没有DAC单片机实现DAC功能方法

一路上

前言

开发产品中难免会出现成本原因用的单片机没有DAC外设的情况，通过了解DAC工作原理有下面两种常用方法。

PWM+滤波器

使用单片机IO口输出占空比可调的PWM，通过RC滤波器滤除其谐波分量，保留直流分量，便可实现DAC输出（根据傅里叶变化，任何波形均可分解为无数频率的正弦波的叠加）。比如幅值为3.3V占空比为50%的方波中含有1.65V的直流分量和谐波分量；如果将幅值3.3V占空比50%的方波过RC滤波后（对方波的谐波分量进行衰减），输出的电压会是1.65V，如下仿真图所示，红色为输入信号，蓝色为过了二阶RC滤波器后的取出来的直流分量。公式为：
Vout=Vin*D（D为PWM波的占空比）

当然，这个模拟电压带载额能力很弱，但是没关系，加个跟随器就可以了。

R/2R型DAC

使用多个IO加上电阻组合为DAC（分辨率一般较低，N个IO可以生成2Nbit位的DAC），比如用三个IO和电阻可以组合为一个8bit的DAC。如下图所示，使用开关代替IO输出高电平或者低电平，S3接到VCC（三个开关分别为0 0 1），则输出电压为VCC/8，S2接到VCC（三个开关分别为0 1 0），则输出电压为VCC/4，以此类推，最大输出电压为7*VCC/8（三个开关分别为1 1 1时）；若拓展分辨率可按照R/2R型类推。

结语

只有深入了解电路的工作原理，才能更好地跟据不同产品设计电路，使其达到最佳的效果。DAC详细内容请看数模转换器(DAC)工作原理。