率计算 toggle_div = f_adc / (2f)
        uint32_t td = ADC_TRIG_FREQ_HZ / (2U * f);
        // 限幅保护
        if (td < TOGGLE_DIV_MIN) td = TOGGLE_DIV_MIN;
        if (td > TOGGLE_DIV_MAX) td = TOGGLE_DIV_MAX;
        toggle_div = (uint16_t)td;
    }
    
    // 3) 动态分频翻转 DAC：固定幅值、频率可变方波
    if (++div_cnt >= toggle_div)
    {
        div_cnt = 0;
        hi ^= 1;
        uint16_t out = hi ? DAC_MAX_VALUE : 0;
        HAL_DAC_SetValue(&hdac1, DAC_CHANNEL_1, DAC_ALIGN_12B_R, out);
    }
}

（3）ADC 注入回调与实验一相同。

2. 实验现象与结果分析

实验运行后，用示波器测量 ADC 采样 I_U 波形（蓝色曲线）和 DAC 输出 PA4 引脚波形（黄色曲线）。如下图所示，当缓慢调节电位器使输入电压 I_U 缓慢增大时，DAC 输出方波的频率随之平滑增大，且变化过程与输入电压保持良好的对应关系。

在本实验中，通过对 IU 通道采样值进行低通滤波，并将其线性映射到 10～100 Hz 的频率区间，在 ADC 注入采样完成回调中动态调节 DAC 输出节拍，实现了基于采样值的频率调制输出。该结果验证了在保持 PWM 同步采样与回调驱动结构不变的前提下，采样数据不仅能够参与控制量的幅值调制，也能够稳定地驱动输出节拍和相位推进。

6. 小结

本文在前文 PWM 触发 ADC 同步采样验证的基础上，引入 DAC 作为可视化输出手段，围绕"采样完成后控制量如何产生并输出"这一核心问题，设计并完成了三个循序渐进的实验。通过严格保持与标准 FOC 电流环一致的闭环时序结构------即以 PWM 周期为时间基准，在 ADC 注入采样完成中断中推进后续输出逻辑------逐步验证了从同步采样到控制量生成的完整软件链路。

实验一通过在 ADC 注入回调中输出固定频率方波，验证了"同步采样---数据读取---波形输出"的基本流程；

实验二通过调节输入电压控制 DAC 输出方波的幅值随 IU 采样值连续变化，验证了采样数据参与控制量计算并实时作用于输出端的过程；

实验三通过调节输入电压控制 DAC 输出方波的频率随 IU 采样值的调制输出，验证了 DAC 输出节拍能够随输入电压平滑变化。

上述三个实验，通过 DAC 将原本"不可见"的控制量以直观的模拟波形形式呈现出来，从而有效验证同步采样后的控制逻辑与时序结构是否正确。本文所采用的"ADC 注入完成回调驱动输出"的软件架构，在结构和时序上与标准 FOC 电流环完全一致，为后续引入电流 PI 调节、相位累加以及 SVPWM 波形合成提供了可直接复用的基础框架。

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