14.1實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

通過(guò)本實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(lái)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(gè)DAC，對(duì)應(yīng)的IO口分別為PA4（DAC0）和PA5（DAC1），這兩個(gè)DAC可以獨(dú)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(duì)齊或右對(duì)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(duì)應(yīng)的計(jì)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(duì)齊或左對(duì)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(guò)DAC_CTL寄存器中DTSELx位來(lái)進(jìn)行選擇。DAC的觸發(fā)源見(jiàn)下表：

DAC有兩個(gè)類(lèi)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(hù)將數(shù)字量寫(xiě)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(shí)，IO口才會(huì)實(shí)際輸出對(duì)應(yīng)電壓值。

當(dāng)使能了外部觸發(fā)模式（通過(guò)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(huì)被轉(zhuǎn)移到DAC數(shù)據(jù)輸出寄存器（DACx_DO）。如果沒(méi)有使能外部觸發(fā)模式，當(dāng)數(shù)據(jù)寫(xiě)到DACx_DH后就會(huì)立即轉(zhuǎn)移到DACx_DO中，此時(shí)相應(yīng)IO口即輸出對(duì)應(yīng)電壓。

14.2.2DAC 輸出緩沖

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

缺省情況下， 輸出緩沖區(qū)是開(kāi)啟的，可以通過(guò)設(shè)置 DAC_CTL 寄存器的DBOFFx位來(lái)開(kāi)啟或關(guān)閉緩沖區(qū)。打開(kāi)緩沖區(qū)可以增強(qiáng)DAC對(duì)外驅(qū)動(dòng)能力。

14.2.3DAC DMA 功能

在外部觸發(fā)使能的情況下，通過(guò)設(shè)置 DAC_CTL 寄存器的DDMAENx位來(lái)使能DMA請(qǐng)求。 當(dāng)有外部硬件觸發(fā)的時(shí)候（不是軟件觸發(fā)），則產(chǎn)生一個(gè)DMA請(qǐng)求。

14.3硬件設(shè)計(jì)

本實(shí)驗(yàn)功能是將設(shè)定的數(shù)字值轉(zhuǎn)換為電壓，硬件設(shè)計(jì)如下：

可以看到是使用PA5即DAC1輸出電壓，讀者可以通過(guò)測(cè)量H9口進(jìn)行電壓測(cè)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(xiě)入函數(shù)

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

14.4.3main函數(shù)實(shí)現(xiàn)

以下為main函數(shù)代碼：

本例程main函數(shù)首先進(jìn)行了延時(shí)函數(shù)初始化，再配置開(kāi)發(fā)板上的USB串口，接著進(jìn)行DAC配置。DAC配置函數(shù)中的實(shí)參通過(guò)main.c中定義，讀者可根據(jù)實(shí)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(xiě)入到數(shù)據(jù)保存寄存器中，然后將DAC_data值打印出來(lái)。

14.5實(shí)驗(yàn)結(jié)果

使用外用表測(cè)量開(kāi)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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