【蓝桥杯】【嵌入式组别】第十节:DAC数模转换器

DAC数模转换器

  • DAC简要介绍
  • 程序设计

DAC简要介绍

DAC是一个将数字量转换为模拟量的器件,简单来说就是我们可以通过编程来输出某个特定的电压值(电压值就是模拟量)。
也就是stm32G4内部集成了一个DAC模块,然后我们通过编程,可以实现在stm32的特定的管脚上输出一个电压。或者输出一个变化的电压波形(比如正弦波,三角波等等)。
可以打开stm32G4的数据手册的Pin Defination找到stm32的哪个管脚有DAC功能。
【蓝桥杯】【嵌入式组别】第十节:DAC数模转换器_第1张图片
可以看到本开发板一共有一个DAC输出,就是DAC1,而这个输出有两个通道,分别对应PA4和PA5两个引脚。

stm32G4芯片的DAC特性有:

  1. 支持数据左对齐或者右对齐,数据是12位的
  2. 支持两个通道同时输出
  3. 支持输出噪声波形和三角波形
  4. 支持DMA输出
  5. 可以外部触发
  6. 支持缓冲输出和非缓冲输出两种模式

程序设计

目的就是编程使得PA4和PA5管教上可以输出电压,并且这个电压可以由程序控制。

  1. 【模板】 作为STM32CUBEMX生成代码的工程;
  2. 配置DAC输出的I0;PA4 →DAC1_OUT1;PA5→DAC1_OUT2
  3. DAC输出模式:输出到外部引脚;
  4. 将dac.c 和dac.h移植到[编程工程)
    4.1main.c包含#include“dac.h”
    4.2添加stm32g4xx hal dac,c和stm32g4xx_hal_dac_ex.c到工程;4.3stm32g4xx hal_confh中启动DAC模块
    4.4在主函数中调用 MX_DAC1_Init()
    4.5完成HAL DAC SetValue函数和HAL_DAC_Start函数测试;

首先先要在模板工程设置PA4和PA5为DAC输出模式:
【蓝桥杯】【嵌入式组别】第十节:DAC数模转换器_第2张图片
设置完之后这两个引脚还是黄色的,是因为我们还没有配置他的输出模式。在右边"Analog"选项里面找到DAC1,然后配置两个引脚的输出模式:
【蓝桥杯】【嵌入式组别】第十节:DAC数模转换器_第3张图片
一共有三种模式:
第一种是将DAC产生的电压通过引脚连接到外部,这个是我们需要的。
第二种是将DAC的电压作为一个电压基准输出到其他外设上面去。
第三种是又输出到外部引脚,又输出到片内外设上面。
我们只需要设置为第一种就可以了。完整的配置如下图:
【蓝桥杯】【嵌入式组别】第十节:DAC数模转换器_第4张图片
然后点击生成代码即可。然后将dac.c和dac.h文件移植到我们的编程文件里面去。

移植程序最重要的几点就是看库函数有没有加,时钟有没有对应好,main函数有没有include 这个头文件,对应的config有没有去掉注释。

做好移植程序的工作之后

由于我们用的模式都是12为数据,所以在定义关于存储dac的变量的时候定义的变量都必须是2个字节的数据也就是16位数据。(因为1个字节只有8位数据,不够用)

最后的main.c如下:

/* USER CODE BEGIN Header */
/**
  ******************************************************************************
  * @file           : main.c
  * @brief          : Main program body
  ******************************************************************************
  * @attention
  *
  * 

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* * This software component is licensed by ST under BSD 3-Clause license, * the "License"; You may not use this file except in compliance with the * License. You may obtain a copy of the License at: * opensource.org/licenses/BSD-3-Clause * ****************************************************************************** */
/* USER CODE END Header */ /* Includes ------------------------------------------------------------------*/ #include "main.h" #include "gpio.h" #include "led.h" #include "key.h" #include "i2c.h" #include "dac.h" /* Private includes ----------------------------------------------------------*/ /* USER CODE BEGIN Includes */ /* USER CODE END Includes */ /* Private typedef -----------------------------------------------------------*/ /* USER CODE BEGIN PTD */ /* USER CODE END PTD */ /* Private define ------------------------------------------------------------*/ /* USER CODE BEGIN PD */ /* USER CODE END PD */ /* Private macro -------------------------------------------------------------*/ /* USER CODE BEGIN PM */ /* USER CODE END PM */ /* Private variables ---------------------------------------------------------*/ /* USER CODE BEGIN PV */ /* USER CODE END PV */ /* Private function prototypes -----------------------------------------------*/ void SystemClock_Config(void); /* USER CODE BEGIN PFP */ /* USER CODE END PFP */ /* Private user code ---------------------------------------------------------*/ /* USER CODE BEGIN 0 */ //Led执行程序 __IO uint32_t ledTick =0,keyTick=0; u8 led_ctrl=0xff; void LED_Process(void) { if(uwTick-ledTick<500)return; ledTick=uwTick; LED_Control(led_ctrl); led_ctrl=~led_ctrl; } void KEY_Process(void) { if(uwTick-keyTick<10)return; keyTick=uwTick; Key_Read(); // if(Trg&0x01) // { // LED_Control(0x01); // } if(Trg) { LED_Control(Trg); } } void LCD_Process(void) { u8 display_buf[20]; //[问题]长数据对端数据的覆盖问题 sprintf((char*)display_buf,"%d",4000); LCD_DisplayStringLine(Line0,display_buf); sprintf((char*)display_buf,"%d",10); LCD_DisplayStringLine(Line0,display_buf); //解决方案:加空格,针对字符串 LCD_DisplayStringLine(Line2,"hello"); LCD_DisplayStringLine(Line2,"h "); //解决方案:格式化输出,针对数据 sprintf((char*)display_buf,"%5d",5000);//默认5位,显示右对齐 LCD_DisplayStringLine(Line3,display_buf); sprintf((char*)display_buf,"%5d",10); LCD_DisplayStringLine(Line3,display_buf); sprintf((char*)display_buf,"%-5d",10);//左对齐 LCD_DisplayStringLine(Line4,display_buf); sprintf((char*)display_buf,"%05d",500);//前面补0 LCD_DisplayStringLine(Line5,display_buf); sprintf((char*)display_buf,"%5.2f",3.1415926);//显示小鼠,总长是5位,小数点算一位 LCD_DisplayStringLine(Line6,display_buf); sprintf((char*)display_buf,"%x",15); LCD_DisplayStringLine(Line7,display_buf);//%x显示16进制,%o显示8进制 sprintf((char*)display_buf,"%c",'a'); LCD_DisplayStringLine(Line8,display_buf);//%s字符串,%c是字符 sprintf((char*)display_buf,"%d %%",10); LCD_DisplayStringLine(Line9,display_buf);//输出百分号:% } u8 val_24c02=0; u16 dac_ch1_val,dac_ch2_val; void DAC_Process(void) { dac_ch1_val=(1.1f/3.3f*4095);//输出1.1V dac_ch2_val=(2.1f/3.3f*4095);//输出2.2V HAL_DAC_SetValue(&hdac1,DAC_CHANNEL_1,DAC_ALIGN_12B_R,dac_ch1_val);//0->0V;4095->3.3V HAL_DAC_Start(&hdac1,DAC_CHANNEL_1); HAL_DAC_SetValue(&hdac1,DAC_CHANNEL_2,DAC_ALIGN_12B_R,dac_ch2_val);//0->0V;4095->3.3V HAL_DAC_Start(&hdac1,DAC_CHANNEL_2); } /* USER CODE END 0 */ /** * @brief The application entry point. * @retval int */ int main(void) { /* USER CODE BEGIN 1 */ /* USER CODE END 1 */ /* MCU Configuration--------------------------------------------------------*/ /* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */ HAL_Init(); /* USER CODE BEGIN Init */ /* USER CODE END Init */ /* Configure the system clock */ SystemClock_Config(); /* USER CODE BEGIN SysInit */ /* USER CODE END SysInit */ /* Initialize all configured peripherals */ MX_GPIO_Init(); /* USER CODE BEGIN 2 */ LCD_Init(); LED_Control(0x00); MX_DAC1_Init(); //LCD_Process(); /* USER CODE END 2 */ /* Infinite loop */ /* USER CODE BEGIN WHILE */ LCD_Clear(Blue); LCD_SetBackColor(Blue); LCD_SetTextColor(White); LCD_Process(); I2CInit(); EEPROM_Write(0x10,0x55); val_24c02=EEPROM_Read(0x10); u8 display_buf[20]; while (1) { /* USER CODE END WHILE */ /* USER CODE BEGIN 3 */ //LED_Process(); sprintf((char*)display_buf,"EEPROM:%d",val_24c02); LCD_DisplayStringLine(Line1,display_buf);//输出百分号:% KEY_Process(); DAC_Process(); } /* USER CODE END 3 */ } /** * @brief System Clock Configuration * @retval None */ void SystemClock_Config(void) { RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct = {0}; RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct = {0}; /** Configure the main internal regulator output voltage */ HAL_PWREx_ControlVoltageScaling(PWR_REGULATOR_VOLTAGE_SCALE1); /** Initializes the CPU, AHB and APB busses clocks */ RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSI; RCC_OscInitStruct.HSIState = RCC_HSI_ON; RCC_OscInitStruct.HSICalibrationValue = RCC_HSICALIBRATION_DEFAULT; RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_ON; RCC_OscInitStruct.PLL.PLLSource = RCC_PLLSOURCE_HSI; RCC_OscInitStruct.PLL.PLLM = RCC_PLLM_DIV2; RCC_OscInitStruct.PLL.PLLN = 20; RCC_OscInitStruct.PLL.PLLP = RCC_PLLP_DIV2; RCC_OscInitStruct.PLL.PLLQ = RCC_PLLQ_DIV2; RCC_OscInitStruct.PLL.PLLR = RCC_PLLR_DIV2; if (HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct) != HAL_OK) { Error_Handler(); } /** Initializes the CPU, AHB and APB busses clocks */ RCC_ClkInitStruct.ClockType = RCC_CLOCKTYPE_HCLK|RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK |RCC_CLOCKTYPE_PCLK1|RCC_CLOCKTYPE_PCLK2; RCC_ClkInitStruct.SYSCLKSource = RCC_SYSCLKSOURCE_PLLCLK; RCC_ClkInitStruct.AHBCLKDivider = RCC_SYSCLK_DIV1; RCC_ClkInitStruct.APB1CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1; RCC_ClkInitStruct.APB2CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1; if (HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_3) != HAL_OK) { Error_Handler(); } } /* USER CODE BEGIN 4 */ /* USER CODE END 4 */ /** * @brief This function is executed in case of error occurrence. * @retval None */ void Error_Handler(void) { /* USER CODE BEGIN Error_Handler_Debug */ /* User can add his own implementation to report the HAL error return state */ /* USER CODE END Error_Handler_Debug */ } #ifdef USE_FULL_ASSERT /** * @brief Reports the name of the source file and the source line number * where the assert_param error has occurred. * @param file: pointer to the source file name * @param line: assert_param error line source number * @retval None */ void assert_failed(uint8_t *file, uint32_t line) { /* USER CODE BEGIN 6 */ /* User can add his own implementation to report the file name and line number, tex: printf("Wrong parameters value: file %s on line %d\r\n", file, line) */ /* USER CODE END 6 */ } #endif /* USE_FULL_ASSERT */ /************************ (C) COPYRIGHT STMicroelectronics *****END OF FILE****/

要注意的一点是:
DAC最好是先赋值然后再启动(就是下面这个顺序)

HAL_DAC_SetValue(&hdac1,DAC_CHANNEL_1,DAC_ALIGN_12B_R,dac_ch1_val);//0->0V;4095->3.3V
HAL_DAC_Start(&hdac1,DAC_CHANNEL_1);

ADC最好是先启动然后再赋值。

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