MCU中的DAC（数字模拟转换器）是什么？

MCU中的DAC（数字模拟转换器）是什么？

在MCU（微控制器单元）中，**DAC（Digital-to-Analog Converter，数字模拟转换器）**是一种将数字信号转换为模拟电压或电流的模块。以下是关于DAC的详细说明：

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1. DAC的基本功能

• 作用：将MCU内部的数字值（如二进制代码）转换为连续的模拟信号（如电压或电流）。
• 典型应用：
  • 音频输出（如生成正弦波、语音信号）。
  • 控制模拟电路（如调节电机速度、LED亮度）。
  • 作为参考电压源或波形发生器。

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2. DAC的核心特性

(1) 分辨率

• 定义：DAC输出的模拟量能分辨的最小变化量，由位数（bit）决定。
  • 举例：12位DAC（如STM32的部分型号）可将数字量 0~4095 转换为电压，分辨率 = 参考电压 / 4096。
  • 若参考电压为3.3V，则分辨率 ≈ 0.8mV。

(2) 输出范围

• 电压范围：通常为 0V~Vref（参考电压），部分DAC支持双极性输出（如±2.5V）。
• 输出类型：
  • 电压输出：直接驱动高阻抗负载。
  • 电流输出：需外接运算放大器转换为电压。

(3) 转换速度

• 更新速率：从数字输入到稳定模拟输出的时间，影响动态性能。
  • 低速DAC：用于静态控制（如调光）。
  • 高速DAC：用于音频、通信（需MHz级速率）。

(4) 触发方式

• 软件触发：通过写寄存器启动转换。
• 硬件触发：通过定时器或外部事件同步转换（如PWM同步）。

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3. DAC在MCU中的实现方式

(1) 专用DAC模块

• 特点：集成在MCU内部，直接提供模拟输出引脚。
• 示例：
  • STM32的DAC_OUT1（PA4）、DAC_OUT2（PA5）。
  • ESP32的8位DAC（GPIO25、GPIO26）。

(2) PWM模拟DAC

• 原理：通过PWM波滤波生成模拟电压（低成本替代方案）。
  • 缺点：分辨率低、响应慢，需外接RC低通滤波电路。
  • 适用场景：LED调光、简单信号生成。

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4. DAC的典型应用代码（以STM32为例）

(1) 初始化DAC（输出正弦波）

#include "stm32f4xx_hal.h"DAC_HandleTypeDef hdac;void