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14.1實驗內容

通過本實驗主要學習以下內容：

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

我們上幾章學習了ADC，本章我們來學習DAC。ADC是模-數轉換，即模擬量轉換為數字量，DAC正好相反，即數-模轉換，是將MCU的數字量轉換為模擬量——電壓。

GD32F303有兩個DAC，對應的IO口分別為PA4（DAC0）和PA5（DAC1），這兩個DAC可以獨立或并發工作。DAC可以將12位的數字數據轉換為外部引腳上的電壓輸出。數據可以采用8位或12位，左對齊或右對齊模式。

如設置12位模式，IO口上輸出的電壓值和設置的數字值對應的計算公式為：

其中VREF為參考電壓，DAC_DO為設置的數字值。

DAC 的主要特征如下：

? 8位或12位分辨率，數據右對齊或左對齊；

?支持DMA功能；

?同步更新轉換；

?外部事件觸發轉換；

?可配置的內部緩沖區；

?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并發模式

以下為GD32F303 DAC的框圖：

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

DAC有兩個類型的數據寄存器——DAC保持數據寄存器（DACx_DH）和DAC數據輸出寄存器（DACx_DO），用戶將數字量寫入到DACx_DH中，只有當DACx_DH中的數據被轉移到DACx_DO時，IO口才會實際輸出對應電壓值。

當使能了外部觸發模式（通過設置 DAC_CTL 寄存器的DTENx位控制），當已經選擇的觸發事件發生，DAC保持數據（DACx_DH）會被轉移到DAC數據輸出寄存器（DACx_DO）。如果沒有使能外部觸發模式，當數據寫到DACx_DH后就會立即轉移到DACx_DO中，此時相應IO口即輸出對應電壓。

14.2.2DAC 輸出緩沖

為了降低輸出阻抗并驅動外部負載，每個DAC 模塊內部各集成了一個輸出緩沖區。

缺省情況下，輸出緩沖區是開啟的，可以通過設置 DAC_CTL 寄存器的DBOFFx位來開啟或關閉緩沖區。打開緩沖區可以增強DAC對外驅動能力。

14.2.3DAC DMA 功能

在外部觸發使能的情況下，通過設置 DAC_CTL 寄存器的DDMAENx位來使能DMA請求。當有外部硬件觸發的時候（不是軟件觸發），則產生一個DMA請求。

14.3硬件設計

本實驗功能是將設定的數字值轉換為電壓，硬件設計如下：

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

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

C
void driver_dac_config(uint32_t dac_periph)
{
/*使能GPIOA時鐘*/
rcu_periph_clock_enable(RCU_GPIOA);
/*使能DAC時鐘*/
rcu_periph_clock_enable(RCU_DAC);
/*依據選擇的DAC號來初始化IO口*/
if(dac_periph == DAC0)
{
gpio_init(GPIOA, GPIO_MODE_AIN, GPIO_OSPEED_50MHZ, GPIO_PIN_4);
}
else
{
gpio_init(GPIOA, GPIO_MODE_AIN, GPIO_OSPEED_50MHZ, GPIO_PIN_5);
}
/*DAC復位*/
dac_deinit();
/*DAC外部觸發禁能，即數據寫入到保持寄存器就會自動輸出電壓*/
dac_trigger_disable(dac_periph);
/*DAC噪聲關閉*/
dac_wave_mode_config(dac_periph, DAC_WAVE_DISABLE);
/*輸出緩沖打開*/
dac_output_buffer_enable(dac_periph);
/*DAC使能*/
dac_enable(dac_periph);
}

14.4.2DAC數據寫入函數

在driver_dac.c中定義了DAC的數據寫入函數driver_dac_out，調用這個函數后即將數字值寫入到DAC數據保持寄存器中：

C
void driver_dac_out(uint32_t dac_periph, uint32_t dac_align, uint16_t data)
{
/*寫入數據到DAC保持寄存器*/
dac_data_set(dac_periph,dac_align,data);
}

14.4.3main函數實現

以下為main函數代碼：

C
int main(void)
{
driver_init();//delay函數初始化
bsp_uart_init(&BOARD_UART);//BOARD_UART串口初始化
driver_dac_config(DACx);//DAC配置
while (1)
{
delay_ms(200);//延時200ms
DAC_data += 200;//DAC_data值自增加200
if(DAC_data>4000)//DAC防止溢出
{
DAC_data = 0;
}

printf(" the DAC_data is %d \r\n", DAC_data);//打印DAC data數據
driver_dac_out(DACx,DAC_ALIGN_12B_R,DAC_data);//輸出電壓
}
}

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

C
#define DACx DAC1

main函數主循環中每200ms自增DAC_data值，并將該值寫入到數據保存寄存器中，然后將DAC_data值打印出來。

14.5實驗結果

使用外用表測量開發板H9接口上的電壓值，可以看到電壓循環從低到高的變化。