第二十六章 DAC——输出正弦波

第二十六章 DAC——输出正弦波

目录

第二十六章 DAC——输出正弦波

1 DAC简介

2 DAC功能框图剖析

2.1 参考电压

2.2 数模转换及输出通道

2.3 触发源及DHRx寄存器

3 DAC初始化结构体详解

4 DAC输出正弦波实验

4.1 代码解析

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本章参考资料：《W55MH32参考手册》DAC章节。

学习本章时，配合《W55MH32参考手册》DAC章节一起阅读，效果会更佳，特别是涉及到寄存器说明的部分。

1 DAC简介

        DAC为数字/模拟转换模块，故名思议，它的作用就是把输入的数字编码，转换成对应的模拟电压输出，它的功能与ADC相反。 在常见的数字信号系统中，大部分传感器信号被化成电压信号，而ADC把电压模拟信号转换成易于计算机存储、处理的数字编码， 由计算机处理完成后，再由DAC输出电压模拟信号，该电压模拟信号常常用来驱动某些执行器件，使人类易于感知。如音频信号的采集及还原就是这样一个过程。

        W55MH32具有片上DAC外设，它的分辨率可配置为8位或12位的数字输入信号，具有两个DAC输出通道，这两个通道互不影响， 每个通道都可以使用DMA功能，都具有出错检测能力，可外部触发。

2 DAC功能框图剖析

W55MH32的DAC模块框图如下：

        整个DAC模块围绕框图下方的“数字至模拟转换器x”展开，它的左边分别是参考电源的引脚：VDDA、 VSSA及VREF+， 其中W55MH32的DAC规定了它的参考电压:math:V_{ref +}输入范围为2.4——3.3V。 “数字至模拟转换器x”的输入为DAC的数据寄存器“DORx”的数字编码，经过它转换得的模拟信号由图中右侧的“DAC_OUTx”输出。 而数据寄存器“DORx”又受“控制逻辑”支配，它可以控制数据寄存器加入一些伪噪声信号或配置产生三角波信号。图中的左上角为DAC的触发源， DAC根据触发源的信号来进行DAC转换，其作用就相当于DAC转换器的开关，它可以配置的触发源为外部中断源触发、定时器触发或软件控制触发。 如本章实验中需要控制正弦波的频率，就需要定时器定时触发DAC进行数据转换。

2.1 参考电压

        与ADC外设类似，DAC也使用VREF+引脚作为参考电压， 在设计原理图的时候一般把VSSA接地，把VREF+和VDDA 接3.3V， 可得到DAC的输出电压范围为：0~3.3V。

        如果想让输出的电压范围变宽，可以在外部加一个电压调理电路，把0~3.3V的DAC输出抬升到特定的范围即可。

2.2 数模转换及输出通道

        框图中的“数字至模拟转换器x”是核心部件，整个DAC外设都围绕它而展开。它以左边的VREF+作为参考电源， 以DAC的数据寄存器“DORx”的数字编码作为输入，经过它转换得的模拟信号由右侧的“DAC_OUTx”通道输出。其中各个部件中的“x”是指设备的标号， 在W55MH32中具有2个这样的DAC部件，每个DAC有1个对应的输出通道连接到特定的引脚，即：PA4-通道1，PA5-通道2，为避免干扰，使用DAC功能时， DAC通道引脚需要被配置成模拟输入功能（AIN）。

2.3 触发源及DHRx寄存器

        在使用DAC时，不能直接对上述DORx寄存器写入数据，任何输出到DAC通道x的数据都必须写入到DHRx寄存器中（其中包含DHR8Rx、DHR12Lx等， 根据数据对齐方向和分辨率的情况写入到对应的寄存器中）。

        数据被写入到DHRx寄存器后，DAC会根据触发配置进行处理，若使用硬件触发，则DHRx中的数据会在3个APB1时钟周期后传输至DORx， DORx随之输出相应的模拟电压到输出通道；若DAC设置为外部事件触发，可以使用定时器（TIMx_TRGO）、 EXTI_9信号或软件触发（SWTRIGx）这几种方式控制数据DAC转换的时机，例如使用定时器触发，配合不同时刻的DHRx数据，可实现DAC输出正弦波的功能。

3 DAC初始化结构体详解

        在W55MH32的标准库中，把控制DAC相关的各种配置封装到了结构体DAC_InitTypeDef中， 它主要包含了DAC_CR控制寄存器的各寄存器位的配置，见代码清单:DAC-1 ：

代码清单:DAC-1 DAC_InitTypeDef结构体

typedef struct {
      
      
    /*DAC触发方式 */
    uint32_t DAC_Trigger;

    /*是否自动输出噪声或三角波 */