STM32 DAC输出技术：5个应用场景，精准控制

# 1. STM32 DAC简介**

STM32 DAC（数模转换器）是一种外设，可将数字信号转换为模拟信号。它广泛用于各种应用中，包括音频信号生成、电压和电流输出、传感器信号采集、电机控制以及仪表和测量。

STM32 DAC由内部电压基准、数字模拟转换器和输出缓冲器组成。电压基准提供稳定的参考电压，而数字模拟转换器将输入的数字信号转换为模拟信号。输出缓冲器放大模拟信号并驱动外部负载。

# 2. DAC输出原理

### 2.1 DAC架构和工作原理

**DAC架构**

STM32 DAC外设通常由以下组件组成：

- **数字-模拟转换器 (DAC)**：将数字信号转换为模拟信号。
- **参考电压源**：为DAC提供稳定的参考电压，以确定输出信号的范围。
- **输出缓冲器**：将DAC的模拟输出信号放大和滤波，以驱动外部负载。

**工作原理**

DAC的工作原理基于**逐次逼近**算法：

1. **初始化：**DAC将输出寄存器清零。
2. **最高位设置：**DAC将最高位 (MSB) 的数字值加载到输出寄存器中，并将其转换为模拟电压。
3. **比较：**DAC将模拟电压与参考电压进行比较。
4. **调整：**如果模拟电压高于参考电压，则DAC将MSB清零；如果模拟电压低于参考电压，则DAC将MSB保持为 1。
5. **重复：**DAC重复步骤 2-4，逐位逼近目标数字值。

### 2.2 DAC输出信号的特性

**输出电压范围**

DAC输出信号的电压范围由参考电压和DAC的分辨率决定。分辨率越高，输出电压范围越精细。

**输出失真**

DAC输出信号的失真由以下因素引起：

- **积分非线性 (INL)**：输出电压与理想输出电压之间的最大偏差。
- **微分非线性 (DNL)**：相邻输出电压之间的最大偏差。

**输出噪声**

DAC输出信号中存在噪声，其来源包括：

- **热噪声**：由半导体器件中的热运动引起。
- **闪烁噪声**：由半导体器件中的陷阱态引起。
- **量化噪声**：由于DAC的分辨率有限，而产生的量化误差。

# 3. STM32 DAC编程**

### 3.1 DAC外设寄存器配置

STM32 DAC外设由一系列寄存器控制，这些寄存器用于配置DAC的工作模式、输出信号的特性以及中断和DMA管理。主要寄存器包括：

- **CR**：控制寄存器，用于使能DAC、选择触发源、设置输出模式和数据格式。
- **DHR12R1** 和 **DHR12L1**：12位数据寄存器，用于设置DAC输出值。
- **DHR12R2** 和 **DHR12L2**：12位数据寄存器，用于设置DAC输出值的第二通道。
- **DOR**：数据输出寄存器，包含DAC的当前输出值。
- **SR**：状态寄存器，