STM32 DAC 实战：用 DMA 把定时器表变成波形，自制信号发生器

想用 STM32 出个正弦波、三角波、或者可调频的方波，最常用的笨办法是在主循环里一步步算好值、写进 DAC 数据寄存器。CPU 被这事儿占满不说，频率稍微高点波形就锯齿得没法看。

正确的玩法是让 DAC 自己按节奏出数：定时器当节拍器，每隔固定时间触发一次 DAC 转换，DMA 把一张预先算好的波形表自动搬过去。CPU 只管生成那张表，之后彻底脱手。这篇文章把 DAC + 定时器触发 + DMA 波形发生讲清楚，以及那些让波形失真、频率算错的坑。

DAC 到底在干什么

DAC（数模转换器）把一个数字量变成模拟电压。STM32 多数型号带 1~2 路 DAC，分辨率 12 位，输出 0 到 VREF 之间的电压。最基础用法是 HAL_DAC_SetValue 写一个值，输出立刻变。

但手动写值的瓶颈在 CPU：你想出 1kHz 正弦波，一个周期至少几十个点，每秒就得写几万次，主循环啥也别干了。解法是用定时器触发 和DMA：

定时器按你设定的频率产生触发事件（比如溢出）
每次触发让 DAC 转换下一个数据
DMA 自动从波形表取下一个值送进 DAC 寄存器，取完一圈自动回绕

整个过程 CPU 不参与数据搬运，只偶尔更新一下波形表或频率参数。

波形表和定时器触发

先在内存里放一张正弦波表，比如 256 个点，值是 12 位范围内按正弦算好的：

c 复制代码

#define N 256
uint16_t sine[N];
for (int i = 0; i < N; i++) {
    // 12位 DAC，中点 2048，幅度 2047
    sine[i] = (uint16_t)(2048 + 2047 * sin(2 * PI * i / N));
}

配置定时器触发 DAC。以 TIM6 作触发源，它的溢出频率决定每个点间隔，进而决定输出波形频率：

text 复制代码

波形频率 = 定时器触发频率 / 表长 N
         = (TIM_CLK / (PSC+1) / (ARR+1)) / N

比如表长 256，想出 1kHz 波形，触发频率就得是 256kHz。反过来用这个公式去算 PSC 和 ARR。

启动：

c 复制代码

HAL_TIM_Base_Start(&htim6);                       // 定时器开始产触发
HAL_DAC_Start_DMA(&hdac, DAC_CHANNEL_1,
                  (uint32_t *)sine, N, DAC_ALIGN_12B_R);   // DMA 自动送表

DAC_ALIGN_12B_R 是右对齐 12 位格式，波形表就按这个对齐准备。DMA 在 Circular 模式下自动回绕，波形就持续不断地出。

输出缓冲和幅度

DAC 内部有输出缓冲放大器，开启后驱动能力强、带负载稳，但会吃掉一点电压余量（到不了轨）。关闭缓冲直接输出，摆幅更满，但源阻抗高，后面不接运放就带不动负载。

想要任意幅度和偏移，单靠 DAC 不够。常见做法是 DAC 出 0~3.3V 的波形，再经过一级运放做缩放和电平平移。比如要 ±5V 输出，DAC 先出 0~3.3V 中点 1.65V，运放做 2 倍增益、减去偏置，得到 ±5V。

十个坑，波形丑基本都在这

触发源没配对。DAC 的触发源要在 CubeMX 里选成对应定时器（比如 TIM6 TRGO），没选或选错，DAC 不转，输出一直是上次的值。
波形表对齐格式错 。DMA 送的是 DAC_ALIGN_12B_R（右对齐）还是 12B_L（左对齐），要和表的数据格式一致。左对齐的表用右对齐送进去，波形直接被砍半或移位。
表长 N 和频率公式搞反。以为改 N 就能调频，其实 N 是分辨率、ARR 才是频率主旋钮。频率 = 触发频率 / N，调频动定时器，调波形平滑度动 N。
DMA 没开 Circular 模式。Normal 模式送完一圈就停，波形只出一次。波形发生器必须 Circular，让它自动回绕。
定时器触发频率太高超 DAC 建立时间。DAC 转换和建立需要时间，触发太快，前一个值还没稳下一个又来了，波形台阶化、失真。查手册建立时间，别逼太狠。
输出缓冲没开带不动负载。直接驱动长线或低阻负载，电压被拉垮、波形变形。轻载可以关缓冲换满摆幅，重载必须开缓冲或后级加运放。
波形表没算对幅度和偏置。算出来的值超 0~4095 被截断，正弦顶部削平；没加直流偏置，纯交流表送进去负半周全丢。表值夹在范围内，交流波要加中点偏置。
两路 DAC 抢同一个触发源。部分型号两路 DAC 共用一个定时器触发，想两路不同频率做不到，得错开或用其他触发。需要独立波形时确认型号是否支持分触发。
更新波形表时和 DMA 读冲突 。正 Circular 搬运时你改表，可能半新半旧拼成一个怪波形。更新前先 HAL_DAC_Stop_DMA 或双缓冲切换，别边读边写。
VREF 不稳波形带电源噪声。DAC 参考电压取自 VREF 脚，电源纹波直接叠到输出。参考源加旁路、用独立基准，波形才干净，尤其小信号时明显。

把这件事收一下

DAC 出波形，核心是「定时器定节拍、DMA 搬数据、CPU 只备表」。这三件套搭起来，正弦、三角、任意波形都是同一张表的区别，频率交给定时器算。坑大多在触发源配对、对齐格式、还有缓冲和参考电压这些模拟侧的细节，数字部分反而省心。调好了，一个 STM32 就是台可编程信号源。

DAC 出波靠的是「定时器打拍、DMA 搬表、CPU 备料」。频率动定时器、平滑动表长，对齐格式和参考电压卡死，波形才干净不乱。