单片机产品设计与调试——基于STM32F1xx机型和HAL库函数 课件 任务7.1 认识STM32单片机的DAC.pptx

单片机产品设计与制作

（stm32机型）石梅香

项目7、利用DAC实现LED亮度控制任务7.1认识STM32单片机的DAC

总目录1项目1、利用GPIO和位带操作实现温度报警2项目2、利用SysTick实现温度报警与控制3项目3、利用按键查询实现参数设定及显示4项目4、利用外部中断实现工件计数显示5项目5、利用定时器实现直流电动机PWM调速6项目6、利用计数器实现工件计数显示和打包控制7项目7、利用DAC实现LED亮度控制8项目8、利用ADC实现土壤湿度采集

项目总目标项目总目标具体工作任务利用STM32内部DAC控制LED亮度。亮度值可由按键设定。请进行方案设计、器件选型、电路和程序设计，并完成软硬件调试。

子目录7项目7、利用外部中断实现工件计数及显示7.1任务7.1 认识STM32单片机的DAC7.2任务7.2 方案及电路设计7.3任务7.3 程序设计7.4任务7.4 软硬件深入（七）

任务目标：了解STM32F103ZET6的DAC基本特性与原理，能看懂DAC结构框图任务7.1认识STM32单片机的DAC

分组讨论自由发言，阐述对模拟量数字量的认识，查阅资料了解STM32的DAC。讨论与发言举一些例子说明自动化系统中哪些是模拟量，哪些是数字量。总结什么是模拟量，什么是数字量？二者有何区别？什么是DAC？什么是ADC？衡量ADC和DAC性能的指标有哪些？

3、模拟信号的类型ADC和DAC设备允许的模拟信号多数为电压、电流、电阻等。STM32F1xx的ADC是电压输入，允许输入的范围是VREF-?≤?VIN?≤?VREF+。STM32F1xx的DAC是电压输出，允许输出的范围也是VREF-?≤?VOUT?≤?VREF+。由于VREF-与VSSA接在一起，VREF-=0V，因此允许的模拟电压输入/输出范围就是0～VREF+。认识DAC和ADC

4、DAC的位数及其影响ADC和DAC电路常见有8、12、14、16、24位等。STM32F1xx的ADC和DAC都是12位的。那么DAC的位数对其性能有什么影响呢？对于1位的DAC，如果VREF=3.3V，则理想状态下，向DAC写“0”时，引脚上输出0V；向DAC写“1”时，引脚上输出3.3V。输出电压和数字的关系为：VOUT=D×3.3。向DAC写入数值每增加或减小1，输出电压跳变3.3V。对于2位的DAC，可以向DAC写“00”、“01”、“10”、“11”四个二进制数值，对应十进制为“0”、“1”、“2”、“3”。如果VREF=3.3V，则可将其设计为如下特性:向DAC写“0”，即二进制“00”时，输出电压=0V；向DAC写“1”，即二进制“01”时，输出电压=1.1V;向DAC写“2”，即二进制“10”时，输出电压=2.2V;向DAC写“3”，即二进制“11”时，输出电压=3.3V;输出电压和数字的关系为：VOUT=D×3.3/3。向DAC写入数值每增加或减小1，输出电压跳变1.1V。认识DAC和ADC

4、DAC的位数及其影响我们将DAC输出电压跳变的最小值称为电压分辨率。电压跳变值越小，DAC的分辨率越高。分辨率越高，DAC的电压控制越精细。显然2位DAC比1位DAC的分辨率更高。继续增大位数n，会怎样呢？表7.1.1给出了VREF+=3.3V时，n=8、12、16三种情况下的数字量和电压对应关系。表7.1.1VREF=3.3V时不同位数DAC的数字和电压对应关系认识DAC和ADC

位数数字电压转换公式及分辨率二进制十进制n=80000000000×3.3/255=0V转换公式：VOUT=D×255/3.3分辨率：3.3/255≈13mV0000000111×3.3/255≈12.941mV0000001022×3.3/255≈25.882mV………………11111110254254×3.3/255≈3.287V11111111255255×3.3/255=3.3Vn=1200000000000000×3.3/4095=0V转换公式：VOUT=D×4095/3.3分辨率：3.3/4095≈0.8mV00000000000111×3.3/4095≈0.806mV00000000001022×3.3/4095≈1.612mV………………11111111111140954095×3.3/4095=3.3Vn=16000000000000000000×3.3/65535=0V转换公式：VOUT=D×65535/3.3分辨率：3.3/65535≈50μV000000000000000111×3.3/65535≈50.355μV000000000000001022×3.3/4095≈100.710μV