STM32准时器输出PWM做DAC_电压_基准

事理

根据PWM的波形，可以用分段函数来表示：

PWM函数表达式

将该函数展开为傅里叶级数，可以得到:

PWM波函数展开傅里叶级数

可以看到，上式中的第一项为直流分量，第二项为一次谐波，第三项为高次谐波的和。
用低通滤波器将谐波部分滤掉后，只剩直流分量，即为须要输出的电压值。
直流分量的电压取决于n的变革，当n从0变革到N时，对应的电压值为VL变革到VH。

STM32设计

对付STM32来说便是占空比0～100%对应电压0～3.3V（电源电压）。
因此DAC的电压分辨率就即是占空比的分辨率，占空比的调节范围为0～Period（计数周期），Period越大，分辨率就越高。
但是由于单片机主频是一定的，Period越大，PWM的频率就越低，就须要设计更低截止频率的低通滤波器才可以将谐波分量滤除干净，但截止频率越低，DAC的相应速率就越慢。
因此，DAC的分辨率、PWM的频率、低通滤波器的截止频率、DAC的相应速率这些参数都是相互关联的，实际运用中，要根据详细须要来进行设计。

校准

用PWM做DAC存在一个问题便是其同等性较差。
由于输出电压的精度紧张取决于单片机电源电压VDD的精度，而一样平常的电源芯片电压精度都不高。
这里供应一种自动校准的方法来提高DAC精度和同等性：

当单片机有基准电压VREF引脚时，该引脚接一个外部基准电压芯片，单片机ADC采集电源电压，打算出其准确值，并根据电源电压和须要输出的电压打算占空比。

当单片机没有基准电压引脚时，在单片机的ADC端口接一个外部基准电压芯片，同时采集基准电压和电源电压，用基准电压来校准电源电压，再根据电源电压和须要输出的电压打算占空比。