【GD32F303红枫派开发板使用手册】第十四讲 DAC-输出电压实验

14.1实验内容

通过本实验主要学习以下内容：

• DAC工作原理
• 使用DAC输出电压

14.2实验原理

14.2.1DAC工作原理

我们上几章学习了ADC，本章我们来学习DAC。ADC是模-数转换，即模拟量转换为数字量，DAC正好相反，即数-模转换，是将MCU的数字量转换为模拟量——电压。

GD32F303有两个DAC，对应的IO口分别为PA4（DAC0）和PA5（DAC1），这两个DAC可以独立或并发工作。DAC可以将12位的数字数据转换为外部引脚上的电压输出。数据可以采用8位或12位，左对齐或右对齐模式。

如设置12位模式，IO口上输出的电压值和设置的数字值对应的计算公式为：

其中VREF为参考电压，DAC_DO为设置的数字值。

DAC 的主要特征如下：

◼ 8位或12位分辨率，数据右对齐或左对齐；

◼支持DMA功能；

◼同步更新转换；

◼外部事件触发转换；

◼可配置的内部缓冲区；

◼外部参考电压，VREF+；

◼噪声波形(LSFR噪声模式和三角噪声模式)；

◼双DAC并发模式

以下为GD32F303 DAC的框图：

这里着重讲下DAC的触发源，DAC触发源通过DAC_CTL寄存器中DTSELx位来进行选择。DAC的触发源见下表：

DAC有两个类型的数据寄存器——DAC保持数据寄存器（DACx_DH）和DAC数据输出寄存器（DACx_DO），用户将数字量写入到DACx_DH中，只有当DACx_DH中的数据被转移到DACx_DO时，IO口才会实际输出对应电压值。

当使能了外部触发模式（通过设置 DAC_CTL 寄存器的DTENx位控制），当已经选择的触发事件发生，DAC保持数据（DACx_DH）会被转移到DAC数据输出寄存器（DACx_DO）。如果没有使能外部触发模式，当数据写到DACx_DH后就会立即转移到DACx_DO中，此时相应IO口即输出对应电压。

14.2.2DAC 输出缓冲

为了降低输出阻抗并驱动外部负载，每个DAC 模块内部各集成了一个输出缓冲区。

缺省情况下， 输出缓冲区是开启的，可以通过设置 DAC_CTL 寄存器的DBOFFx位来开启或关闭缓冲区。打开缓冲区可以增强DAC对外驱动能力。

14.2.3DAC DMA 功能

在外部触发使能的情况下，通过设置 DAC_CTL 寄存器的DDMAENx位来使能DMA请求。 当有外部硬件触发的时候（不是软件触发），则产生一个DMA请求。

14.3硬件设计

本实验功能是将设定的数字值转换为电压，硬件设计如下：

可以看到是使用PA5即DAC1输出电压，读者可以通过测量H9口进行电压测量

14.4代码解析

14.4.1DAC 配置函数

在driver_dac.c中定义了DAC的配置函数driver_dac_config：

C void driver_dac_config(uint32_t dac_periph) { /*使能GPIOA时钟*/ rcu_periph_clock_enable(RCU_GPIOA); /*使能DAC时钟*/ rcu_periph_clock_enable(RCU_DAC); /*依据选择的DAC号来初始化IO口*/ if(dac_periph == DAC0) { gpio_init(GPIOA, GPIO_MODE_AIN, GPIO_OSPEED_50MHZ, GPIO_PIN_4); } else { gpio_init(GPIOA, GPIO_MODE_AIN, GPIO_OSPEED_50MHZ, GPIO_PIN_5); } /*DAC复位*/ dac_deinit(); /*DAC外部触发禁能，即数据写入到保持寄存器就会自动输出电压*/ dac_trigger_disable(dac_periph); /*DAC噪声关闭*/ dac_wave_mode_config(dac_periph, DAC_WAVE_DISABLE); /*输出缓冲打开*/ dac_output_buffer_enable(dac_periph); /*DAC使能*/ dac_enable(dac_periph); }

14.4.2DAC数据写入函数

在driver_dac.c中定义了DAC的数据写入函数driver_dac_out，调用这个函数后即将数字值写入到DAC数据保持寄存器中：

C void driver_dac_out(uint32_t dac_periph, uint32_t dac_align, uint16_t data) { /*写入数据到DAC保持寄存器*/ dac_data_set(dac_periph,dac_align,data); }

14.4.3main函数实现

以下为main函数代码：

C int main(void) { driver_init();//delay函数初始化 bsp_uart_init(&BOARD_UART);//BOARD_UART串口初始化 driver_dac_config(DACx);//DAC配置 while (1) { delay_ms(200);//延时200ms DAC_data += 200;//DAC_data值自增加200 if(DAC_data>4000)//DAC防止溢出 { DAC_data = 0; } printf(" the DAC_data is %d \r\n", DAC_data);//打印DAC data数据 driver_dac_out(DACx,DAC_ALIGN_12B_R,DAC_data);//输出电压 } }

本例程main函数首先进行了延时函数初始化，再配置开发板上的USB串口，接着进行DAC配置。DAC配置函数中的实参通过main.c中定义，读者可根据实际需求修改：

C #define DACx DAC1

main函数主循环中每200ms自增DAC_data值，并将该值写入到数据保存寄存器中，然后将DAC_data值打印出来。

14.5实验结果

使用外用表测量开发板H9接口上的电压值，可以看到电压循环从低到高的变化。

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