STM32CubeMX教程17 DAC - 输出三角波噪声波

1、准备材料

正点原子stm32f407探索者开发板V2.4

STM32CubeMX软件（Version 6.10.0）

keil µVision5 IDE（MDK-Arm）

ST-LINK/V2驱动

野火DAP仿真器

XCOM V2.6串口助手

一台示波器

2、实验目标

使用STM32CubeMX软件配置STM32F407开发板的DAC OUT1实现输出三角波

3、实验流程

3.0、前提知识

STM32F407的DAC输出引脚除可以输出 DACoutput = VREF+ * DOR / 4095 的模拟电压之外，其DAC控制逻辑中还有两个重要的波形生成器 Wave generation mode ，分别为三角波和噪声波，本小节的实验主要以生成三角波为例，只会在“3.0、前提知识”中简单提到噪声波相关内容，在实际生成过程中两者的设置类似，且均简单易理解

使用DAC输出指定三角波/噪声波需要先指定DAC的输出触发源 Trigger ，DAC输出的触发源一共有7个，包括Timer 2/4/5/6/7/8 Trigger Out event和Software trigger，一般使用定时器的溢出时间作为DAC输出的触发源，本实验采用了TIM6的溢出更新事件作为DAC OUT1 三角波的触发源，所有可选的触发源如下图所示

当DAC输出三角波时需要设置参数 Maximum Triangle Amplitude ，当触发源定时器每次产生溢出更新事件时，DAC的输出值就会从基值增加1/减少1，因为TIM6基础定时器只能向上计数，因此当TIM6每次溢出时，DAC的输出会增加1，直到增加到设置的 Maximum Triangle Amplitude 参数值为止，然后逐渐减少直到基值，这个过程会反复执行从而生成三角波

上述过程如下图所示 （注释1）

当DAC输出伪噪声波时需要设置 Noise Amplitude 参数，其主要配置生成噪声波使用的12位LFSR寄存器解锁的位，如下图所示为DAC使用LFSR寄存器生成伪噪声的算法结构图，这里具体不做深究 （注释1）

3.1、CubeMX相关配置

3.1.0、工程基本配置

打开STM32CubeMX软件，单击ACCESS TO MCU SELECTOR选择开发板MCU（选择你使用开发板的主控MCU型号），选中MCU型号后单击页面右上角Start Project开始工程，具体如下图所示

开始工程之后在配置主页面System Core/RCC中配置HSE/LSE晶振，在System Core/SYS中配置Debug模式，具体如下图所示

详细工程建立内容读者可以阅读“STM32CubeMX教程1 工程建立”

3.1.1、时钟树配置

系统时钟使用8MHz外部高速时钟HSE，HCLK、PCLK1和PCLK2均设置为STM32F407能达到的最高时钟频率，具体如下图所示

3.1.2、外设参数配置

在Pinout ＆ Configuration页面左边功能分类栏目Analog中单击其中DAC

在Mode中勾选OUT1 Configuration

将DAC OUT1的触发源选择为TIM6外部触发，最大三角波幅值设置为4095

具体配置如下图所示

在Pinout ＆ Configuration页面左边功能分类栏目Timers中单击其中TIM6

勾选Activated激活定时器，配置其计数器参数溢出时间为0.1ms，具体参数解释请阅读“STM32CubeMX教程5 TIM 定时器概述及基本定时器”

外部事件触发选择更新事件Updata Event，具体配置如下图所示

3.1.3、外设中断配置

此实验无需开启DAC的任何中断

3.2、生成代码

3.2.0、配置Project Manager页面

单击进入Project Manager页面，在左边Project分栏中修改工程名称、工程目录和工具链，然后在Code Generator中勾选“Gnerate peripheral initialization as a pair of 'c/h' files per peripheral”，最后单击页面右上角GENERATE CODE生成工程，具体如下图所示

详细Project Manager配置内容读者可以阅读”STM32CubeMX教程1 工程建立“实验3.4.3小节

3.2.1、外设初始化调用流程

请阅读“STM32CubeMX教程16 DAC - 输出3.3V内任意电压”实验“3.2.1、外设初始化调用流程”小节

3.2.2、外设中断调用流程

此实验无需开启DAC的任何中断

3.2.3、添加其他必要代码

在主函数中启动DAC通道1输出，默认基值设置为0即可，源代码如下所示

/*启动DAC输出*/
HAL_DAC_Start(&hdac,DAC_CHANNEL_1);
/*设置DAC三角波输出基值*/
int32_t DacValue=0;
HAL_DAC_SetValue(&hdac,DAC_CHANNEL_1,DAC_ALIGN_12B_L,DacValue);
/*启动TIM6触发源*/
HAL_TIM_Base_Start(&htim6);
printf("Reset\r\n");

4、常用函数

请阅读“STM32CubeMX教程16 DAC - 输出3.3V内任意电压”实验

5、烧录验证

烧录程序，单片机上电后，将示波器的探头挂钩与DAC OUT1引脚PA4相连接，接地环与开发板上的GND引脚连接，将示波器每格电压幅值调节为1.00V，将每格子采集时间调节为400ms，然后开启示波器对DAC OU1输出的波形采集

设置Maximum Triangle Amplitud最大三角波幅值设置为2047时由示波器采集到的三角波如下图所示，其中三角波的幅值电压为1.48V，大致为3.3V的一半，波形频率为2.446Hz，计算的周期大约为408.8ms，定时器溢出时间为0.1ms，期待的周期为0.120482=409.6ms，与示波器采集结果大致一致

设置Maximum Triangle Amplitud最大三角波幅值设置为4095时由示波器采集到的三角波如下图所示，其中三角波的幅值电压为2.96V，波形频率为1.207Hz，计算的周期大约为828.5ms，定时器溢出时间为0.1ms，期待的周期为0.140962=819.2ms，与示波器采集结果大致一致

6、注释解析

注释1：图片来源STM32F4xx 中文参考手册

参考资料

STM32Cube高效开发教程（基础篇）

更多内容请浏览 STM32CubeMX+STM32F4系列教程文章汇总贴