【STM32C5教程】（9）DAC 模拟量信号输出实验

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STM32CubeMX2 工程配置3.1 新建工程本实验采用 MCU 方式创建工程即以芯片型号 STM32C542RC 为起点而非开发板方式。进入 MCU 选择界面启动 STM32CubeMX2在首页点击 MCU进入芯片型号选择列表。搜索并选中芯片在 MCU name 输入框中输入 STM32C542RC或完整型号 STM32C542RCT6从筛选出的列表中选择对应型号。填写项目信息输入项目名称 DAC_Output 和项目保存路径。项目名称避免使用特殊字符路径建议使用纯英文目录。3.2 基础配置工程创建后软件自动进入 Pinout 视图。时钟配置本工程系统时钟为48 MHzHSI ÷ 3DAC 内核时钟为144 MHzPSIS 时钟预分频系数为 1。3.3 GPIO 配置PA5 输出在 Pinout 视图中找到PA5引脚。右键点击 PA5选择Assign signal→GPIO。再次右键点击 PA5选择Configure GPIO进入 GPIO 详细配置界面。将 PA5 的Mode设置为Output。保持默认参数Output level 为 LowOutput mode 为 Push PullPull-up/Pull-down 为 No pull-up and no pull-downMaximum output speed 为 Low。在User Label输入框中填入LD1。设置别名后CubeMX2 会自动生成宏定义LD1_PORT和LD1_PIN。3.4 DAC1 配置1启用 DAC1在左侧外设列表中找到Analog→DAC1点击展开。将Channel 1设置为Connected to external pin only仅连接到外部引脚。设置完成后Pinout 视图中PA4自动分配为DAC1_OUT1模拟模式。2配置 DAC 参数在 DAC1 的Parameter Settings中设置参数值说明Output BufferEnable输出缓冲开启带负载能力更强TriggerNone无触发软件触发Data Alignment12 bits right12 位右对齐Output ConnectionExternal输出连接到外部引脚High Frequency ModeAuto高频模式自动选择3确认引脚配置回到 Pinout 视图PA4 应显示为DAC1_OUT1模拟模式。3.5 项目配置点击Project Settings进入工程设置页面。在IDE Format下拉选项中选择CMake。在CMake Toolchain下拉选项中选择GCC。确认配置无误后点击Generate Code。CubeMX2 会执行配置检查如果没有错误开始在指定路径下生成 CMake 工程文件。生成完成后项目路径下会出现标准 CMake 工程结构包含Core/、Drivers/、CMakeLists.txt等。4. 编程实现4.1 实现思路采用“DAC 无触发启动 主循环更新转换值 PA5 同步翻转”的方案mx_system_init() // CubeMX2 生成时钟、GPIO(PA4/PA5)、DAC1 初始化 │ ▼ mx_dac1_gethandle() // 获取 DAC1 句柄 │ ▼ HAL_DAC_SetChannelData() // 先写数据到 DHR无触发模式要求 │ ▼ HAL_DAC_StartChannel() // 再使能通道开始转换 │ ▼ 主循环周期性地写入递增的转换值形成锯齿波 │ ├─ dac_value DAC_STEP_VALUE │ └─ dac_value DAC_MAX_VALUE? ├─ 是 → 回绕到最小值翻转 PA5 └─ 否 → 继续 │ ▼ HAL_Delay(2) // 步进延时决定锯齿波周期无触发的启动时序HAL_DAC_TRIGGER_NONE模式下应先HAL_DAC_SetChannelData()写入初始值到 DHR再HAL_DAC_StartChannel()使能通道。顺序不可颠倒。写入立即生效无触发模式下HAL_DAC_SetChannelData()写入 DHR 后输出电压立即更新无需等待任何触发事件。这正是能在主循环中“写一次、更新一次”生成锯齿波的原理。各步骤使用的 HAL 函数步骤HAL 函数作用获取 DAC1 句柄mx_dac1_gethandle()返回 CubeMX 生成的 DAC1 句柄写入转换值HAL_DAC_SetChannelData()写入 DHR无触发时立即生效启动通道HAL_DAC_StartChannel()使能 DAC 通道 1翻转 PA5HAL_GPIO_TogglePin(LD1_PORT, LD1_PIN)切换 PA5 输出电平4.2 关键代码在 VS Code 中打开生成的 CMake 工程找到Core/Src/main.c添加以下代码。1文件头部添加宏定义与变量/* Private define ------------------------------------------------------------*//* DAC1 channel 1 (12-bit, right-aligned) output value range */#defineDAC_MIN_VALUE0U#defineDAC_MAX_VALUE4095U#defineDAC_STEP_VALUE128U/* step per update - sawtooth resolution *//* Private variables ---------------------------------------------------------*/statichal_dac_handle_t*hDAC1_handleNULL;2主函数intmain(void){if(mx_system_init()!SYSTEM_OK){return(-1);}/* Get the DAC1 handle initialized by mx_dac1_init() */hDAC1_handlemx_dac1_gethandle();if(hDAC1_handleNULL){return(-1);}/* Software (no hardware) trigger: set the initial value into DHR first, then enable the channel to start conversion. */if(HAL_DAC_SetChannelData(hDAC1_handle,HAL_DAC_CHANNEL_1,DAC_MIN_VALUE)!HAL_OK){return(-1);}if(HAL_DAC_StartChannel(hDAC1_handle,HAL_DAC_CHANNEL_1)!HAL_OK){return(-1);}/* Sawtooth generation: periodically update the DAC conversion value. PA5 (LD1) toggles at each period boundary to indicate the output period. */uint32_tdac_valueDAC_MIN_VALUE;while(1){/* Update the DAC data holding register - immediate output update */(void)HAL_DAC_SetChannelData(hDAC1_handle,HAL_DAC_CHANNEL_1,dac_value);/* Next step of the rising ramp */dac_valueDAC_STEP_VALUE;if(dac_valueDAC_MAX_VALUE){/* End of the sawtooth period: wrap to the minimum value */dac_valueDAC_MIN_VALUE;/* Toggle PA5 to mark one full output period */HAL_GPIO_TogglePin(LD1_PORT,LD1_PIN);}/* Delay between two updates defines the sawtooth step period */HAL_Delay(2U);}}代码说明mx_dac1_gethandle() 返回 CubeMX2 生成的 DAC1 句柄返回 NULL 时需处理。HAL_DAC_SetChannelData() 写入 DAC 数据保持寄存器DHR无触发模式下写入后立即生效。HAL_DAC_StartChannel() 使能 DAC 通道 1必须在 HAL_DAC_SetChannelData() 之后调用。主循环中写入 dac_value 后立即递增形成锯齿波的上升沿。当 dac_value 超过 DAC_MAX_VALUE 时回绕到 DAC_MIN_VALUE形成锯齿波的回绕跳变。每次回绕时翻转 PA5LD1输出与锯齿波周期同步的方波。5. 编译烧录与运行测试5.1 编译与烧录打开工程用 VS Code 打开 CubeMX2 生成的 CMake 工程文件夹如 DAC_Output_cmake。编译点击 VS Code 底部状态栏的Build按钮或使用命令面板执行 CMake 构建。编译完成后终端应输出退出代码为 0无报错提示。连接开发板用支持数据传输的 USB Type-C 线连接 NUCLEO-C542RC 的 ST-LINK USB 口CN1。确认设备识别打开设备管理器在“端口 (COM 和 LPT)”下应能看到STLink COMx。烧录点击 VS Code 中的运行按钮将固件下载到开发板。5.2 运行与测试烧录完成后点击 VS Code 中的 Run 按钮程序开始运行。使用双通道示波器观测 PA4 和 PA5 的波形。测试方法用示波器验证波形与同步关系双通道示波器CH1 接 PA4CH2 接 PA5共地3.3 V 量程。观察 CH1应观察到阶梯式上升后跳变回落的锯齿波。观察 CH2应观察到方波。验证同步以 PA5 的上升/下降沿为触发观察 PA4 —— 每次 PA5 翻转的时刻恰好对应 PA4 锯齿波达到最大值后回落的时刻。测试结果☑ 编译通过无错误☑ 烧录成功☑ PA4 输出锯齿波☑ PA5 输出方波占空比 50%☑ PA5 在 PA4 达到最大值时翻转与锯齿波周期边界完全同步功能正常。6. 小结本实验通过 DAC1 通道 1 经 PA4 输出模拟电压实现了周期性更新转换值生成锯齿波并通过 PA5 输出与锯齿波同步的方波掌握了 STM32C5 系列 DAC 的配置与使用方法。核心逻辑可以概括为“DAC 无触发启动 → 主循环更新转换值 → 生成锯齿波 → PA5 同步翻转”。版权声明欢迎关注 youcansxidian【嵌入式软件AI编程】专栏转发必须注明原文链接【STM32C5教程】9DAC 模拟量信号输出实验Copyright by ai4mcuqq.com 2026Crated2026-10