stm32入门教程——DAC介绍

STM32F407系列单片机中的DAC（数字模拟转换器）是一种重要的外设，它允许单片机输出模拟电压信号。这些模拟信号可以用于驱动各种类型的负载，例如LED、音频放大器或电机驱动器。以下是STM32F407 DAC的详细解释，包括其功能、配置和使用示例。

### 功能概述

STM32F407单片机通常包含一个DAC，它具有以下特点：

- 两个独立的DAC输出通道（DAC OUT1和DAC OUT2）。
- 每个通道可以独立配置，支持8位或12位分辨率。
- 支持左对齐和右对齐的数据输出。
- 内置输出缓冲器，可以降低输出阻抗，直接驱动外部负载。
- 支持多种触发源，包括内部定时器、外部事件和软件触发。
- 可以生成噪声波形和三角波形。

### 配置步骤

要使用STM32F407的DAC，需要进行以下配置步骤：

1. **引脚配置**：确保DAC输出引脚（如PA4和PA5）没有被其他外设占用，并配置为模拟输入模式。

2. **DAC初始化**：使用STM32CubeMX或手动编写代码初始化DAC，设置输出分辨率、数据对齐方式、输出缓冲器和触发源。

3. **触发源设置**：根据需要选择合适的触发源，例如使用定时器作为触发源来周期性更新DAC输出值。

4. **DMA配置**（可选）：如果需要自动连续输出数据，可以配置DMA来周期性地从内存中读取数据并更新DAC。

5. **中断配置**（可选）：如果需要处理DAC相关的事件（如DMA传输完成），可以配置相应的中断。

### 使用示例

以下是一个简单的示例，展示了如何使用STM32CubeMX和HAL库函数来配置STM32F407的DAC OUT1输出一个自定义波形：

1. **STM32CubeMX配置**：
   - 打开STM32CubeMX软件并加载对应的STM32F407项目。
   - 在Pinout & Configuration页面中，选择DAC OUT1并配置其模式（例如，选择右对齐12位输出）。
   - 配置触发源，例如选择定时器更新事件作为触发源。
   - 生成代码并打开生成的MDK-ARM项目。

2. **HAL库函数使用**：
   - 初始化DAC和DMA（如果需要）。
   - 定义一个数组，存储自定义波形的采样值。
   - 在主循环中，使用`HAL_DAC_SetValue()`函数设置DAC输出值，并使用`HAL_DAC_Start()`启动DAC输出。

以下是一个基于STM32F407的DAC输出示例代码，该代码使用HAL库函数来配置DAC OUT1并输出一个简单的正弦波形。此示例假设您已经安装了STM32CubeMX并生成了基础的项目代码。

```c
#include "main.h"
#include "stm32f4xx_hal.h"

// 定义正弦波的采样点数
#define SIN_WAVE_POINTS 256

// 定义DAC输出的正弦波数组
uint16_t sin_wave[SIN_WAVE_POINTS];

// 初始化DAC和相关配置
void MX_DAC_Init(void) {
    DAC_HandleTypeDef hdac;
    
    // 配置DAC
    hdac.Instance = DAC1;
    hdac.Init.Trigger = DAC_TRIGGER_NONE; // 无外部触发
    hdac.Init.OutputBuffer = DAC_OUTPUTBUFFER_ENABLE; // 使能输出缓冲器
    hdac.Init.DACChannels = DAC_CHANNEL_1; // 使用DAC OUT1
    hdac.Init.DACResolution = DAC_RESOLUTION_12B; // 12位分辨率
    hdac.Init.DACDataAlignment = DAC_ALIGN_12B_RIGHT; // 右对齐
    hdac.Init.DACScaling = DAC_SCALING_STANDARD; // 标准缩放
    HAL_DAC_Init(&hdac);
    
    // 初始化正弦波数组
    for (int i = 0; i < SIN_WAVE_POINTS; ++i) {
        sin_wave[i] = (uint16_t)(2047.0 * (sin(2 * M_PI * i / SIN_WAVE_POINTS) + 1)); // 缩放到0-4095
    }
}

// 主函数
int main(void) {
    HAL_Init();
    MX_DAC_Init();
    
    while (1) {
        for (int i = 0; i < SIN_WAVE_POINTS; ++i) {
            HAL_DAC_SetValue(&hdac, DAC_CHANNEL_1, DAC_ALIGN_12B_RIGHT, sin_wave[i]);
            HAL_DAC_Start(&hdac, DAC_CHANNEL_1);
            // 等待一小段时间
            HAL_Delay(1); // 简单的延时，实际应用中可能需要更精确的定时
        }
    }
}
```

在这个示例中，我们首先定义了正弦波的采样点数和对应的数组。然后在`MX_DAC_Init`函数中初始化DAC，设置了触发源为无（即软件触发），启用了输出缓冲器，并选择了12位的分辨率和右对齐模式。
在主循环中，我们遍历正弦波数组，并使用`HAL_DAC_SetValue`和`HAL_DAC_Start`函数来输出DAC值。为了模拟波形的变化，我们在每次输出后添加了一个简单的延时。