stm32/gd32驱动DAC8830

文章目录

DAC8830介绍
- - 特性
  - 功能框图
  - 绝对最大额定值
  - [PIN 配置](#PIN 配置)
  - 时序图
原理图
- 硬件连接
- 主控芯片
- [参考电压 MAX6225B](#参考电压 MAX6225B)
- - 接线
  - 手册
  - 单极码
软件实现
- cubemx配置
- 代码

DAC8830介绍

特性

16位分辨率
2.7V至5.5V单电源供电
极低功耗：3V供电时为15μW
高精度，积分非线性（INL）：1 LSB
低噪声：10 nV/√Hz
快速建立时间：1.0μS
高速SPI™接口，最高可达50MHz
复位至零代码
施密特触发器输入，用于直接光耦合器接口
工业标准引脚配置

功能框图

绝对最大额定值

在工作自由空气温度范围内（除非另有说明）⁽¹⁾

参数	DAC8830、DAC8831	单位
V DD V_{\text{DD}} VDD 至 AGND	− 0.3 -0.3 −0.3 至 + 7 +7 +7	V
数字输入电压至 DGND	− 0.3 -0.3 −0.3 至 + V DD + 0.3 +V_{\text{DD}} + 0.3 +VDD+0.3	V
V OUT V_{\text{OUT}} VOUT 至 AGND	− 0.3 -0.3 −0.3 至 + V DD + 0.3 +V_{\text{DD}} + 0.3 +VDD+0.3	V
AGND、AGNDF、AGNDS 至 DGND	− 0.3 -0.3 −0.3 至 + 0.3 +0.3 +0.3	V
工作温度范围	− 40 -40 −40 至 + 85 +85 +85	∘ C ^\circ\text{C} ∘C
存储温度范围	− 65 -65 −65 至 + 150 +150 +150	∘ C ^\circ\text{C} ∘C
结温范围（ T J max T_{\text{J max}} TJ max）	+ 150 +150 +150	∘ C ^\circ\text{C} ∘C
功耗	( T J max − T A ) / θ JA (T_{\text{J max}} - T_{\text{A}}) / \theta_{\text{JA}} (TJ max−TA)/θJA	W
热阻， θ JA \theta_{\text{JA}} θJA - QFN-14	54.9 54.9 54.9	∘ C/W ^\circ\text{C/W} ∘C/W
热阻， θ JA \theta_{\text{JA}} θJA - SO-8	136.9 136.9 136.9	∘ C/W ^\circ\text{C/W} ∘C/W
热阻， θ JA \theta_{\text{JA}} θJA - SO-14	66.6 66.6 66.6	∘ C/W ^\circ\text{C/W} ∘C/W

⁽¹⁾ 超过"绝对最大额定值"中所列的应力可能会对器件造成永久性损坏。长时间暴露在绝对最大条件下可能会影响器件的可靠性。

PIN 配置

引脚编号	引脚名称	功能描述
1	V OUT V_{\text{OUT}} VOUT	数模转换器（DAC）的模拟输出
2	AGND	模拟地
3	V REF V_{\text{REF}} VREF	电压基准输入
4	CS ‾ \overline{\text{CS}} CS	芯片选择输入（低电平有效）。除非 CS ‾ \overline{\text{CS}} CS 为低电平，否则数据不会被锁存到串行数据输入（SDI）
5	SCLK	串行时钟输入
6	SDI	串行数据输入。在串行时钟（SCLK）的上升沿，数据被锁存到输入寄存器
7	DGND	数字地
8	VDD	模拟电源，3V 至 5V

时序图

DAC8830的SPI时序图如图所示，可以看到这个模块是高位先行，16位收发，CS拉低时进行通讯。

原理图

硬件连接

SCLK → PB13 (SPI2_SCK)
SDI → PB15 (SPI2_MOSI)
CS → PC11 (GPIO 手动控制)
VREF → 参考电压（如 2.5V 或 3.3V）
GND → 共地

主控芯片

stm32ret6

gd32f103ret6

尝试用stm32的HAL库驱动

GD兆易GD32系列MCU替换ST芯片对照表

https://www.pcbcopy.com/2018/jishu_0827/1994.html

参考电压 MAX6225B

使用MAX6225B，通过查阅手册得知，输出电压是2.5V

接线

手册

单极码

软件实现

cubemx配置

代码

c 复制代码

//dac8830.h
#ifndef __DAC8830_H
#define __DAC8830_H

#include "stm32f1xx_hal.h"

/* DAC8830引脚定义 */
#define DAC8830_SCLK_PIN     GPIO_PIN_13
#define DAC8830_SCLK_PORT    GPIOB
#define DAC8830_SDI_PIN      GPIO_PIN_15
#define DAC8830_SDI_PORT     GPIOB
#define DAC8830_CS_PIN       GPIO_PIN_11
#define DAC8830_CS_PORT      GPIOC


/* 函数声明 */
void DAC8830_Init(void);
void DAC8830_WriteData(uint16_t data);
void DAC8830_SetVoltage(float voltage);
void DAC8830_SetOutput(uint16_t value);
void DAC8830_PowerDown(void);
void DAC8830_PowerUp(void);

#endif /* __DAC8830_H */

c 复制代码

//dac8830.c
#include "dac8830.h"
#include "spi.h"

/* 外部变量声明 */
extern SPI_HandleTypeDef hspi2;

/**
 * @brief  DAC8830初始化函数
 * @param  None
 * @retval None
 * @note   初始化DAC8830，设置CS引脚为高电平，使DAC处于待机状态
 */
void DAC8830_Init(void)
{
    /* CS引脚初始化为高电平，使DAC处于非选中状态 */
    HAL_GPIO_WritePin(DAC8830_CS_PORT, DAC8830_CS_PIN, GPIO_PIN_SET);
    
    /* 延时一段时间确保DAC稳定 */
    HAL_Delay(10);
    
    /* 输出0V，初始化DAC输出 */
    DAC8830_SetOutput(0);
}

/**
 * @brief  向DAC8830写入16位数据
 * @param  data: 16位数据值 (0-65535)
 * @retval None
 * @note   DAC8830是16位DAC，数据范围为0-65535
 *         数据格式：MSB优先，16位数据直接传输
 */
void DAC8830_WriteData(uint16_t data)
{
    uint8_t txData[2];
    
    /* 将16位数据分成两个8位字节，高字节在前 */
    txData[0] = (data >> 8) & 0xFF;  // 高8位
    txData[1] = data & 0xFF;          // 低8位
    
    /* CS拉低，选中DAC */
    HAL_GPIO_WritePin(DAC8830_CS_PORT, DAC8830_CS_PIN, GPIO_PIN_RESET);
    
    /* 通过SPI发送数据 */
    HAL_SPI_Transmit(&hspi2, txData, 2, 100);
    
    /* CS拉高，结束传输 */
    HAL_GPIO_WritePin(DAC8830_CS_PORT, DAC8830_CS_PIN, GPIO_PIN_SET);
}

/**
 * @brief  设置DAC输出电压
 * @param  voltage: 电压值 (0.0V - 参考电压)
 * @retval None
 * @note   根据参考电压计算对应的数字值
 *         参考电压设置为2.5V
 */
void DAC8830_SetVoltage(float voltage)
{
    uint16_t dacValue;
    float refVoltage = 2.5f;  // 参考电压
    
    /* 限制电压范围 */
    if (voltage < 0.0f) {
        voltage = 0.0f;
    } else if (voltage > refVoltage) {
        voltage = refVoltage;
    }
    
    /* 计算DAC值：电压/参考电压 * 65535 */
    dacValue = (uint16_t)((voltage / refVoltage) * 65535.0f);
    
    /* 写入DAC */
    DAC8830_WriteData(dacValue);
}

/**
 * @brief  设置DAC输出数字值
 * @param  value: 16位数字值 (0-65535)
 * @retval None
 * @note   直接设置DAC的数字输出值
 */
void DAC8830_SetOutput(uint16_t value)
{
    /* 限制数值范围 */
    if (value > 65535) {
        value = 65535;
    }
    
    /* 写入DAC */
    DAC8830_WriteData(value);
}

/**
 * @brief  DAC8830掉电模式
 * @param  None
 * @retval None
 * @note   使DAC进入低功耗模式或输出0V
 */
void DAC8830_PowerDown(void)
{
    /* 方案1：输出0V（当前实现） */
    DAC8830_SetOutput(0);
    
    /* 方案2：如果DAC8830支持真正的掉电模式 */
    /* uint16_t powerDownCommand = 0x8000;  // 掉电命令 */
    /* DAC8830_WriteData(powerDownCommand); */
    
    /* 延时确保输出稳定 */
    HAL_Delay(1);
}

/**
 * @brief  DAC8830唤醒
 * @param  None
 * @retval None
 * @note   从掉电模式唤醒DAC或重新初始化
 */
void DAC8830_PowerUp(void)
{
    /* 方案1：如果之前是输出0V，现在可以重新设置输出 */
    /* 这里只是延时，实际唤醒需要重新设置输出值 */
    
    /* 方案2：如果DAC8830支持真正的掉电模式 */
    /* uint16_t normalCommand = 0x0000;     // 正常工作命令 */
    /* DAC8830_WriteData(normalCommand); */
    
    /* 延时确保DAC稳定 */
    HAL_Delay(10);
}

c 复制代码

\\main.c
/* USER CODE BEGIN Header */
/**
  ******************************************************************************
  * @file           : main.c
  * @brief          : Main program body
  ******************************************************************************
  * @attention
  *
  * Copyright (c) 2025 STMicroelectronics.
  * All rights reserved.
  *
  * This software is licensed under terms that can be found in the LICENSE file
  * in the root directory of this software component.
  * If no LICENSE file comes with this software, it is provided AS-IS.
  *
  ******************************************************************************
  */
/* USER CODE END Header */
/* Includes ------------------------------------------------------------------*/
#include "main.h"
#include "spi.h"
#include "usart.h"
#include "gpio.h"

/* Private includes ----------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN Includes */
#include "string.h"
#include "dac8830.h"
/* USER CODE END Includes */

/* Private typedef -----------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PTD */

/* USER CODE END PTD */

/* Private define ------------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PD */

/* USER CODE END PD */

/* Private macro -------------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PM */

/* USER CODE END PM */

/* Private variables ---------------------------------------------------------*/

/* USER CODE BEGIN PV */

/* USER CODE END PV */

/* Private function prototypes -----------------------------------------------*/
void SystemClock_Config(void);
/* USER CODE BEGIN PFP */

/* USER CODE END PFP */

/* Private user code ---------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN 0 */

/* USER CODE END 0 */

/**
  * @brief  The application entry point.
  * @retval int
  */
int main(void)
{

  /* USER CODE BEGIN 1 */

  /* USER CODE END 1 */

  /* MCU Configuration--------------------------------------------------------*/

  /* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */
  HAL_Init();

  /* USER CODE BEGIN Init */

  /* USER CODE END Init */

  /* Configure the system clock */
  SystemClock_Config();

  /* USER CODE BEGIN SysInit */

  /* USER CODE END SysInit */

  /* Initialize all configured peripherals */
  MX_GPIO_Init();
  MX_USART1_UART_Init();
  MX_SPI2_Init();
  /* USER CODE BEGIN 2 */
  /* 初始化DAC8830 */
  DAC8830_Init();
  
  char message[]="DAC8830 Test";
  /* USER CODE END 2 */

  /* Infinite loop */
  /* USER CODE BEGIN WHILE */
  while (1)
  {
    /* DAC8830测试程序 - 输出直流电压 */
    HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, GPIO_PIN_9, GPIO_PIN_RESET); // 485 CON=0
    /* 输出1.25V (2.5V的一半) */
    DAC8830_SetVoltage(1.25f);
    HAL_UART_Transmit(&huart1,(uint8_t*)"DAC Output: 1.25V\r\n",20,100);
    HAL_Delay(2000);
    
    /* 输出2.5V (最大电压) */
    DAC8830_SetVoltage(2.5f);
    HAL_UART_Transmit(&huart1,(uint8_t*)"DAC Output: 2.5V\r\n",20,100);
    HAL_Delay(2000);
    
    /* 输出0V */
    DAC8830_SetVoltage(0.0f);
    HAL_UART_Transmit(&huart1,(uint8_t*)"DAC Output: 0V\r\n",18,100);
    HAL_Delay(2000);
    
    /* 也可以直接设置数字值 */
    DAC8830_SetOutput(32768);  // 输出1.25V (65535的一半)
    HAL_UART_Transmit(&huart1,(uint8_t*)"DAC Digital: 32768\r\n",22,100);
    HAL_Delay(2000);
    
    HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, GPIO_PIN_9, GPIO_PIN_SET); // 485 CON=1
    /* USER CODE END WHILE */

    /* USER CODE BEGIN 3 */
  }
  /* USER CODE END 3 */
}

/**
  * @brief System Clock Configuration
  * @retval None
  */
void SystemClock_Config(void)
{
  RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct = {0};
  RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct = {0};

  /** Initializes the RCC Oscillators according to the specified parameters
  * in the RCC_OscInitTypeDef structure.
  */
  RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSE;
  RCC_OscInitStruct.HSEState = RCC_HSE_ON;
  RCC_OscInitStruct.HSEPredivValue = RCC_HSE_PREDIV_DIV1;
  RCC_OscInitStruct.HSIState = RCC_HSI_ON;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_ON;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLSource = RCC_PLLSOURCE_HSE;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLMUL = RCC_PLL_MUL9;
  if (HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }

  /** Initializes the CPU, AHB and APB buses clocks
  */
  RCC_ClkInitStruct.ClockType = RCC_CLOCKTYPE_HCLK|RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK
                              |RCC_CLOCKTYPE_PCLK1|RCC_CLOCKTYPE_PCLK2;
  RCC_ClkInitStruct.SYSCLKSource = RCC_SYSCLKSOURCE_PLLCLK;
  RCC_ClkInitStruct.AHBCLKDivider = RCC_SYSCLK_DIV1;
  RCC_ClkInitStruct.APB1CLKDivider = RCC_HCLK_DIV2;
  RCC_ClkInitStruct.APB2CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1;

  if (HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_2) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
}

/* USER CODE BEGIN 4 */

/* USER CODE END 4 */

/**
  * @brief  This function is executed in case of error occurrence.
  * @retval None
  */
void Error_Handler(void)
{
  /* USER CODE BEGIN Error_Handler_Debug */
  /* User can add his own implementation to report the HAL error return state */
  __disable_irq();
  while (1)
  {
  }
  /* USER CODE END Error_Handler_Debug */
}

#ifdef  USE_FULL_ASSERT
/**
  * @brief  Reports the name of the source file and the source line number
  *         where the assert_param error has occurred.
  * @param  file: pointer to the source file name
  * @param  line: assert_param error line source number
  * @retval None
  */
void assert_failed(uint8_t *file, uint32_t line)
{
  /* USER CODE BEGIN 6 */
  /* User can add his own implementation to report the file name and line number,
     ex: printf("Wrong parameters value: file %s on line %d\r\n", file, line) */
  /* USER CODE END 6 */
}
#endif /* USE_FULL_ASSERT */