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文件名称:Texas Instruments 系列:Tiva C 系列 (基于 ARM Cortex-M4)_(14).TivaC系列DAC应用.docx
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更新时间:2025-06-24
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TivaC系列DAC应用

DAC概述

数模转换器(Digital-to-AnalogConverter,DAC)是一种将数字信号转换为模拟信号的器件。TivaC系列单片机内置了高性能的DAC模块,可以用于生成精确的模拟电压输出。这些DAC模块在许多应用中非常有用,例如音频信号处理、传感器校准、波形生成等。

TivaC系列单片机的DAC模块具有以下特点:

高分辨率:12位分辨率

高精度:通常达到±1LSB的精度

高速度:可以以较高的频率更新输出

灵活的配置:支持多种工作模式和配置选项

DAC模块的主要功能

数字信号转换为模拟电压:DAC模块可以将数字输入值转换为相应的模拟输出电压。

多通道支持:TivaC系列单片机通常支持多个DAC通道,允许多个模拟输出。

可编程参考电压:DAC输出电压可以参考内部或外部参考电压。

触发模式:支持多种触发模式,如软件触发、定时器触发等。

输出范围配置:可以配置DAC输出电压的范围。

DAC模块的硬件结构

TivaC系列单片机的DAC模块通常包括以下几个主要部分:

DAC寄存器:用于配置DAC模块的工作模式、输出值、参考电压等。

DAC数据寄存器:存储要转换为模拟电压的数字值。

DAC控制寄存器:控制DAC模块的启动、停止、触发模式等。

参考电压源:可以是内部参考电压或外部参考电压。

模拟输出端口:用于输出转换后的模拟电压。

DAC寄存器

DAC模块的主要寄存器包括:

DACCTL:DAC控制寄存器

DACDAT:DAC数据寄存器

DACCFG:DAC配置寄存器

DACCTL寄存器

EN:使能DAC模块

PWDN:电源管理

REFSEL:参考电压选择

TRIGSEL:触发模式选择

DMAEN:DMA使能

DACDAT寄存器

DATA:12位数字值

DACCFG寄存器

OUTRNG:输出电压范围

ALIGN:数据对齐方式

DAC模块的初始化

在使用DAC模块之前,需要进行初始化配置。初始化步骤包括:

使能DAC模块的电源和时钟。

配置DAC的输出范围和参考电压。

选择DAC的触发模式。

使能DAC模块。

使能电源和时钟

首先,需要使能DAC模块的电源和时钟。这可以通过配置系统控制寄存器来实现。

//使能DAC模块的时钟

SysCtlPeripheralEnable(SYSCTL_PERIPH_DAC0);

//等待时钟使能

while(!SysCtlPeripheralReady(SYSCTL_PERIPH_DAC0));

//使能DAC模块的电源

DACPowerUp(DAC0_BASE,DAC_CHANNEL_0);

配置输出范围和参考电压

接下来,配置DAC的输出范围和参考电压。TivaC系列单片机的DAC模块支持多种参考电压源和输出范围。

//配置DAC模块的输出范围为0-3V,使用内部参考电压

DACReferenceSet(DAC0_BASE,DAC_CHANNEL_0,DAC_REF_INT);

DACOutputRangeSet(DAC0_BASE,DAC_CHANNEL_0,DAC_OUTHIGH_3V);

选择触发模式

选择DAC的触发模式,可以是软件触发或定时器触发。

//配置DAC模块为软件触发模式

DACTriggerSourceSet(DAC0_BASE,DAC_CHANNEL_0,DAC_TRIG_SRC_SW);

使能DAC模块

最后,使能DAC模块,使其开始工作。

//使能DAC模块

DACEnable(DAC0_BASE,DAC_CHANNEL_0);

DAC模块的基本应用

生成固定的模拟电压

生成固定的模拟电压是DAC模块的基本应用之一。通过设置DAC数据寄存器中的值,可以生成所需的模拟电压。

//设置DAC输出值为1024(12位值,对应3V输出的1.5V)

DACDataWrite(DAC0_BASE,DAC_CHANNEL_0,1024);

生成变化的模拟电压

生成变化的模拟电压可以通过定时器触发DAC更新来实现。下面是一个使用定时器触发DAC更新生成三角波的例子。

#includeti/devices/tiva/driverlib/rom.h

#includeti/devices/tiva/driverlib/rom_map.h

#includeti/devices/tiva/driverlib/pin.h

#includeti/devices/tiva/dri