单片机产品设计与调试——基于STM32F1xx机型和HAL库函数 课件 项目7 利用DAC实现LED亮度控制.pptx

单片机产品设计与制作

（stm32机型）;项目7、利用DAC实现LED亮度控制;总目录;项目总目标;子目录;任务目标：了解STM32F103ZET6的DAC基本特性与原理，能看懂DAC结构框图

;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。;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+。

;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。

;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;位数;;1、DAC结构框图

STM32F103的DAC结构如图7.1.2所示。

STM32F103DAC内部有两个独立的12位D/A转换器，称为DACx，x=1和2，它们是DAC的核心执行部件，能够将DORx里存储的数字量，转换成0～VREF的模拟电压，并输出到DAC_OUTx引脚。

DAC相关引脚

除??DAC_OUTx（包括DAC_OUT1和DAC_OUT2），图7.1.2中也标出了其它相关引脚。它们的功能及要求如表7.1.2所示。注意DAC_OUT1固定复用PA4，DAC_OUT2则复用PA5。

;DAC相关引脚

除了DAC_OUTx（包括DAC_OUT1和DAC_OUT2），图7.1.2中也标出了其它相关引脚。它们的功能及要求如表7.1.2所示。注意DAC_OUT1固定复用PA4，DAC_OUT2则复用PA5。

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;表7.1.3三种数据格式下的DAC计算公式;编程时，如果指定为12位右对齐格式，仍可按照DDHR=VOUT×4095/VREF公式，计算待输出数字量的大小。注意DDHR应小于等于4095。

如果指定为12位左对齐格式，应将数据乘16，才可得到同样的电压输出。即公式变为：DDHR=（VOUT×4095/VREF）×16=VOUT×65520/VREF，注意D应小于等于65520。

如果指定为8位右对齐格式，应将数据除16，才可得到同样的电压输出。即公式变为：D=（VOUT×4095/VREF）/16=VOUT×255/VREF，注意D应小于等于255。

12位右对齐格式下，输出电压的分辨率是VREF/4095。数字D每增加或减小1，输出电压跳变VREF/4095伏特，即一个12位分辨率电压。

;（2）双DAC模式

双DAC模式下，使用DHRD（D：Double）寄存器，存储规则如图7.1.5所示。写一次数据，可以同时影响DOR1和DOR2两个寄存器。

图7.1.5双DAC的数据寄存器和数据对齐格式

10、DAC的上电

上电是DAC工作的前提。编程设置DAC通道x使能，执行后DAC控制寄存器会发出ENx=1（Enable）信号，这将使DAC通道x上电，

编程设置DAC通道x禁止，执行后DAC控制寄存器会发出ENx=0信号，这将使DAC通道x断电并停止工作。

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