STM32系列DAC的介绍与使用

嵌入式ARM 2023-06-27 16:49


最近因为有一个项目需要输出 0~10V 的信号量,而且想着应该可以直接使用 STM32 的 DAC 来做,虽然不一定实际使用,但也就来试试看吧。
说句实话,博主自己做的产品不常用 DAC,所以本文我们就来好好复习一下 STM32 的 DAC ,从应用角度讲讲如何快速使用起来。

本文目录:

  • 一、STM32带DAC的系列

  • 二、DAC基础简介

    • 1、DAC输出引脚

    • 2、引脚配置

    • 3、DAC输出电压计算方法

  • 三、CubeMX DAC配置

    • 触发源software trigger与None的区别

  • 四、测试

    • 1、基础测试

    • 2、波形输出


一、STM32带DAC的系列

目前博主产品使用的芯片为 STM32L051C8 系列,本来还想着直接CubeMX 设置一下,直接测试,才发现这个片片根本没有 DAC = =!好吧,尴尬,后来查了下 L 系列确实都没有 DAC。

STM32L0:

STM32L0 系列都没有 DAC(ST产品线一直在完善,也可能是我自己不知道有,有错误请指出)。

那么想着就用 STM32F103 系列把,然后又查了下资料,48pin 的STM32F103C系列 也没有 DAC ,自己最常用的两款芯片都没有,网上也没有直接说哪些有哪些没有的,只能去找 ST 的资料看看,果然在某份文档中找到了。

STM32F103:

STM32F103 系列带有 DAC 的型号如下图列表所示(从 STM32F103RC 起往上都有DAC):

那这么看到,如果使用STM32F系列,那么至少也得从64pin 的 STM32F103RC 开始使用了。

至于 STM32F1 系列的其他型号,比如 F100、F101、F102、F105/7 等系列,因为不常用,我也没有特意去查找。

考虑到想找一个与 STM32F103 Pin to Pin 的,我又去找了另外一个常用的系列,STM32L1系列 ,居然发现了 STM32L151C8 居然也有 DAC, 这倒是可以用用。

STM32L1:

STM32L1 系列都带有 DAC :STM32L151xxxx 、STM32L152xxxx。

STM32F4:

更高端的 F4 系列芯片,想想都知道,全系列带有 DAC ,就是贵啊。

STM32F4 系列都带有 DAC。

这里再多余的补充一下,为什么我找芯片都是从最低端的型号开始,而且找到合适的基本不会再往功能更强的去找了:

因为实际产品!做产品不可能和学习一样,大家学习买的开发板,都是上百个脚,一步到位,基本都是系列旗舰芯片了,功能越强越好,性能越强越好。但是作为实际应用的产品来说,需要考虑成本的,没有一家公司会在满足性能的低成本芯片的情况下,去找一个所谓更好,更强的芯片!

二、DAC基础简介

DAC把数字量转换为模拟量,在单片机上 ,给指定的寄存器一个数字量,模块就会转化成对应的模拟电压输出,理解和使用起来都是很简单的,如果想知道基本的理论,说明大家可以网上搜索一下一大堆,这里我们直接用起来没必要介绍那些 “没用” 理论。

对于 STM32 而言,我们使用起来也是非常简单,只需要记住下面几个点,基本上就没问题了:

1、DAC输出引脚

STM32  常用系列的 DAC 输出通道都是固定的:

DAC_OUT1 :PA4

DAC_OUT2 :PA5

2、引脚配置

在 IO 配置的时候为了避免额外的干扰, PA4 和 PA5 建议配置为模拟功能。

如果使用 CubeMX 软件,选择了 DAC 输出,系统自动会选择成 Analog mode,使能 DAC 通道之后,相应的 GPIO 引脚会自动与 DAC 的模拟输出相连。

3、DAC输出电压计算方法

12位模式下面:

DAC输出电压 = (DOR/2^12) * Vref+

上面 DOR 是寄存器,最终会拿到我们写入的数字量的寄存器

关于到底用 4096 还是 4095 ,其实平时用起来差不多,ST 的手册上面为 4095,那么建议4095 严谨一点吧,这里大家知道就行

一般来说,我们 Vref+ 可以连接至 VCC ,比如说3.3V , 那就是 DAC输出电压 = (写入的数字量 / 4095) * 3.3

那么同样的,8位模式下面的计算方法:

DAC输出电压 = (写入的数字量 / 255) * 3.3

三、CubeMX DAC配置

那么接下来我们来简单测试一下 DAC 的效果,这里我们使用 STM32CubeMX 软件进行配置。

DAC 的配置是相对很简单的,如下图所示:

选择两个输出通道,其中 External Trigger 选项为是否选择 外部中断EXTI9 触发,如下图所示:

我们测试的时候使用软件触发,不使用外部中断,所以这里不选择。

DAC 的基本设置,很简单,对于博主使用的 STM32L151 来说就只有2个选项:

关于输出缓存:

DAC选择了输出缓存,可以用来减少输出阻抗,无需外部运放即可直接驱动外部负载。但是输出的电压没法低于20mv。

不使能输出缓存,DAC可以输出低于20mv的信号。

对于其他型号的 DAC ,可能还会有下面两个选项:

Wave generation mode

波形生成模式:可选 三角波发生器 ( Triangle wave generation ) 和 噪声波形 ( noise wave generation )

Maximum Triangle Amplitude

最大三角波幅:0-4095 对应 0V~3.3V

1、触发源software trigger与None的区别

这里要额外说明一下,最后一个选项 software trigger (软件触发) 与 选择 None (没有触发源)的区别。

这两种触发源很多小伙伴在使用的时候会搞糊涂,实际上这两者是完全不同的,先用文字简单解释一下(简单使用 HAL 库,不了解寄存器没关系,这里只是为了说明区别,):

选择 None (没有触发源):

只在向 DAC 数据寄存器 DHR 写入数据之后,DAC 转化模块自动转换一次。

选择 software trigger (软件触发):

向软件触发寄存器 SWTRIGR 中写入命令时触发转换,将 DOR 寄存器中的数据进行转换。 但是在这个之间需要向 DAC 数据寄存器 DHR 写入数据, 再进行软件触发操作。

可以说,software trigger (软件触发)就比  None (没有触发源) 多一个步骤,首先都要写 DHR 寄存器写入数据,写完后  None  自动转换,但是 software trigger  需要多一步软件触发操作。

在标准库中,使用步骤区别:

如果模式为 DAC_Trigger_None

直接使用 DAC_SetChannelxData() 设置输出电压,就可以设定输出电压的大小

如果模式为软件触发:

每次在使用 DAC_SetChannelxData() 设置或者修改输出电压后, 还需要调用 DAC_SoftwareTriggerCmd(),使能软件触发。

在 HAL 库中,没有单独的软件触发的代码,因为 HAL_DAC_Start() 函数中包含了软触发转换的代码。

所以在 HAL 库中,建议的使用方法步骤为:

初始化完成后,先使用 HAL_DAC_SetValue();  ,然后再使用 HAL_DAC_Start(); ,这样的先后顺序不管是使用上面的那种方式,都能够正常输出电压值。

明白了 软件触发 以后,在平时使用中需要谨慎使用,因为每一次修改输出电压后,都必须产生一次触发信号来使得 DAC 触发 。

四、测试

接下来,我们简单测试一下 STM32 的DAC。

1、基础测试

基础测试就是非常简单,使用 STM32CubMX 生成代码后,直接加上两句话就可以使得 DAC 有输出了,比如下图示例:

上面设置 value 为 2048 ,根据上面的  0-4095 对应 0V~3.3V,可知,我们的电压值为 1.6V 左右。

然后直接测量 通道2(PA5) 的电压,如下:

2、波形输出

上文我们说过,对于我目前使用的 STM32L151 不支持波形输出,其他型号的可能可以直接设置,那么我们自己来简单实现一个波形输出,也是比较简单的:

  while (1)
  {
    for (mydac_value = 4095; mydac_value > 0; mydac_value--)
    {
      HAL_DAC_SetValue(&hdac,DAC_CHANNEL_2,DAC_ALIGN_12B_R,mydac_value);
      HAL_Delay(1);
    }
    for (mydac_value = 0; mydac_value < 4095; mydac_value++)
    {
      HAL_DAC_SetValue(&hdac,DAC_CHANNEL_2,DAC_ALIGN_12B_R,mydac_value);
      HAL_Delay(1);
    }
    /* USER CODE END WHILE */
    /* USER CODE BEGIN 3 */
  }

直接上一下波形图:

上面的图形,有个小小的疑问,按理来说,从 0 ~ 3.3V 需要的时间 4095 ms ,4s 多,但是实际上花的时间比这多得多(5s 一个格子快2个格子了),难道这里是单片机处理 DAC 的值所需要的花费的时间 ?这个问题如果发现问题的小伙伴还望告知!谢谢!

简单的测试就这样吧,一切还是比较正常的,具体的后期 DAC 会在设计 0 - 10V 输出电路的时候再次测试。是否好用可查看文章:单片机 0~10V 输出电路的实现

五、结语

本文从应用的角度,介绍了 STM32 系列 DAC 的基本使用,简单总结了一下一些常用的带  DAC 的系列型号。

没有过多的那些枯燥的寄存器什么的理论,虽然 DAC 的使用确实比较简单,但是还是有些细节问题文章也给到了说明,只希望大家能够简单快速的把  DAC 使用起来。

END

来源:矜辰所致

版权归原作者所有,如有侵权,请联系删除。

推荐阅读
你管这破玩意叫CPU?
RTOS实现双核MCU消息通信
入职Linux驱动工程师后,我才知道的真相…

→点关注,不迷路←

嵌入式ARM 关注这个时代最火的嵌入式ARM,你想知道的都在这里。
评论
  • 自动化已成为现代制造业的基石,而驱动隔离器作为关键组件,在提升效率、精度和可靠性方面起到了不可或缺的作用。随着工业技术不断革新,驱动隔离器正助力自动化生产设备适应新兴趋势,并推动行业未来的发展。本文将探讨自动化的核心趋势及驱动隔离器在其中的重要角色。自动化领域的新兴趋势智能工厂的崛起智能工厂已成为自动化生产的新标杆。通过结合物联网(IoT)、人工智能(AI)和机器学习(ML),智能工厂实现了实时监控和动态决策。驱动隔离器在其中至关重要,它确保了传感器、执行器和控制单元之间的信号完整性,同时提供高
    腾恩科技-彭工 2025-01-03 16:28 166浏览
  • 本文介绍Linux系统更换开机logo方法教程,通用RK3566、RK3568、RK3588、RK3576等开发板,触觉智能RK3562开发板演示,搭载4核A53处理器,主频高达2.0GHz;内置独立1Tops算力NPU,可应用于物联网网关、平板电脑、智能家居、教育电子、工业显示与控制等行业。制作图片开机logo图片制作注意事项(1)图片必须为bmp格式;(2)图片大小不能大于4MB;(3)BMP位深最大是32,建议设置为8;(4)图片名称为logo.bmp和logo_kernel.bmp;开机
    Industio_触觉智能 2025-01-06 10:43 72浏览
  • 光耦合器,也称为光隔离器,是一种利用光在两个隔离电路之间传输电信号的组件。在医疗领域,确保患者安全和设备可靠性至关重要。在众多有助于医疗设备安全性和效率的组件中,光耦合器起着至关重要的作用。这些紧凑型设备经常被忽视,但对于隔离高压和防止敏感医疗设备中的电气危害却是必不可少的。本文深入探讨了光耦合器的功能、其在医疗应用中的重要性以及其实际使用示例。什么是光耦合器?它通常由以下部分组成:LED(发光二极管):将电信号转换为光。光电探测器(例如光电晶体管):检测光并将其转换回电信号。这种布置确保输入和
    腾恩科技-彭工 2025-01-03 16:27 171浏览
  •     为控制片内设备并且查询其工作状态,MCU内部总是有一组特殊功能寄存器(SFR,Special Function Register)。    使用Eclipse环境调试MCU程序时,可以利用 Peripheral Registers Viewer来查看SFR。这个小工具是怎样知道某个型号的MCU有怎样的寄存器定义呢?它使用一种描述性的文本文件——SVD文件。这个文件存储在下面红色字体的路径下。    例:南京沁恒  &n
    电子知识打边炉 2025-01-04 20:04 76浏览
  • 每日可见的315MHz和433MHz遥控模块,你能分清楚吗?众所周知,一套遥控设备主要由发射部分和接收部分组成,发射器可以将控制者的控制按键经过编码,调制到射频信号上面,然后经天线发射出无线信号。而接收器是将天线接收到的无线信号进行解码,从而得到与控制按键相对应的信号,然后再去控制相应的设备工作。当前,常见的遥控设备主要分为红外遥控与无线电遥控两大类,其主要区别为所采用的载波频率及其应用场景不一致。红外遥控设备所采用的射频信号频率一般为38kHz,通常应用在电视、投影仪等设备中;而无线电遥控设备
    华普微HOPERF 2025-01-06 15:29 81浏览
  • 这篇内容主要讨论三个基本问题,硅电容是什么,为什么要使用硅电容,如何正确使用硅电容?1.  硅电容是什么首先我们需要了解电容是什么?物理学上电容的概念指的是给定电位差下自由电荷的储藏量,记为C,单位是F,指的是容纳电荷的能力,C=εS/d=ε0εrS/4πkd(真空)=Q/U。百度百科上电容器的概念指的是两个相互靠近的导体,中间夹一层不导电的绝缘介质。通过观察电容本身的定义公式中可以看到,在各个变量中比较能够改变的就是εr,S和d,也就是介质的介电常数,金属板有效相对面积以及距离。当前
    知白 2025-01-06 12:04 110浏览
  • 在智能家居领域中,Wi-Fi、蓝牙、Zigbee、Thread与Z-Wave等无线通信协议是构建短距物联局域网的关键手段,它们常在实际应用中交叉运用,以满足智能家居生态系统多样化的功能需求。然而,这些协议之间并未遵循统一的互通标准,缺乏直接的互操作性,在进行组网时需要引入额外的网关作为“翻译桥梁”,极大地增加了系统的复杂性。 同时,Apple HomeKit、SamSung SmartThings、Amazon Alexa、Google Home等主流智能家居平台为了提升市占率与消费者
    华普微HOPERF 2025-01-06 17:23 86浏览
  • 彼得·德鲁克被誉为“现代管理学之父”,他的管理思想影响了无数企业和管理者。然而,关于他的书籍分类,一种流行的说法令人感到困惑:德鲁克一生写了39本书,其中15本是关于管理的,而其中“专门写工商企业或为企业管理者写的”只有两本——《为成果而管理》和《创新与企业家精神》。这样的表述广为流传,但深入探讨后却发现并不完全准确。让我们一起重新审视这一说法,解析其中的矛盾与根源,进而重新认识德鲁克的管理思想及其著作的真正价值。从《创新与企业家精神》看德鲁克的视角《创新与企业家精神》通常被认为是一本专为企业管
    优思学院 2025-01-06 12:03 75浏览
  • PLC组态方式主要有三种,每种都有其独特的特点和适用场景。下面来简单说说: 1. 硬件组态   定义:硬件组态指的是选择适合的PLC型号、I/O模块、通信模块等硬件组件,并按照实际需求进行连接和配置。    灵活性:这种方式允许用户根据项目需求自由搭配硬件组件,具有较高的灵活性。    成本:可能需要额外的硬件购买成本,适用于对系统性能和扩展性有较高要求的场合。 2. 软件组态   定义:软件组态主要是通过PLC
    丙丁先生 2025-01-06 09:23 68浏览
  • 随着市场需求不断的变化,各行各业对CPU的要求越来越高,特别是近几年流行的 AIOT,为了有更好的用户体验,CPU的算力就要求更高了。今天为大家推荐由米尔基于瑞芯微RK3576处理器推出的MYC-LR3576核心板及开发板。关于RK3576处理器国产CPU,是这些年的骄傲,华为手机全国产化,国人一片呼声,再也不用卡脖子了。RK3576处理器,就是一款由国产是厂商瑞芯微,今年第二季推出的全新通用型的高性能SOC芯片,这款CPU到底有多么的高性能,下面看看它的几个特性:8核心6 TOPS超强算力双千
    米尔电子嵌入式 2025-01-03 17:04 48浏览
  • 根据Global Info Research项目团队最新调研,预计2030年全球封闭式电机产值达到1425百万美元,2024-2030年期间年复合增长率CAGR为3.4%。 封闭式电机是一种电动机,其外壳设计为密闭结构,通常用于要求较高的防护等级的应用场合。封闭式电机可以有效防止外部灰尘、水分和其他污染物进入内部,从而保护电机的内部组件,延长其使用寿命。 环洋市场咨询机构出版的调研分析报告【全球封闭式电机行业总体规模、主要厂商及IPO上市调研报告,2025-2031】研究全球封闭式电机总体规
    GIRtina 2025-01-06 11:10 77浏览
我要评论
0
点击右上角,分享到朋友圈 我知道啦
请使用浏览器分享功能 我知道啦