ADC及DAC简介

1,ADC简介

  ADC(Analog to Digital Conver)即A/D转换器。是指一个将模拟信号转变为数字信号的电子元件。通常的模数转换器是把经过与标准量比较处理后的模拟量转换成以二进制数值表示的离散信号的转换器。

  A/D转换器按工作原理的不同,可以分成间接ADC和直接ADC。间接ADC是先将输入模拟电压转换成时间或频率,然后再把这些中间量转换成数字量,常用的有双积分型ADC。直接ADC则直接将模拟量转换为数字量,常用的有并联比较型ADC和逐次逼近型ADC。

  并联比较型 ADC:采用各量级同时并行比较,各位输出码也是同时并行产生,所以转换速度快。并联比较型 ADC 的缺点是成本高、功耗大。

  逐次逼近型 ADC:它产生一系列比较电压 VR,但它是逐个产生比较电压,逐次与输入电压分别比较,以逐渐逼近的方式进行模数转换。它比并联比较型 ADC 的转换速度慢,比双分积型 ADC 要快得多,属于中速 ADC 器件。

  双积分型 ADC:它先对输入采样电压和基准电压进行两次积分,获得与采样电压平均值成正比的时间间隔,同时用计数器对标准时钟脉冲计数。它的优点是抗干扰能力强,稳定性好;主要缺点是转换速度低。

2,DAC简介

  DAC(Digital to Analog Conver)即 D/A 转换器,是指将数字信号转变为模拟信号的电子元件。

  DAC 的内部电路构成无太大差异,一般按输出是电流还是电压、能否作乘法运算等进行分类。大多数 DAC 由电阻阵列和 n 个电流开关(或电压开关)构成,按数字输入值切换开关,并依据开关状态来产生对应的输出电流(或电压)。此外,也有为了改善精度而把恒流源放入器件内部的。 DAC 可分为电压型和电流型两大类电压型 DAC 又可分为:权电阻网络型、 T 型电阻网络型和树形开关网络型等电流型 DAC 有权电流型电阻网络和倒 T 型电阻网络等。

  电压输出型 。 电压输出型 DAC 可直接从电阻阵列输出电压,一般采用内置输出放大器以低阻抗输出。直接输出电压的器件仅用于高阻抗负载,由于无输出放大器部分的延迟,故常作为高速 DAC 使用。

  电流输出型。电流输出型 DAC 很少直接利用电流输出,大多外接电流- 电压转换电路得到电压输出,后者有两种方法:一是只在输出引脚上接负载电阻而进行电流- 电压转换,二是外接运算放大器。

  乘算型。 DAC 中有使用恒定基准电压的,也有在基准电压输入上加交流信号的,后者由于能得到数字输入和基准电压输入相乘的结果而输出,因而称为乘算型 DAC。乘算型 DAC 一般不仅可以进行乘法运算,而且可以作为使输入信号数字化地衰减的衰减器及对输入信号进行调制的调制器使用。

  一位 DAC。一位 DAC 与前述转换方式全然不同,它将数字值转换为脉冲宽度调制或频率调制的输出,然后用数字滤波器作平均化而得到一般的电压输出,用于音频输出等场合。

<think>好的,我现在需要帮助用户了解STM32中DACADC的使用方法及配置示例。首先,我得回忆一下STM32的DACADC模块的基本知识。DAC是数模转换器,负责将数字信号转换为模拟电压输出,而ADC则是模数转换器,用于将模拟信号转换为数字值。这两个模块在嵌入式系统中非常常见,比如传感器数据采集或音频输出等场景。 接下来,我需要考虑用户可能需要的具体信息。用户提到了“使用教程”“配置示例”,所以应该提供具体的步骤代码示例。同时,用户引用了两个关于ADC的参考资料,其中一个是STM32F103的ADC采样,另一个是STM32G4的注入模式配置。这说明用户可能在使用不同系列的芯片,可能需要区分不同型号的配置差异。 首先,关于DAC的配置。对于STM32F1系列,DAC的配置相对直接。我需要提到初始化DAC的GPIO引脚,配置DAC通道,设置触发方式(比如软件触发或定时器触发),以及如何输出指定的电压值。代码示例应该包括库函数的调用,比如DAC_Init(),DAC_SetChannelData()等,并解释每个参数的作用。 然后是ADC的配置。用户提供的参考资料中提到了规则通道注入模式,这可能涉及到不同的转换模式。规则通道用于常规的连续或单次转换,而注入模式可以在规则通道转换过程中插入高优先级的转换,适用于需要紧急采样的场景。需要分别给出这两种模式的配置步骤,可能包括时钟配置、通道选择、采样时间设置、中断使能等。同时,用户提到的ADC_RegularChannelConfig函数需要详细说明参数,比如ADCx选择哪个ADC模块,通道号,转换顺序采样时间。 接下来,我需要考虑如何将DACADC结合使用。例如,使用DAC生成一个模拟信号,然后用ADC读取这个信号,验证其正确性。这样的示例能帮助用户理解两者的协同工作。代码部分可能需要配置DAC输出一个电压,然后启动ADC转换,读取结果并进行比较。 此外,需要注意不同STM32系列之间的差异。比如STM32F1STM32G4在库函数或配置细节上可能有所不同,但为了简化,可能先以常见的F1系列为例,再提到其他系列需要注意的地方,比如CubeMX配置工具的使用,或者HAL库与标准外设库的区别。 用户还可能关心性能优化,比如如何提高ADC的采样精度,减少噪声干扰,或者DAC的输出稳定性。这些可以在注意事项中提及,比如使用参考电压源,适当配置采样时间,硬件上的滤波电路等。 最后,生成的相关问题需要覆盖用户可能进一步探索的方向,比如校准方法、多通道配置、中断DMA的使用,以及不同应用场景下的最佳实践。这有助于用户深入学习解决问题。 现在需要整理这些思路,按照用户的要求分点回答,确保使用正确的中文术语,代码示例格式正确,并且引用提供的参考资料。同时,要检查LaTeX格式是否符合要求,比如行内公式用$...$,独立公式用$$...$$,但当前内容可能涉及较少的数学公式,但如果有的话需要正确应用。</think>### STM32 DACADC配置指南 #### 一、DAC配置(以STM32F1为例) 1. **GPIO配置** 将DAC输出引脚(如PA4/PA5)设置为模拟模式: ```c GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_4; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AIN; GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); ``` 2. **DAC初始化** 使用标准库配置DAC通道,触发方式选择软件触发: ```c DAC_InitTypeDef DAC_InitStruct; DAC_InitStruct.DAC_Trigger = DAC_Trigger_None; // 软件触发 DAC_InitStruct.DAC_WaveGeneration = DAC_WaveGeneration_None; DAC_InitStruct.DAC_OutputBuffer = DAC_OutputBuffer_Enable; DAC_Init(DAC_Channel_1, &DAC_InitStruct); DAC_Cmd(DAC_Channel_1, ENABLE); ``` 3. **输出电压值** 写入12位数字值(0~4095对应0~3.3V): ```c DAC_SetChannel1Data(DAC_Align_12b_R, 2048); // 输出1.65V ``` --- #### 二、ADC配置(规则通道模式) 1. **GPIO与时钟配置** 配置ADC输入引脚为模拟输入(如PA0),并开启ADC时钟: ```c RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_ADC1, ENABLE); GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AIN; GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); ``` 2. **ADC参数设置** 使用函数`ADC_RegularChannelConfig`配置规则通道[^1]: ```c ADC_InitTypeDef ADC_InitStruct; ADC_InitStruct.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent; ADC_InitStruct.ADC_ScanConvMode = DISABLE; // 单通道模式 ADC_InitStruct.ADC_ContinuousConvMode = ENABLE; // 连续转换 ADC_InitStruct.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_None; ADC_InitStruct.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right; ADC_InitStruct.ADC_NbrOfChannel = 1; ADC_Init(ADC1, &ADC_InitStruct); ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_0, 1, ADC_SampleTime_55Cycles5); ``` 3. **启动转换** ```c ADC_Cmd(ADC1, ENABLE); ADC_ResetCalibration(ADC1); while(ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1)); ADC_StartCalibration(ADC1); while(ADC_GetCalibrationStatus(ADC1)); ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE); ``` --- #### 三、ADC注入模式(STM32G4示例) 注入模式支持高优先级中断插入转换[^2],配置步骤如下: 1. **CubeMX配置** - 在ADC设置中启用注入通道(如INJ1~4) - 设置触发源(如外部触发或定时器) 2. **代码实现** ```c HAL_ADCEx_InjectedStart(&hadc1); // 启动注入转换 HAL_ADCEx_InjectedPollForConversion(&hadc1, 100); // 等待转换完成 uint16_t adc_value = HAL_ADCEx_InjectedGetValue(&hadc1, ADC_INJECTED_RANK_1); ``` --- #### 四、DACADC联合使用示例 ```c // DAC输出正弦波,ADC采样验证 DAC_SetChannel1Data(DAC_Align_12b_R, sin_value); ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE); while(!ADC_GetFlagStatus(ADC1, ADC_FLAG_EOC)); uint16_t adc_result = ADC_GetConversionValue(ADC1); ``` --- #### 注意事项 1. ADC采样时间需根据信号频率调整,高频信号需缩短采样时间 2. 若需高精度DAC输出,建议启用输出缓冲并外接滤波电路 3. 注入模式适用于实时性要求高的场景,如过压保护[^2] ---
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