解析中科芯CKS32F107xx MCU的DAC模块

时间： 2024-08-28 来源：中科芯MCU公众号

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DAC（digital to analog converter）即数模转换器，它可以将数字信号转换为模拟信号。在常见的数字信号系统中，传感器信号被ADC模块把电压模拟信号转换成易于计算机存储、处理的数字信号，由计算机处理完成后，再由DAC模块转化输出电压模拟信号来驱动某些执行器件。

CKS32F107xx内部集成12位数字输入，电压输出型的DAC模块，可以配置为8位或12位模式，也可以与DMA控制器配合使用，DAC工作在12位模式下时，数据可以设置为左对齐或右对齐。DAC模块有2个输出通道，每个通道都有单独的转换器；在双DAC模式下，2个通道可以独立地进行转换，也可以同时进行转换并同步地更新2个通道的输出；DAC可以通过引脚输入参考电压 VREF以获得更精确的转换结果。

CKS32F107xx DAC特点：

· 两个DAC转换器：各有一个输出通道

· 8位或12位单调输出

· 12位模式下的左右数据对齐

· 同步更新功能

· 产生噪声波

· 双DAC通道独立或同步转换

· 每个通道都可使用DMA实现

· 外部触发进行转换

· 输入参考电压VREF+

CKS32F107xx DAC结构框图如下示：

图1 DAC通道模块框图

（1）VDDA和VSSA是DAC模块的供电引脚，VREF+是DAC模块的参考电压，DAC_OUTx是DAC的输出通道；当参考电压为VREF+时，DAC的输出电压是线性的（0~VREF+），12位模式下DAC输出电压计算公式如下：

DAC_OUTx输出电压=VREF+*(DORx/4095)

（2）DAC输出是受DORx寄存器直接控制，但是不能直接往DORx寄存器写入数据，而是要通过DHRx间接传给DORx寄存器，实现对DAC输出的控制。如果未选择硬件触发，1个APB1时钟周期后，DHRx中存储的数据将自动转移到DORx寄存器；如果选择硬件触发，将在3个APB1时钟周期后进行转移；

（3）当DORx加载了DHRx内容时，模拟输出电压将在一端时间Tsetting后可用，具体取决于电源电压和模拟输出负载，可以从数据手册查到Tsetting的典型值为3μs，最大值为4μs，因此DAC的转换速度最快是250K左右。

DAC实验

DAC代码配置

（1）先使能GPIOA、DAC时钟；注意GPIOA对应APB2，DAC对应APB1；

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE );//使能PORTA通道时钟

RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_DAC, ENABLE ); //使能DAC通道时钟

（2）通道PA4配置，PA4必须配置为模拟输入，以减少寄生电流消耗；

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_4; // 端口配置

GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AIN; // 模拟输入

GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;

GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_4) ;//PA.4输出高

（3）外部触发选择，如下图2，如果使用外部触发，必须在TEN2=1(DAC通道2触发使能)时设置；本实验没使用到外部触发；

DAC_InitType.DAC_Trigger=DAC_Trigger_None; //不使用触发功能TEN1=0

图2 触发模式

（4）数据格式，可以设置单/双DAC通道、8bit/12bit、左/右对齐6种模式，如下图，本实验配置为：单ADC 12bit右对齐模式；

DAC_SetChannel1Data(DAC_Align_12b_R, 0)；

图3 单DAC通道模式的数据寄存器

图4 双DAC通道模式的数据寄存器

（5）输出缓存，DAC集成了2个输出缓存，可以用来减少输出阻抗，无需外部运放即可直接驱动外部负载。每个DAC通道输出缓存可以通过设置DAC_CR寄存器的BOFFx位来使能或者关闭。注意：如果使能输出缓存，会出现输出不了0V，低电平最低只能到0.2V；本实验没有驱动实质性外部负载，故不需要配置缓存输出；

DAC_InitType.DAC_OutputBuffer=DAC_OutputBuffer_Disable; //DAC1输出缓存关闭

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