【GD32F303紅楓派開發(fā)板使用手冊】第十四講 DAC-輸出電壓實驗

14.1實驗內(nèi)容

通過本實驗主要學(xué)習(xí)以下內(nèi)容：

• DAC工作原理
• 使用DAC輸出電壓

14.2實驗原理

14.2.1DAC工作原理

我們上幾章學(xué)習(xí)了ADC，本章我們來學(xué)習(xí)DAC。ADC是模-數(shù)轉(zhuǎn)換，即模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，DAC正好相反，即數(shù)-模轉(zhuǎn)換，是將MCU的數(shù)字量轉(zhuǎn)換為模擬量——電壓。

GD32F303有兩個DAC，對應(yīng)的IO口分別為PA4（DAC0）和PA5（DAC1），這兩個DAC可以獨立或并發(fā)工作。DAC可以將12位的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為外部引腳上的電壓輸出。數(shù)據(jù)可以采用8位或12位，左對齊或右對齊模式。

如設(shè)置12位模式，IO口上輸出的電壓值和設(shè)置的數(shù)字值對應(yīng)的計算公式為：

其中VREF為參考電壓，DAC_DO為設(shè)置的數(shù)字值。

DAC 的主要特征如下：

? 8位或12位分辨率，數(shù)據(jù)右對齊或左對齊；

?支持DMA功能；

?同步更新轉(zhuǎn)換；

?外部事件觸發(fā)轉(zhuǎn)換；

?可配置的內(nèi)部緩沖區(qū)；

?外部參考電壓，VREF+；

?噪聲波形(LSFR噪聲模式和三角噪聲模式)；

?雙DAC并發(fā)模式

以下為GD32F303 DAC的框圖：

這里著重講下DAC的觸發(fā)源，DAC觸發(fā)源通過DAC_CTL寄存器中DTSELx位來進行選擇。DAC的觸發(fā)源見下表：

DAC有兩個類型的數(shù)據(jù)寄存器——DAC保持?jǐn)?shù)據(jù)寄存器（DACx_DH）和DAC數(shù)據(jù)輸出寄存器（DACx_DO），用戶將數(shù)字量寫入到DACx_DH中，只有當(dāng)DACx_DH中的數(shù)據(jù)被轉(zhuǎn)移到DACx_DO時，IO口才會實際輸出對應(yīng)電壓值。

當(dāng)使能了外部觸發(fā)模式（通過設(shè)置 DAC_CTL 寄存器的DTENx位控制），當(dāng)已經(jīng)選擇的觸發(fā)事件發(fā)生，DAC保持?jǐn)?shù)據(jù)（DACx_DH）會被轉(zhuǎn)移到DAC數(shù)據(jù)輸出寄存器（DACx_DO）。如果沒有使能外部觸發(fā)模式，當(dāng)數(shù)據(jù)寫到DACx_DH后就會立即轉(zhuǎn)移到DACx_DO中，此時相應(yīng)IO口即輸出對應(yīng)電壓。

14.2.2DAC 輸出緩沖

為了降低輸出阻抗并驅(qū)動外部負(fù)載，每個DAC 模塊內(nèi)部各集成了一個輸出緩沖區(qū)。

缺省情況下， 輸出緩沖區(qū)是開啟的，可以通過設(shè)置 DAC_CTL 寄存器的DBOFFx位來開啟或關(guān)閉緩沖區(qū)。打開緩沖區(qū)可以增強DAC對外驅(qū)動能力。

14.2.3DAC DMA 功能

在外部觸發(fā)使能的情況下，通過設(shè)置 DAC_CTL 寄存器的DDMAENx位來使能DMA請求。 當(dāng)有外部硬件觸發(fā)的時候（不是軟件觸發(fā)），則產(chǎn)生一個DMA請求。

14.3硬件設(shè)計

本實驗功能是將設(shè)定的數(shù)字值轉(zhuǎn)換為電壓，硬件設(shè)計如下：

可以看到是使用PA5即DAC1輸出電壓，讀者可以通過測量H9口進行電壓測量

14.4代碼解析

14.4.1DAC 配置函數(shù)

在driver_dac.c中定義了DAC的配置函數(shù)driver_dac_config：

14.4.2DAC數(shù)據(jù)寫入函數(shù)

在driver_dac.c中定義了DAC的數(shù)據(jù)寫入函數(shù)driver_dac_out，調(diào)用這個函數(shù)后即將數(shù)字值寫入到DAC數(shù)據(jù)保持寄存器中：

14.4.3main函數(shù)實現(xiàn)

以下為main函數(shù)代碼：

本例程main函數(shù)首先進行了延時函數(shù)初始化，再配置開發(fā)板上的USB串口，接著進行DAC配置。DAC配置函數(shù)中的實參通過main.c中定義，讀者可根據(jù)實際需求修改：

main函數(shù)主循環(huán)中每200ms自增DAC_data值，并將該值寫入到數(shù)據(jù)保存寄存器中，然后將DAC_data值打印出來。

14.5實驗結(jié)果

使用外用表測量開發(fā)板H9接口上的電壓值，可以看到電壓循環(huán)從低到高的變化。

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