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本章节为大家讲解标准SPI接线方式驱动模数转换器DAC8501，制作了中断和DMA两种驱动方式。
75.1 初学者重要提示
75.2 DAC结构分类和技术术语
75.3 DAC8501硬件设计
75.4 DAC8501关键知识点整理（重要）
75.5 DAC8501驱动设计（中断更新方式）
75.5 DAC8501驱动设计（SPI DMA更新方式）
75.6 SPI总线板级支持包（bsp_spi_bus.c）
75.7 DAC8501支持包中断方式（bsp_spi_dac8501.c）
75.8 DAC8501支持包DMA方式（bsp_spidma_dac8501.c）
75.9 DAC8501驱动移植和使用（中断更新方式）
75.10 DAC8501驱动移植和使用（SPI DMA更新方式）
75.11 实验例程设计框架
75.12 实验例程说明（MDK）
75.13 实验例程说明（IAR）
75.14 总结
1、 学习本章节前，务必优先学习第72章。
2、 DAC8501模块上带了两片8501，每片是单通道DAC，带片上输出缓冲运放，轨到轨输出，16bit分辨率，支持30MHz的SPI时钟速度。
3、 本章涉及到的知识点比较多，需要大家掌握STM32H7的SPI , DMA，TIM，DMAMUX和DAC8501的一些细节用法。
4、 H7的SPI + DMA驱动这类外设的灵活度，绝对可以媲美FPGA去控制：
5、 本章配套了中断和DMA两种更新方式的案例，DMA实现方式与中断更新方式完全不同，因为DMA方式要使用硬件SPI1 NSS片选引脚驱动DAC8501。而中断更新方式使用公共的总线驱动文件bsp_spi_bus.c，片选是通过通用IO方式控制，支持串行FLASH、TSC2046、VS1053、AD7705、ADS1256等SPI设备。大家在看例子的时候要注意。
6、 对于本章教程配套例子的SPI DMA方式，这里特别注意一点，定时器触发一次，就会让SPI以DMA方式传输24bit数据。
7、 DAC8501数据手册，模块原理图和接线图都已经放到本章教程配置例子的Doc文件里。
在本教程的第74章进行了详细说明。
DAC的原理图下载：
http://www.armbbs.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=97082 。
产品规格：
1、供电电压： 2.7 - 5.5V【3.3V供电时，输出电压也可以到5V】。
2、通道数： 2路 （通过2片DAC8501E实现）。
3、输出电压范围 ： 0 - 5V【零位 < 0.020V， 满位 > 4.970V】。
4、分辨率： 16位。
5、功耗 : 小于10mA。
6、MCU接口 ：高速 SPI （30M) 支持 3.3V和5V单片机。
7、DAC输出模拟带宽：350KHz。
8、DAC输出响应： 10uS 到 0.003% FSR。
产品特点：
1、输出和供电电压无关；模块内带升压电路和5V基准。
2、自适应单片机的电平（2.7 - 5V 均可以）。
3、输出电压轨到轨，最高电压可以到 4.970V 以上。
产品效果：
V7板子上DAC8501模块的插座的原理图如下：
实际对应开发的位置如下：
驱动DAC8501需要对下面这些知识点有个认识。
DAC8501的封装形式：
供电范围2.7-5.5V。
稳压基准输入。
输出运放的反馈。
模拟输出电压，输出运放具有轨到轨特性。
低电平有效，当SYNC变为低电平时，它使能输入移位寄存器，并且数据采样在随后的时钟下降沿。 DAC输出在第24个时钟下降沿之后更新。 如果SYNC在第23个时钟沿之前变高，SYNC的上升沿将充当中断，并且DAC8501将忽略写序列。
时钟输入端，支持30MHz。
串行时钟输入，每个时钟下降沿将数据写到的24bit的输入移位寄存器。
接地端。
DAC8501的计算公式如下：
配置DAC8501数据输出寄存器的数值，范围0 到2^16 – 1，即0到65535。
使用外部参考电压，由VREFIN引脚的输入决定。
输出电压。
DAC8501的时序图如下：
这个时序里面有三个参数尤其重要，后面时序配置要用到。
供电2.7到3.6V时，最高时钟20MHz。
供电3.6到5.5V时，最高时钟30MHz。
SYNC低电平有效到SCLK第1个上降沿信号的时间没有最小值限制，可以为0。
每传输24bit数据后，SYNC要保持一段时间的高电平。
供电2.7到3.6V时，最小要求50ns。
供电3.6到5.5V时，最小要求33ns。
DAC8501的寄存器配置是24bit格式：
控制DAC8501每次要传输24bit数据，高8bit控制位 + 16bit数据位。
控制位的PD1和PD0定义如下：
PD1 PD0 决定4种工作模式
0 0 ---> 正常工作模式
0 1 ---> 输出接1K欧到GND
1 0 ---> 输出100K欧到GND
1 1 ---> 输出高阻
DAC8501的程序驱动框架设计如下：
有了这个框图，程序设计就比较好理解了。
spi总线配置通过如下两个函数实现：
/* ********************************************************************************************************* * 函 数 名: bsp_InitSPIBus * 功能说明: 配置SPI总线。 * 形 参: 无 * 返 回 值: 无 ********************************************************************************************************* */ void bsp_InitSPIBus(void) { g_spi_busy = 0; bsp_InitSPIParam(SPI_BAUDRATEPRESCALER_8, SPI_PHASE_1EDGE, SPI_POLARITY_LOW); } /* ********************************************************************************************************* * 函 数 名: bsp_InitSPIParam * 功能说明: 配置SPI总线参数，时钟分频，时钟相位和时钟极性。 * 形 参: _BaudRatePrescaler SPI总线时钟分频设置，支持的参数如下： * SPI_BAUDRATEPRESCALER_2 2分频 * SPI_BAUDRATEPRESCALER_4 4分频 * SPI_BAUDRATEPRESCALER_8 8分频 * SPI_BAUDRATEPRESCALER_16 16分频 * SPI_BAUDRATEPRESCALER_32 32分频 * SPI_BAUDRATEPRESCALER_64 64分频 * SPI_BAUDRATEPRESCALER_128 128分频 * SPI_BAUDRATEPRESCALER_256 256分频 * * _CLKPhase 时钟相位，支持的参数如下： * SPI_PHASE_1EDGE SCK引脚的第1个边沿捕获传输的第1个数据 * SPI_PHASE_2EDGE SCK引脚的第2个边沿捕获传输的第1个数据 * * _CLKPolarity 时钟极性，支持的参数如下： * SPI_POLARITY_LOW SCK引脚在空闲状态处于低电平 * SPI_POLARITY_HIGH SCK引脚在空闲状态处于高电平 * * 返 回 值: 无 ********************************************************************************************************* */ void bsp_InitSPIParam(uint32_t _BaudRatePrescaler, uint32_t _CLKPhase, uint32_t _CLKPolarity) { /* 提高执行效率，只有在SPI硬件参数发生变化时，才执行HAL_Init */ if (s_BaudRatePrescaler == _BaudRatePrescaler && s_CLKPhase == _CLKPhase && s_CLKPolarity == _CLKPolarity) { return; } s_BaudRatePrescaler = _BaudRatePrescaler; s_CLKPhase = _CLKPhase; s_CLKPolarity = _CLKPolarity; /* 设置SPI参数 */ hspi.Instance = SPIx; /* 例化SPI */ hspi.Init.BaudRatePrescaler = _BaudRatePrescaler; /* 设置波特率 */ hspi.Init.Direction = SPI_DIRECTION_2LINES; /* 全双工 */ hspi.Init.CLKPhase = _CLKPhase; /* 配置时钟相位 */ hspi.Init.CLKPolarity = _CLKPolarity; /* 配置时钟极性 */ hspi.Init.DataSize = SPI_DATASIZE_8BIT; /* 设置数据宽度 */ hspi.Init.FirstBit = SPI_FIRSTBIT_MSB; /* 数据传输先传高位 */ hspi.Init.TIMode = SPI_TIMODE_DISABLE; /* 禁止TI模式 */ hspi.Init.CRCCalculation = SPI_CRCCALCULATION_DISABLE; /* 禁止CRC */ hspi.Init.CRCPolynomial = 7; /* 禁止CRC后，此位无效 */ hspi.Init.CRCLength = SPI_CRC_LENGTH_8BIT; /* 禁止CRC后，此位无效 */ hspi.Init.NSS = SPI_NSS_SOFT; /* 使用软件方式管理片选引脚 */ hspi.Init.FifoThreshold = SPI_FIFO_THRESHOLD_01DATA; /* 设置FIFO大小是一个数据项 */ hspi.Init.NSSPMode = SPI_NSS_PULSE_DISABLE; /* 禁止脉冲输出 */ hspi.Init.MasterKeepIOState = SPI_MASTER_KEEP_IO_STATE_ENABLE; /* 禁止SPI后，SPI相关引脚保持当前状态 */ hspi.Init.Mode = SPI_MODE_MASTER; /* SPI工作在主控模式 */ /* 复位配置 */ if (HAL_SPI_DeInit(&hspi) != HAL_OK) { Error_Handler(__FILE__, __LINE__); } /* 初始化配置 */ if (HAL_SPI_Init(&hspi) != HAL_OK) { Error_Handler(__FILE__, __LINE__); } }
关于这两个函数有以下两点要做个说明：
注：对于DAC8501，请使用查询方式。
SPI驱动的查询，中断和DMA方式主要通过函数bsp_spiTransfer实现数据传输：
/* ********************************************************************************************************* * 选择DMA，中断或者查询方式 ********************************************************************************************************* */ //#define USE_SPI_DMA /* DMA方式 */ //#define USE_SPI_INT /* 中断方式 */ #define USE_SPI_POLL /* 查询方式 */ /* 查询模式 */ #if defined (USE_SPI_POLL) uint8_t g_spiTxBuf[SPI_BUFFER_SIZE]; uint8_t g_spiRxBuf[SPI_BUFFER_SIZE]; /* 中断模式 */ #elif defined (USE_SPI_INT) uint8_t g_spiTxBuf[SPI_BUFFER_SIZE]; uint8_t g_spiRxBuf[SPI_BUFFER_SIZE]; /* DMA模式使用的SRAM4 */ #elif defined (USE_SPI_DMA) #if defined ( __CC_ARM ) /* IAR *******/ __attribute__((section (".RAM_D3"))) uint8_t g_spiTxBuf[SPI_BUFFER_SIZE]; __attribute__((section (".RAM_D3"))) uint8_t g_spiRxBuf[SPI_BUFFER_SIZE]; #elif defined (__ICCARM__) /* MDK ********/ #pragma location = ".RAM_D3" uint8_t g_spiTxBuf[SPI_BUFFER_SIZE]; #pragma location = ".RAM_D3" uint8_t g_spiRxBuf[SPI_BUFFER_SIZE]; #endif #endif /* ********************************************************************************************************* * 函 数 名: bsp_spiTransfer * 功能说明: 启动数据传输 * 形 参: 无 * 返 回 值: 无 ********************************************************************************************************* */ void bsp_spiTransfer(void) { if (g_spiLen > SPI_BUFFER_SIZE) { return; } /* DMA方式传输 */ #ifdef USE_SPI_DMA wTransferState = TRANSFER_WAIT; if(HAL_SPI_TransmitReceive_DMA(&hspi, (uint8_t*)g_spiTxBuf, (uint8_t *)g_spiRxBuf, g_spiLen) != HAL_OK) { Error_Handler(__FILE__, __LINE__); } while (wTransferState == TRANSFER_WAIT) { ; } #endif /* 中断方式传输 */ #ifdef USE_SPI_INT wTransferState = TRANSFER_WAIT; if(HAL_SPI_TransmitReceive_IT(&hspi, (uint8_t*)g_spiTxBuf, (uint8_t *)g_spiRxBuf, g_spiLen) != HAL_OK) { Error_Handler(__FILE__, __LINE__); } while (wTransferState == TRANSFER_WAIT) { ; } #endif /* 查询方式传输 */ #ifdef USE_SPI_POLL if(HAL_SPI_TransmitReceive(&hspi, (uint8_t*)g_spiTxBuf, (uint8_t *)g_spiRxBuf, g_spiLen, 1000000) != HAL_OK) { Error_Handler(__FILE__, __LINE__); } #endif }
通过开头宏定义可以方便的切换中断，查询和DMA方式。其中查询和中断方式比较好理解，而DMA方式要特别注意两点：
/* 配置SRAM4的MPU属性为Non-cacheable */ MPU_InitStruct.Enable = MPU_REGION_ENABLE; MPU_InitStruct.BaseAddress = 0x38000000; MPU_InitStruct.Size = MPU_REGION_SIZE_64KB; MPU_InitStruct.AccessPermission = MPU_REGION_FULL_ACCESS; MPU_InitStruct.IsBufferable = MPU_ACCESS_NOT_BUFFERABLE; MPU_InitStruct.IsCacheable = MPU_ACCESS_NOT_CACHEABLE; MPU_InitStruct.IsShareable = MPU_ACCESS_NOT_SHAREABLE; MPU_InitStruct.Number = MPU_REGION_NUMBER2; MPU_InitStruct.TypeExtField = MPU_TEX_LEVEL1; MPU_InitStruct.SubRegionDisable = 0x00; MPU_InitStruct.DisableExec = MPU_INSTRUCTION_ACCESS_ENABLE; HAL_MPU_ConfigRegion(&MPU_InitStruct);
首先回忆下STM32H7支持的4种时序配置。
SCK引脚在空闲状态处于低电平，SCK引脚的第2个边沿捕获传输的第1个数据。
SCK引脚在空闲状态处于高电平，SCK引脚的第2个边沿捕获传输的第1个数据。
SCK引脚在空闲状态处于低电平，SCK引脚的第1个边沿捕获传输的第1个数据。
SCK引脚在空闲状态处于高电平，SCK引脚的第1个边沿捕获传输的第1个数据。
有了H7支持的时序配置，再来看下DAC8501的时序图：
首先DAC8501是下降升沿做数据采集，所以STM32H7的可选的配置就是：
CHOL = 0, CPHA = 1
CHOL = 1, CPHA = 0
对于这两种情况的主要区别是空闲状态下SCLK时钟选择高电平还是低电平，根据上面的时序图和DAC8501的数据手册，两种情况下都可以正常运行。经过实际测试，STM32H7使用这两个配置确实都可以正常运行。程序里面默认是选择CHOL = 0, CPHA = 1。
单SPI接口管理多个SPI设备最麻烦的地方是不同设备的时钟分配，时钟极性和时钟相位并不相同。对此的解决解决办法是在片选阶段配置切换，比如DAC8501的片选：
/* ********************************************************************************************************* * 函 数 名: DAC8501_SetCS1 * 功能说明: DAC8501 片选控制函数 * 形 参: 无 * 返 回 值: 无 ********************************************************************************************************* */ void DAC8501_SetCS1(uint8_t _Level) { if (_Level == 0) { bsp_SpiBusEnter(); /* 占用SPI总线 */ bsp_InitSPIParam(SPI_BAUDRATEPRESCALER_8, SPI_PHASE_2EDGE, SPI_POLARITY_LOW); CS1_0(); } else { CS1_1(); bsp_SpiBusExit(); /* 释放SPI总线 */ } } /* ********************************************************************************************************* * 函 数 名: DAC8501_SetCS2(0) * 功能说明: 设置CS2。 用于运行中SPI共享。 * 形 参: 无 返 回 值: 无 ********************************************************************************************************* */ void DAC8501_SetCS2(uint8_t _level) { if (_level == 0) { bsp_SpiBusEnter(); /* 占用SPI总线 */ bsp_InitSPIParam(SPI_BAUDRATEPRESCALER_8, SPI_PHASE_2EDGE, SPI_POLARITY_LOW); CS2_0(); } else { CS2_1(); bsp_SpiBusExit(); /* 释放SPI总线 */ } }
通过这种方式就有效的解决了单SPI接口管理多设备的问题。因为给每个设备都配了一个独立的片选引脚，这样就可以为每个设备都配置这么一个片选配置。
但是频繁配置也比较繁琐，所以函数bsp_InitSPIParam里面做了特别处理。当前配置与之前配置相同的情况下无需重复配置。
DAC8501的双通道数据更新通过下面的函数实现：
/* ********************************************************************************************************* * 函 数 名: DAC8501_SetDacData * 功能说明: 设置DAC数据 * 形 参: _ch, 通道, * _data : 数据 * 返 回 值: 无 ********************************************************************************************************* */ void DAC8501_SetDacData(uint8_t _ch, uint16_t _dac) { uint32_t data; /* DAC8501.pdf page 12 有24bit定义 DB24:18 = xxxxx 保留 DB17： PD1 DB16： PD0 DB15：0 16位数据 其中 PD1 PD0 决定4种工作模式 0 0 ---> 正常工作模式 0 1 ---> 输出接1K欧到GND 1 0 ---> 输出100K欧到GND 1 1 ---> 输出高阻 */ data = _dac; /* PD1 PD0 = 00 正常模式 */ if (_ch == 0) { DAC8501_SetCS1(0); } else { DAC8501_SetCS2(0); } /* DAC8501 SCLK时钟高达30M，因此可以不延迟 */ g_spiLen = 0; g_spiTxBuf[g_spiLen++] = (data >> 16); g_spiTxBuf[g_spiLen++] = (data >> 8); g_spiTxBuf[g_spiLen++] = (data); bsp_spiTransfer(); if (_ch == 0) { DAC8501_SetCS1(1); } else { DAC8501_SetCS2(1); } }
函数实现比较简单，每次更新发送24bit数据即可。
DAC8501的DMA驱动方式略复杂，跟中断更新方式完全不同，要使用硬件SPI1 NSS引脚驱动DAC8501的片选，所有专门做了一个驱动文件来实现，程序驱动框架设计如下：
有了这个框图，程序设计就比较好理解了。
spi总线配置通过如下两个函数实现：
/* ********************************************************************************************************* * 函 数 名: bsp_InitDAC8501 * 功能说明: 配置GPIO并初始化DAC8501寄存器 * 形 参: 无 * 返 回 值: 无 ********************************************************************************************************* */ void bsp_InitDAC8501(void) { s_SpiDmaMode = 0; /*##-1- 配置SPI DMA ############################################################*/ bsp_InitSPIParam(SPI_BAUDRATEPRESCALER_8, SPI_PHASE_2EDGE, SPI_POLARITY_LOW); /*##-2- 默认输出0V ############################################################*/ DAC8501_SetDacData(0, 0); /* CH1输出0 */ } /* ********************************************************************************************************* * 函 数 名: bsp_InitSPIParam * 功能说明: 配置SPI总线参数，时钟分频，时钟相位和时钟极性。 * 形 参: _BaudRatePrescaler SPI总线时钟分频设置，支持的参数如下： * SPI_BAUDRATEPRESCALER_2 2分频 * SPI_BAUDRATEPRESCALER_4 4分频 * SPI_BAUDRATEPRESCALER_8 8分频 * SPI_BAUDRATEPRESCALER_16 16分频 * SPI_BAUDRATEPRESCALER_32 32分频 * SPI_BAUDRATEPRESCALER_64 64分频 * SPI_BAUDRATEPRESCALER_128 128分频 * SPI_BAUDRATEPRESCALER_256 256分频 * * _CLKPhase 时钟相位，支持的参数如下： * SPI_PHASE_1EDGE SCK引脚的第1个边沿捕获传输的第1个数据 * SPI_PHASE_2EDGE SCK引脚的第2个边沿捕获传输的第1个数据 * * _CLKPolarity 时钟极性，支持的参数如下： * SPI_POLARITY_LOW SCK引脚在空闲状态处于低电平 * SPI_POLARITY_HIGH SCK引脚在空闲状态处于高电平 * * 返 回 值: 无 ********************************************************************************************************* */ void bsp_InitSPIParam(uint32_t _BaudRatePrescaler, uint32_t _CLKPhase, uint32_t _CLKPolarity) { /* 设置SPI参数 */ hspi.Instance = SPIx; /* 例化SPI */ hspi.Init.BaudRatePrescaler = _BaudRatePrescaler; /* 设置波特率 */ hspi.Init.Direction = SPI_DIRECTION_2LINES_TXONLY; /* 全双工 */ hspi.Init.CLKPhase = _CLKPhase; /* 配置时钟相位 */ hspi.Init.CLKPolarity = _CLKPolarity; /* 配置时钟极性 */ hspi.Init.DataSize = SPI_DATASIZE_24BIT; /* 设置数据宽度 */ hspi.Init.FirstBit = SPI_FIRSTBIT_MSB; /* 数据传输先传高位 */ hspi.Init.TIMode = SPI_TIMODE_DISABLE; /* 禁止TI模式 */ hspi.Init.CRCCalculation = SPI_CRCCALCULATION_DISABLE; /* 禁止CRC */ hspi.Init.CRCPolynomial = 7; /* 禁止CRC后，此位无效 */ hspi.Init.CRCLength = SPI_CRC_LENGTH_8BIT; /* 禁止CRC后，此位无效 */ hspi.Init.FifoThreshold = SPI_FIFO_THRESHOLD_05DATA; /* 设置FIFO大小是一个数据项 */ hspi.Init.NSS = SPI_NSS_HARD_OUTPUT; /* 使用软件方式管理片选引脚 */ hspi.Init.NSSPMode = SPI_NSS_PULSE_ENABLE; /* 使能脉冲输出 */ hspi.Init.NSSPolarity = SPI_NSS_POLARITY_LOW; /* 低电平有效 */ /* MSS, 插入到NSS有效边沿和第一个数据开始之间的额外延迟，单位SPI时钟周期个数 */ hspi.Init.MasterSSIdleness = SPI_MASTER_SS_IDLENESS_00CYCLE; /* MIDI, 两个连续数据帧之间插入的最小时间延迟，单位SPI时钟周期个数 */ hspi.Init.MasterInterDataIdleness = SPI_MASTER_INTERDATA_IDLENESS_02CYCLE; hspi.Init.MasterKeepIOState = SPI_MASTER_KEEP_IO_STATE_ENABLE; /* 禁止SPI后，SPI相关引脚保持当前状态 */ hspi.Init.Mode = SPI_MODE_MASTER; /* SPI工作在主控模式 */ /* 复位配置 */ if (HAL_SPI_DeInit(&hspi) != HAL_OK) { Error_Handler(__FILE__, __LINE__); } /* 初始化配置 */ if (HAL_SPI_Init(&hspi) != HAL_OK) { Error_Handler(__FILE__, __LINE__); } }
这两个配置函数里面最重要的是置红的几个配置选项，这里依次为大家做个说明：
驱动DAC856X仅需要SPI写操作。
STM32H7的SPI支持4-32bit数据传输，由于DAC856X需要24bit数据，所以这里配置为24即可。
对于SPI1来说，里面的FIFO大小是16字节，那么SPI数据传输配置为24bit的话，FIFO最多可以存储5个24bit，因此这个fifo阀值要设置为5。
我们这里要使用SPI的硬件片选引脚SPI_NSS。
插入到NSS有效边沿和第一个数据开始之间的额外延迟，单位SPI时钟周期个数。
根据本章75.4.4小节里面的t(4)要求，片选有效到SCLK第1个下降沿信号的时间，最小值为0。所以这里配置为0即可，也就是无需插入时间。
两个连续数据帧之间插入的最小时间延迟，单位SPI时钟周期个数。
根据本章75.4.4小节里面的t(5)要求，每传输24bit数据后，片选要保持一段时间的高电平，DAC856X要求至少要33ns（供电3.6到5.5V时），也是说，如果我们以25MHz驱动DAC856X，这里至少要配置为1个时钟周期，推荐值为2及其以上即可，我们这里直接配置为2个时钟周期（配置为1也没问题的）。
这里特别注意一点，定时器触发一次，就会让SPI以DMA方式传输24bit输出。
TIM12的触发配置如下：
/* ********************************************************************************************************* * 函 数 名: TIM12_Config * 功能说明: 配置TIM12，用于触发DMAMUX的请求发生器 * 形 参: _ulFreq 触发频率，推荐范围100Hz - 1MHz * 返 回 值: 无 ********************************************************************************************************* */ TIM_HandleTypeDef htim ={0}; TIM_MasterConfigTypeDef sMasterConfig = {0}; TIM_OC_InitTypeDef sConfig = {0}; void TIM12_Config(uint32_t _ulFreq) { uint16_t usPeriod; uint16_t usPrescaler; uint32_t uiTIMxCLK; /* 使能时钟 */ __HAL_RCC_TIM12_CLK_ENABLE(); /*----------------------------------------------------------------------- bsp.c 文件中 void SystemClock_Config(void) 函数对时钟的配置如下: System Clock source = PLL (HSE) SYSCLK(Hz) = 400000000 (CPU Clock) HCLK(Hz) = 200000000 (AXI and AHBs Clock) AHB Prescaler = 2 D1 APB3 Prescaler = 2 (APB3 Clock 100MHz) D2 APB1 Prescaler = 2 (APB1 Clock 100MHz) D2 APB2 Prescaler = 2 (APB2 Clock 100MHz) D3 APB4 Prescaler = 2 (APB4 Clock 100MHz) 因为APB1 prescaler != 1, 所以 APB1上的TIMxCLK = APB1 x 2 = 200MHz; 不含这个总线下的LPTIM1 因为APB2 prescaler != 1, 所以 APB2上的TIMxCLK = APB2 x 2 = 200MHz; APB4上面的TIMxCLK没有分频，所以就是100MHz; APB1 定时器有 TIM2, TIM3 ,TIM4, TIM5, TIM6, TIM7, TIM12, TIM13, TIM14，LPTIM1 APB2 定时器有 TIM1, TIM8 , TIM15, TIM16，TIM17 APB4 定时器有 LPTIM2，LPTIM3，LPTIM4，LPTIM5 ----------------------------------------------------------------------- */ uiTIMxCLK = SystemCoreClock / 2; if (_ulFreq < 100) { usPrescaler = 10000 - 1; /* 分频比 = 10000 */ usPeriod = (uiTIMxCLK / 10000) / _ulFreq - 1; /* 自动重装的值 */ } else if (_ulFreq < 3000) { usPrescaler = 100 - 1; /* 分频比 = 100 */ usPeriod = (uiTIMxCLK / 100) / _ulFreq - 1;/* 自动重装的值 */ } else /* 大于4K的频率，无需分频 */ { usPrescaler = 0; /* 分频比 = 1 */ usPeriod = uiTIMxCLK / _ulFreq - 1; /* 自动重装的值 */ } htim.Instance = TIM12; htim.Init.Period = usPeriod; htim.Init.Prescaler = usPrescaler; htim.Init.ClockDivision = 0; htim.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP; htim.Init.RepetitionCounter = 0; if(HAL_TIM_Base_DeInit(&htim) != HAL_OK) { Error_Handler(__FILE__, __LINE__); } if(HAL_TIM_Base_Init(&htim) != HAL_OK) { Error_Handler(__FILE__, __LINE__); } sConfig.OCMode = TIM_OCMODE_PWM1; sConfig.OCPolarity = TIM_OCPOLARITY_LOW; sConfig.Pulse = usPeriod / 2; /* 占空比50% */ if(HAL_TIM_OC_ConfigChannel(&htim, &sConfig, TIM_CHANNEL_1) != HAL_OK) { Error_Handler(__FILE__, __LINE__); } /* 启动OC1 */ if(HAL_TIM_OC_Start(&htim, TIM_CHANNEL_1) != HAL_OK) { Error_Handler(__FILE__, __LINE__); } /* TIM12的TRGO用于触发DMAMUX的请求发生器 */ sMasterConfig.MasterOutputTrigger = TIM_TRGO_OC1REF; sMasterConfig.MasterOutputTrigger2 = TIM_TRGO2_RESET; sMasterConfig.MasterSlaveMode = TIM_MASTERSLAVEMODE_DISABLE; HAL_TIMEx_MasterConfigSynchronization(&htim, &sMasterConfig); } #endif
这个函数支持的触发频率很宽，对于DAC856X来说，如果样本点设置为100个的话，此函数推荐的触发频率是100Hz到1MHz，具体可以支持到最高触发速度计算看本章4.7.7小节即可。
DMA和DMAMUX的配置如下：
/* ********************************************************************************************************* * 函 数 名: bsp_spiDamStart * 功能说明: 启动SPI DMA传输 * 形 参: _ulFreq 范围推荐100Hz-1MHz * 返 回 值: 无 ********************************************************************************************************* */ void bsp_spiDamStart(uint32_t _ulFreq) { /* 设置模式，要切换到DMA CIRCULAR模式 */ s_SpiDmaMode = 1; bsp_InitSPIParam(SPI_BAUDRATEPRESCALER_4, SPI_PHASE_2EDGE, SPI_POLARITY_LOW); /* 使能DMA时钟 */ DMAx_CLK_ENABLE(); /* SPI DMA发送配置 */ hdma_tx.Instance = SPIx_TX_DMA_STREAM; /* 例化使用的DMA数据流 */ hdma_tx.Init.FIFOMode = DMA_FIFOMODE_ENABLE; /* 使能FIFO */ hdma_tx.Init.FIFOThreshold = DMA_FIFO_THRESHOLD_FULL; /* 用于设置阀值 */ hdma_tx.Init.MemBurst = DMA_MBURST_SINGLE; /* 用于存储器突发 */ hdma_tx.Init.PeriphBurst = DMA_PBURST_SINGLE; /* 用于外设突发 */ hdma_tx.Init.Request = SPIx_TX_DMA_REQUEST; /* 请求类型 */ hdma_tx.Init.Direction = DMA_MEMORY_TO_PERIPH; /* 传输方向是从存储器到外设 */ hdma_tx.Init.PeriphInc = DMA_PINC_DISABLE; /* 外设地址自增禁止 */ hdma_tx.Init.MemInc = DMA_MINC_ENABLE; /* 存储器地址自增使能 */ hdma_tx.Init.PeriphDataAlignment = DMA_PDATAALIGN_WORD; /* 外设数据传输位宽选择字节，即8bit */ hdma_tx.Init.MemDataAlignment = DMA_MDATAALIGN_WORD; /* 存储器数据传输位宽选择字节，即8bit */ hdma_tx.Init.Mode = DMA_CIRCULAR; /* 正常模式 */ hdma_tx.Init.Priority = DMA_PRIORITY_LOW; /* 优先级低 */ /* 复位DMA */ if(HAL_DMA_DeInit(&hdma_tx) != HAL_OK) { Error_Handler(__FILE__, __LINE__); } /* 初始化DMA */ if(HAL_DMA_Init(&hdma_tx) != HAL_OK) { Error_Handler(__FILE__, __LINE__); } /* 关联DMA句柄到SPI */ __HAL_LINKDMA(&hspi, hdmatx, hdma_tx); /* 关闭DMA发送中断 */ HAL_NVIC_SetPriority(SPIx_DMA_TX_IRQn, 1, 0); HAL_NVIC_DisableIRQ(SPIx_DMA_TX_IRQn); /* 关闭SPI中断 */ HAL_NVIC_SetPriority(SPIx_IRQn, 1, 0); HAL_NVIC_DisableIRQ(SPIx_IRQn); /* 同步触发配置 */ dmamux_syncParams.EventEnable = ENABLE; dmamux_syncParams.SyncPolarity = HAL_DMAMUX_SYNC_RISING; dmamux_syncParams.RequestNumber = 1; dmamux_syncParams.SyncSignalID = HAL_DMAMUX1_SYNC_TIM12_TRGO; dmamux_syncParams.SyncEnable = ENABLE; HAL_DMAEx_ConfigMuxSync(&hdma_tx, &dmamux_syncParams); //LPTIM_Config(_ulFreq); TIM12_Config(_ulFreq); /* 启动DMA传输 */ if(HAL_SPI_Transmit_DMA(&hspi, (uint8_t*)g_spiTxBuf, g_spiLen/4)!= HAL_OK) { Error_Handler(__FILE__, __LINE__); } }
这段程序里面最关键的就是置红的部分。作用是配置DMAMUX的同步触发功能，触发周期由TIM12控制。
由于通用DMA1和DMA2仅支持8bit，16bit和32bit数据传输，我们这里要传输24bit数据，解决的关键就是配置DMA为传输宽度为32bit，并将传输的数据由24bit再补一个8bit的任意值组成32bit即可，实际的传输会由SPI完成。
/* ********************************************************************************************************* * 函 数 名: DAC8501_SetDacDataDMA * 功能说明: DAC8501数据发送，DMA方式 * 形 参: _ch 1表示通道1输出 * _pbufch1 通道1数据缓冲地址 * _sizech1 通道1数据大小 * _ulFreq 触发频率，推荐范围100Hz- 1MHz，注意这个参数是触发频率，并不是波形周期。 * 这里触发一次，SPI DMA传输一次24bit数据。 * 返 回 值: 无 ********************************************************************************************************* */ void DAC8501_SetDacDataDMA(uint8_t _ch, uint16_t *_pbufch1, uint32_t _sizech1, uint32_t _ulFreq) { uint32_t i; uint32_t _cmd; g_spiLen = 0; switch (_ch) { /* DAC8501.pdf page 12 有24bit定义 DB24:18 = xxxxx 保留 DB17： PD1 DB16： PD0 DB15：0 16位数据 其中 PD1 PD0 决定4种工作模式 0 0 ---> 正常工作模式 0 1 ---> 输出接1K欧到GND 1 0 ---> 输出100K欧到GND 1 1 ---> 输出高阻 */ /* 通道1数据发送 */ case 1: for(i = 0; i < _sizech1; i++) { /* 更新需要配置PD1和PD0，当前是选择的正常工作模式 */ _cmd = (0 << 16) | (_pbufch1[i] << 0); g_spiTxBuf[g_spiLen++] = (uint8_t)(_cmd); g_spiTxBuf[g_spiLen++] = (uint8_t)(_cmd >> 8); g_spiTxBuf[g_spiLen++] = (uint8_t)(_cmd >> 16); g_spiTxBuf[g_spiLen++] = 0; } break; default: break; } bsp_spiDamStart(_ulFreq); }
因为工程是用的DTCM做的主RAM空间，这个空间无法使用通用DMA1和DMA2，通过本手册第26章的内存块超方便使用方式，将DMA缓冲定义到SRAM4上：
#if defined ( __CC_ARM ) /* MDK *******/ __attribute__((section (".RAM_D3"))) uint8_t g_spiTxBuf[SPI_BUFFER_SIZE]; __attribute__((section (".RAM_D3"))) uint8_t g_spiRxBuf[SPI_BUFFER_SIZE]; #elif defined (__ICCARM__) /* IAR ********/ #pragma location = ".RAM_D3" uint8_t g_spiTxBuf[SPI_BUFFER_SIZE]; #pragma location = ".RAM_D3" uint8_t g_spiRxBuf[SPI_BUFFER_SIZE]; #endif 由于程序里面开启了数据Cache，会造成DMA和CPU访问SRAM4数据不一致的问题，特此将SRAM4空间关闭Cache。 /* 配置SRAM4的MPU属性为Non-cacheable */ MPU_InitStruct.Enable = MPU_REGION_ENABLE; MPU_InitStruct.BaseAddress = 0x38000000; MPU_InitStruct.Size = MPU_REGION_SIZE_64KB; MPU_InitStruct.AccessPermission = MPU_REGION_FULL_ACCESS; MPU_InitStruct.IsBufferable = MPU_ACCESS_NOT_BUFFERABLE; MPU_InitStruct.IsCacheable = MPU_ACCESS_NOT_CACHEABLE; MPU_InitStruct.IsShareable = MPU_ACCESS_NOT_SHAREABLE; MPU_InitStruct.Number = MPU_REGION_NUMBER2; MPU_InitStruct.TypeExtField = MPU_TEX_LEVEL1; MPU_InitStruct.SubRegionDisable = 0x00; MPU_InitStruct.DisableExec = MPU_INSTRUCTION_ACCESS_ENABLE; HAL_MPU_ConfigRegion(&MPU_InitStruct);
由于程序里面开启了数据Cache，会造成DMA和CPU访问SRAM4数据不一致的问题，特此将SRAM4空间关闭Cache。
注：与本章74.5.3小节内容是一样的。
首先回忆下STM32H7支持的4种时序配置。
SCK引脚在空闲状态处于低电平，SCK引脚的第2个边沿捕获传输的第1个数据。
SCK引脚在空闲状态处于高电平，SCK引脚的第2个边沿捕获传输的第1个数据。
SCK引脚在空闲状态处于低电平，SCK引脚的第1个边沿捕获传输的第1个数据。
SCK引脚在空闲状态处于高电平，SCK引脚的第1个边沿捕获传输的第1个数据。
有了H7支持的时序配置，再来看下DAC8501的时序图：
首先DAC8501是下降升沿做数据采集，所以STM32H7的可选的配置就是：
CHOL = 0, CPHA = 1
CHOL = 1, CPHA = 0
对于这两种情况的主要区别是空闲状态下SCLK时钟选择高电平还是低电平，根据上面的时序图和DAC8501的数据手册，两种情况下都可以正常运行。经过实际测试，STM32H7使用这两个配置确实都可以正常运行。程序里面默认是选择CHOL = 0, CPHA = 1。
这里特别注意一点，定时器触发一次，就会让SPI以DMA方式传输24bit数据。
配置条件：
插入到NSS有效边沿和第一个数据开始之间的额外延迟，单位SPI时钟周期个数，即40ns。
两个连续数据帧之间插入的最小时间延迟，单位SPI时钟周期个数，即40ns。
根据上面的配置，传输一帧（24bit）数据需要的时间：
24bit * 20ns+ SPI_MASTER_SS_IDLENESS_00CYCLE * 20ns
+ SPI_MASTER_INTERDATA_IDLENESS_02CYCLE * 20ns
= 24bit * 40ns + 0 * 40ns + 2 * 40ns
= 1040ns。
那么这种配置下，可以支持最高触发速度是1 / 1040ns = 0.961MHz，如果想速度再提升些，可以降低参数hspi.Init.MasterInterDataIdleness，推荐的最小值是1个时钟周期，那么可以支持的最高触发速度是1/1000ns = 1MHz。
认识到这些后，实际输出的波形周期也比较好算了，比如我们设置10个样本点为一个周期，那么触发速度为1MHz的时候，那么波形周期就是100KHz。
DAC8501模块的输出电压范围是0V到5V，对应的编码值范围是0到65535，为了方便大家做互转，专门做了两个函数：
/* ********************************************************************************************************* * 函 数 名: DAC8501_DacToVoltage * 功能说明: 将DAC值换算为电压值，单位0.1mV * 形 参: _dac 16位DAC字 * 返 回 值: 电压，单位0.1mV ********************************************************************************************************* */ int32_t DAC8501_DacToVoltage(uint16_t _dac) { int32_t y; /* CaculTwoPoint(int32_t x1, int32_t y1, int32_t x2, int32_t y2, int32_t x);*/ y = CaculTwoPoint(X1, Y1, X2, Y2, _dac); if (y < 0) { y = 0; } return y; } /* ********************************************************************************************************* * 函 数 名: DAC8501_DacToVoltage * 功能说明: 将DAC值换算为电压值，单位 0.1mV * 形 参: _volt 电压，单位0.1mV * 返 回 值: 16位DAC字 ********************************************************************************************************* */ uint32_t DAC8501_VoltageToDac(int32_t _volt) { /* CaculTwoPoint(int32_t x1, int32_t y1, int32_t x2, int32_t y2, int32_t x);*/ return CaculTwoPoint(Y1, X1, Y2, X2, _volt); }
SPI总线驱动文件bsp_spi_bus.c主要实现了如下几个API供用户调用：
函数原型：
void bsp_InitSPIBus(void)
函数描述：
此函数主要用于SPI总线的初始化，在bsp.c文件调用一次即可。
函数原型：
void bsp_InitSPIParam(uint32_t _BaudRatePrescaler, uint32_t _CLKPhase, uint32_t _CLKPolarity)
函数描述：
此函数用于SPI总线的配置。
函数参数：
SPI_BAUDRATEPRESCALER_2 2分频
SPI_BAUDRATEPRESCALER_4 4分频
SPI_BAUDRATEPRESCALER_8 8分频
SPI_BAUDRATEPRESCALER_16 16分频
SPI_BAUDRATEPRESCALER_32 32分频
SPI_BAUDRATEPRESCALER_64 64分频
SPI_BAUDRATEPRESCALER_128 128分频
SPI_BAUDRATEPRESCALER_256 256分频
SPI_PHASE_1EDGE SCK引脚的第1个边沿捕获传输的第1个数据
SPI_PHASE_2EDGE SCK引脚的第2个边沿捕获传输的第1个数据
SPI_POLARITY_LOW SCK引脚在空闲状态处于低电平
SPI_POLARITY_HIGH SCK引脚在空闲状态处于高电平
函数原型：
void bsp_spiTransfer(void)
函数描述：
此函数用于启动SPI数据传输，支持查询，中断和DMA方式传输。
DAC8501驱动文件bsp_spi_dac8501.c主要实现了如下几个API供用户调用：
函数原型：
void bsp_InitDAC8501(void)
函数描述：
主要用于DAC8501的初始化，调用前务必先调用函数bsp_InitSPIBus初始化SPI外设。
函数原型：
void DAC8501_SetCS1(uint8_t _Level)
函数描述：
此函数用于片选DAC8501模块上的第1片8501。
函数参数：
函数原型：
void DAC8501_SetCS2(uint8_t _Level)
函数描述：
此函数用于片选DAC8501模块上的第2片8501。
函数参数：
函数原型：
void DAC8501_SetDacData(uint8_t _ch, uint16_t _dac)
函数描述：
此函数用于设置DAC输出，并立即更新。
函数参数：
函数原型：
int32_t DAC8501_DacToVoltage(uint16_t _dac)
函数描述：
此函数用于将DAC值换算为电压值，单位0.1mV。
函数参数：
函数原型：
uint32_t DAC8501_VoltageToDac(int32_t _volt)
函数描述：
此函数用于将电压值转换为DAC值。
函数参数：
DAC8501驱动文件bsp_spidma_dac8501.c涉及到的函数比较多，我们主要介绍用到的如下几个函数：
函数原型：
void bsp_InitDAC8501(void)
函数描述：
主要用于DAC8501的初始化。
函数原型：
void DAC8501_SetDacDataDMA(uint8_t _ch, uint16_t *_pbufch1, uint32_t _sizech1, uint32_t _ulFreq)
函数描述：
此函数用于SPI DMA方式数据发送。
函数参数：
函数原型：
void DAC8501_SetDacData(uint8_t _ch, uint16_t _dac)
函数描述：
此函数用于设置DAC输出，并立即更新。
函数参数：
DAC8501移植步骤如下：
/* ********************************************************************************************************* * 时钟，引脚，DMA，中断等宏定义 ********************************************************************************************************* */ #define SPIx SPI1 #define SPIx_CLK_ENABLE() __HAL_RCC_SPI1_CLK_ENABLE() #define DMAx_CLK_ENABLE() __HAL_RCC_DMA2_CLK_ENABLE() #define SPIx_FORCE_RESET() __HAL_RCC_SPI1_FORCE_RESET() #define SPIx_RELEASE_RESET() __HAL_RCC_SPI1_RELEASE_RESET() #define SPIx_SCK_CLK_ENABLE() __HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE() #define SPIx_SCK_GPIO GPIOB #define SPIx_SCK_PIN GPIO_PIN_3 #define SPIx_SCK_AF GPIO_AF5_SPI1 #define SPIx_MISO_CLK_ENABLE() __HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE() #define SPIx_MISO_GPIO GPIOB #define SPIx_MISO_PIN GPIO_PIN_4 #define SPIx_MISO_AF GPIO_AF5_SPI1 #define SPIx_MOSI_CLK_ENABLE() __HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE() #define SPIx_MOSI_GPIO GPIOB #define SPIx_MOSI_PIN GPIO_PIN_5 #define SPIx_MOSI_AF GPIO_AF5_SPI1 #define SPIx_TX_DMA_STREAM DMA2_Stream3 #define SPIx_RX_DMA_STREAM DMA2_Stream2 #define SPIx_TX_DMA_REQUEST DMA_REQUEST_SPI1_TX #define SPIx_RX_DMA_REQUEST DMA_REQUEST_SPI1_RX #define SPIx_DMA_TX_IRQn DMA2_Stream3_IRQn #define SPIx_DMA_RX_IRQn DMA2_Stream2_IRQn #define SPIx_DMA_TX_IRQHandler DMA2_Stream3_IRQHandler #define SPIx_DMA_RX_IRQHandler DMA2_Stream2_IRQHandler #define SPIx_IRQn SPI1_IRQn #define SPIx_IRQHandler SPI1_IRQHandler
DAC8501_SetCS1和DAC8501_SetCS2。 /* ********************************************************************************************************* * 函 数 名: DAC8501_SetCS1 * 功能说明: DAC8501 片选控制函数 * 形 参: 无 * 返 回 值: 无 ********************************************************************************************************* */ void DAC8501_SetCS1(uint8_t _Level) { if (_Level == 0) { bsp_SpiBusEnter(); /* 占用SPI总线 */ bsp_InitSPIParam(SPI_BAUDRATEPRESCALER_8, SPI_PHASE_2EDGE, SPI_POLARITY_LOW); CS1_0(); } else { CS1_1(); bsp_SpiBusExit(); /* 释放SPI总线 */ } } /* ********************************************************************************************************* * 函 数 名: DAC8501_SetCS2(0) * 功能说明: 设置CS2。 用于运行中SPI共享。 * 形 参: 无 返 回 值: 无 ********************************************************************************************************* */ void DAC8501_SetCS2(uint8_t _level) { if (_level == 0) { bsp_SpiBusEnter(); /* 占用SPI总线 */ bsp_InitSPIParam(SPI_BAUDRATEPRESCALER_8, SPI_PHASE_2EDGE, SPI_POLARITY_LOW); CS2_0(); } else { CS2_1(); bsp_SpiBusExit(); /* 释放SPI总线 */ } }
#define CS1_CLK_ENABLE() __HAL_RCC_GPIOG_CLK_ENABLE() #define CS1_GPIO GPIOG #define CS1_PIN GPIO_PIN_10 #define CS1_1() CS1_GPIO->BSRR = CS1_PIN #define CS1_0() CS1_GPIO->BSRR = ((uint32_t)CS1_PIN << 16U) /*特别注意，我们这里是用的扩展IO控制的 */ #define CS2_1() HC574_SetPin(NRF24L01_CE, 1); #define CS2_0() HC574_SetPin(NRF24L01_CE, 0);
/* 配置SRAM4的MPU属性为Non-cacheable */ MPU_InitStruct.Enable = MPU_REGION_ENABLE; MPU_InitStruct.BaseAddress = 0x38000000; MPU_InitStruct.Size = MPU_REGION_SIZE_64KB; MPU_InitStruct.AccessPermission = MPU_REGION_FULL_ACCESS; MPU_InitStruct.IsBufferable = MPU_ACCESS_NOT_BUFFERABLE; MPU_InitStruct.IsCacheable = MPU_ACCESS_NOT_CACHEABLE; MPU_InitStruct.IsShareable = MPU_ACCESS_NOT_SHAREABLE; MPU_InitStruct.Number = MPU_REGION_NUMBER2; MPU_InitStruct.TypeExtField = MPU_TEX_LEVEL1; MPU_InitStruct.SubRegionDisable = 0x00; MPU_InitStruct.DisableExec = MPU_INSTRUCTION_ACCESS_ENABLE; HAL_MPU_ConfigRegion(&MPU_InitStruct);
/* 针对不同的应用程序，添加需要的底层驱动模块初始化函数 */ bsp_InitSPIBus(); /* 配置SPI总线 */ bsp_InitDAC8501(); /* 初始化配置DAC8501 */
DAC8501移植步骤如下：
/* ********************************************************************************************************* * 时钟，引脚，DMA，中断等宏定义 ********************************************************************************************************* */ #define SPIx SPI1 #define SPIx_CLK_ENABLE() __HAL_RCC_SPI1_CLK_ENABLE() #define DMAx_CLK_ENABLE() __HAL_RCC_DMA2_CLK_ENABLE() #define SPIx_FORCE_RESET() __HAL_RCC_SPI1_FORCE_RESET() #define SPIx_RELEASE_RESET() __HAL_RCC_SPI1_RELEASE_RESET() /* SYNC, 也就是CS片选 */ #define SPIx_NSS_CLK_ENABLE() __HAL_RCC_GPIOG_CLK_ENABLE() #define SPIx_NSS_GPIO GPIOG #define SPIx_NSS_PIN GPIO_PIN_10 #define SPIx_NSS_AF GPIO_AF5_SPI1 #define SPIx_SCK_CLK_ENABLE() __HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE() #define SPIx_SCK_GPIO GPIOB #define SPIx_SCK_PIN GPIO_PIN_3 #define SPIx_SCK_AF GPIO_AF5_SPI1 #define SPIx_MISO_CLK_ENABLE() __HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE() #define SPIx_MISO_GPIO GPIOB #define SPIx_MISO_PIN GPIO_PIN_4 #define SPIx_MISO_AF GPIO_AF5_SPI1 #define SPIx_MOSI_CLK_ENABLE() __HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE() #define SPIx_MOSI_GPIO GPIOB #define SPIx_MOSI_PIN GPIO_PIN_5 #define SPIx_MOSI_AF GPIO_AF5_SPI1 #define SPIx_TX_DMA_STREAM DMA2_Stream3 #define SPIx_RX_DMA_STREAM DMA2_Stream2 #define SPIx_TX_DMA_REQUEST DMA_REQUEST_SPI1_TX #define SPIx_RX_DMA_REQUEST DMA_REQUEST_SPI1_RX #define SPIx_DMA_TX_IRQn DMA2_Stream3_IRQn #define SPIx_DMA_RX_IRQn DMA2_Stream2_IRQn #define SPIx_DMA_TX_IRQHandler DMA2_Stream3_IRQHandler #define SPIx_DMA_RX_IRQHandler DMA2_Stream2_IRQHandler #define SPIx_IRQn SPI1_IRQn #define SPIx_IRQHandler SPI1_IRQHandler
/* 配置SRAM4的MPU属性为Non-cacheable */ MPU_InitStruct.Enable = MPU_REGION_ENABLE; MPU_InitStruct.BaseAddress = 0x38000000; MPU_InitStruct.Size = MPU_REGION_SIZE_64KB; MPU_InitStruct.AccessPermission = MPU_REGION_FULL_ACCESS; MPU_InitStruct.IsBufferable = MPU_ACCESS_NOT_BUFFERABLE; MPU_InitStruct.IsCacheable = MPU_ACCESS_NOT_CACHEABLE; MPU_InitStruct.IsShareable = MPU_ACCESS_NOT_SHAREABLE; MPU_InitStruct.Number = MPU_REGION_NUMBER2; MPU_InitStruct.TypeExtField = MPU_TEX_LEVEL1; MPU_InitStruct.SubRegionDisable = 0x00; MPU_InitStruct.DisableExec = MPU_INSTRUCTION_ACCESS_ENABLE; HAL_MPU_ConfigRegion(&MPU_InitStruct);
/* 针对不同的应用程序，添加需要的底层驱动模块初始化函数 */ bsp_InitDAC8501(); /* 初始化配置DAC8501 */
通过程序设计框架，让大家先对配套例程有一个全面的认识，然后再理解细节，本次实验例程的设计框架如下：
第1阶段，上电启动阶段：
第2阶段，进入main函数：
注：本章是配套了两个例子的，这里我们以SPI DMA方式进行说明。
配套例子：
V7-054_DAC8501简易信号发生器（单通道SPI DMA方式，16bit分辨率, 0-5V输出）
V7-055_DAC8501简易信号发生器（双通道SPI查询方式，16bit分辨率, 0-5V输出）
实验目的：
实验内容：
实验操作：
上电后串口打印的信息：
波特率 115200，数据位 8，奇偶校验位无，停止位 1。
波形效果：
模块插入位置：
程序设计：
系统栈大小分配：
RAM空间用的DTCM：
硬件外设初始化
硬件外设的初始化是在 bsp.c 文件实现：
/* ********************************************************************************************************* * 函 数 名: bsp_Init * 功能说明: 初始化所有的硬件设备。该函数配置CPU寄存器和外设的寄存器并初始化一些全局变量。只需要调用一次 * 形 参：无 * 返 回 值: 无 ********************************************************************************************************* */ void bsp_Init(void) { /* 配置MPU */ MPU_Config(); /* 使能L1 Cache */ CPU_CACHE_Enable(); /* STM32H7xx HAL 库初始化，此时系统用的还是H7自带的64MHz，HSI时钟: - 调用函数HAL_InitTick，初始化滴答时钟中断1ms。 - 设置NVIV优先级分组为4。 */ HAL_Init(); /* 配置系统时钟到400MHz - 切换使用HSE。 - 此函数会更新全局变量SystemCoreClock，并重新配置HAL_InitTick。 */ SystemClock_Config(); /* Event Recorder： - 可用于代码执行时间测量，MDK5.25及其以上版本才支持，IAR不支持。 - 默认不开启，如果要使能此选项，务必看V7开发板用户手册第xx章 */ #if Enable_EventRecorder == 1 /* 初始化EventRecorder并开启 */ EventRecorderInitialize(EventRecordAll, 1U); EventRecorderStart(); #endif bsp_InitDWT(); /* 初始化DWT时钟周期计数器 */ bsp_InitKey(); /* 按键初始化，要放在滴答定时器之前，因为按钮检测是通过滴答定时器扫描 */ bsp_InitTimer(); /* 初始化滴答定时器 */ bsp_InitLPUart(); /* 初始化串口 */ bsp_InitExtIO(); /* 初始化FMC总线74HC574扩展IO. 必须在 bsp_InitLed()前执行 */ bsp_InitLed(); /* 初始化LED */ bsp_InitExtSDRAM(); /* 初始化SDRAM */ /* 针对不同的应用程序，添加需要的底层驱动模块初始化函数 */ bsp_InitDAC8501(); /* 初始化配置DAC8501 */ }
MPU配置和Cache配置：
数据Cache和指令Cache都开启。配置了AXI SRAM区（本例子未用到AXI SRAM）和FMC的扩展IO区以及SRAM4
/* ********************************************************************************************************* * 函 数 名: MPU_Config * 功能说明: 配置MPU * 形 参: 无 * 返 回 值: 无 ********************************************************************************************************* */ static void MPU_Config( void ) { MPU_Region_InitTypeDef MPU_InitStruct; /* 禁止 MPU */ HAL_MPU_Disable(); /* 配置AXI SRAM的MPU属性为Write back, Read allocate，Write allocate */ MPU_InitStruct.Enable = MPU_REGION_ENABLE; MPU_InitStruct.BaseAddress = 0x24000000; MPU_InitStruct.Size = MPU_REGION_SIZE_512KB; MPU_InitStruct.AccessPermission = MPU_REGION_FULL_ACCESS; MPU_InitStruct.IsBufferable = MPU_ACCESS_BUFFERABLE; MPU_InitStruct.IsCacheable = MPU_ACCESS_CACHEABLE; MPU_InitStruct.IsShareable = MPU_ACCESS_NOT_SHAREABLE; MPU_InitStruct.Number = MPU_REGION_NUMBER0; MPU_InitStruct.TypeExtField = MPU_TEX_LEVEL1; MPU_InitStruct.SubRegionDisable = 0x00; MPU_InitStruct.DisableExec = MPU_INSTRUCTION_ACCESS_ENABLE; HAL_MPU_ConfigRegion(&MPU_InitStruct); /* 配置FMC扩展IO的MPU属性为Device或者Strongly Ordered */ MPU_InitStruct.Enable = MPU_REGION_ENABLE; MPU_InitStruct.BaseAddress = 0x60000000; MPU_InitStruct.Size = ARM_MPU_REGION_SIZE_64KB; MPU_InitStruct.AccessPermission = MPU_REGION_FULL_ACCESS; MPU_InitStruct.IsBufferable = MPU_ACCESS_BUFFERABLE; MPU_InitStruct.IsCacheable = MPU_ACCESS_NOT_CACHEABLE; MPU_InitStruct.IsShareable = MPU_ACCESS_NOT_SHAREABLE; MPU_InitStruct.Number = MPU_REGION_NUMBER1; MPU_InitStruct.TypeExtField = MPU_TEX_LEVEL0; MPU_InitStruct.SubRegionDisable = 0x00; MPU_InitStruct.DisableExec = MPU_INSTRUCTION_ACCESS_ENABLE; HAL_MPU_ConfigRegion(&MPU_InitStruct); /* 配置SRAM4的MPU属性为Non-cacheable */ MPU_InitStruct.Enable = MPU_REGION_ENABLE; MPU_InitStruct.BaseAddress = 0x38000000; MPU_InitStruct.Size = MPU_REGION_SIZE_64KB; MPU_InitStruct.AccessPermission = MPU_REGION_FULL_ACCESS; MPU_InitStruct.IsBufferable = MPU_ACCESS_NOT_BUFFERABLE; MPU_InitStruct.IsCacheable = MPU_ACCESS_NOT_CACHEABLE; MPU_InitStruct.IsShareable = MPU_ACCESS_NOT_SHAREABLE; MPU_InitStruct.Number = MPU_REGION_NUMBER2; MPU_InitStruct.TypeExtField = MPU_TEX_LEVEL1; MPU_InitStruct.SubRegionDisable = 0x00; MPU_InitStruct.DisableExec = MPU_INSTRUCTION_ACCESS_ENABLE; HAL_MPU_ConfigRegion(&MPU_InitStruct); /*使能 MPU */ HAL_MPU_Enable(MPU_PRIVILEGED_DEFAULT); } /* ********************************************************************************************************* * 函 数 名: CPU_CACHE_Enable * 功能说明: 使能L1 Cache * 形 参: 无 * 返 回 值: 无 ********************************************************************************************************* */ static void CPU_CACHE_Enable(void) { /* 使能 I-Cache */ SCB_EnableICache(); /* 使能 D-Cache */ SCB_EnableDCache(); }
每10ms调用一次按键处理：
按键处理是在滴答定时器中断里面实现，每10ms执行一次检测。
/* ********************************************************************************************************* * 函 数 名: bsp_RunPer10ms * 功能说明: 该函数每隔10ms被Systick中断调用1次。详见 bsp_timer.c的定时中断服务程序。一些处理时间要求 * 不严格的任务可以放在此函数。比如：按键扫描、蜂鸣器鸣叫控制等。 * 形 参: 无 * 返 回 值: 无 ********************************************************************************************************* */ void bsp_RunPer10ms(void) { bsp_KeyScan10ms(); }
主功能：
主程序实现如下操作：
/* ********************************************************************************************************* * 函 数 名: main * 功能说明: c程序入口 * 形 参: 无 * 返 回 值: 错误代码(无需处理) ********************************************************************************************************* */ int main(void) { bsp_Init(); /* 硬件初始化 */ PrintfLogo(); /* 打印例程名称和版本等信息 */ DemoSpiDac(); /* SPI DAC测试 */ } /* ********************************************************************************************************* * 函 数 名: DemoSpiDac * 功能说明: DAC8501测试 * 形 参: 无 * 返 回 值: 无 ********************************************************************************************************* */ void DemoSpiDac(void) { uint8_t i=0; uint8_t ucKeyCode; /* 按键代码 */ sfDispMenu(); /* 打印命令提示 */ bsp_StartAutoTimer(0, 200); /* 启动1个100ms的自动重装的定时器 */ /* 生成方波数据 */ MakeSinTable(ch1buf, 100, 0, 65535); DAC8501_SetDacDataDMA(1, ch1buf, sizeof(ch1buf)/sizeof(uint16_t), 1000000); while(1) { bsp_Idle(); /* 这个函数在bsp.c文件。用户可以修改这个函数实现CPU休眠和喂狗 */ /* 判断定时器超时时间 */ if (bsp_CheckTimer(0)) { /* 每隔100ms 进来一次 */ bsp_LedToggle(2); } /* 按键滤波和检测由后台systick中断服务程序实现，我们只需要调用bsp_GetKey读取键值即可。 */ ucKeyCode = bsp_GetKey(); /* 读取键值, 无键按下时返回 KEY_NONE = 0 */ if (ucKeyCode != KEY_NONE) { switch (ucKeyCode) { case KEY_DOWN_K1: /* K1键按下，通道1输出方波 */ /* 生成方波数据 */ for(i =0; i< 50; i++) { ch1buf[i] = 0; } for(i =50; i< 100; i++) { ch1buf[i] = 65535; } /* 触发速度1MHz */ DAC8501_SetDacDataDMA(1, ch1buf, sizeof(ch1buf)/sizeof(uint16_t), 1000000); break; case KEY_DOWN_K2: /* K2键按下，通道1输出正弦波 */ /* 生成正弦波数据 */ MakeSinTable(ch1buf, 100, 0, 65535); /* 触发速度1MHz */ DAC8501_SetDacDataDMA(1, ch1buf, sizeof(ch1buf)/sizeof(uint16_t), 1000000); break; case KEY_DOWN_K3: /* K3键按下，通道1输出直流 */ /* 生成方波数据 */ for(i =0; i< 100; i++) { ch1buf[i] = 65535; } /* 触发速度1MHz */ DAC8501_SetDacDataDMA(1, ch1buf, sizeof(ch1buf)/sizeof(uint16_t), 1000); break; default: /* 其它的键值不处理 */ break; } } } }
注：本章是配套了两个例子的，这里我们以SPI DMA方式进行说明。
配套例子：
V7-054_DAC8501简易信号发生器（单通道SPI DMA方式，16bit分辨率, 0-5V输出）
V7-055_DAC8501简易信号发生器（双通道SPI查询方式，16bit分辨率, 0-5V输出）
实验目的：
实验内容：
实验操作：
上电后串口打印的信息：
波特率 115200，数据位 8，奇偶校验位无，停止位 1。
波形效果：
模块插入位置：
程序设计：
系统栈大小分配：
RAM空间用的DTCM：
硬件外设初始化
硬件外设的初始化是在 bsp.c 文件实现：
/* ********************************************************************************************************* * 函 数 名: bsp_Init * 功能说明: 初始化所有的硬件设备。该函数配置CPU寄存器和外设的寄存器并初始化一些全局变量。只需要调用一次 * 形 参：无 * 返 回 值: 无 ********************************************************************************************************* */ void bsp_Init(void) { /* 配置MPU */ MPU_Config(); /* 使能L1 Cache */ CPU_CACHE_Enable(); /* STM32H7xx HAL 库初始化，此时系统用的还是H7自带的64MHz，HSI时钟: - 调用函数HAL_InitTick，初始化滴答时钟中断1ms。 - 设置NVIV优先级分组为4。 */ HAL_Init(); /* 配置系统时钟到400MHz - 切换使用HSE。 - 此函数会更新全局变量SystemCoreClock，并重新配置HAL_InitTick。 */ SystemClock_Config(); /* Event Recorder： - 可用于代码执行时间测量，MDK5.25及其以上版本才支持，IAR不支持。 - 默认不开启，如果要使能此选项，务必看V7开发板用户手册第xx章 */ #if Enable_EventRecorder == 1 /* 初始化EventRecorder并开启 */ EventRecorderInitialize(EventRecordAll, 1U); EventRecorderStart(); #endif bsp_InitDWT(); /* 初始化DWT时钟周期计数器 */ bsp_InitKey(); /* 按键初始化，要放在滴答定时器之前，因为按钮检测是通过滴答定时器扫描 */ bsp_InitTimer(); /* 初始化滴答定时器 */ bsp_InitLPUart(); /* 初始化串口 */ bsp_InitExtIO(); /* 初始化FMC总线74HC574扩展IO. 必须在 bsp_InitLed()前执行 */ bsp_InitLed(); /* 初始化LED */ bsp_InitExtSDRAM(); /* 初始化SDRAM */ /* 针对不同的应用程序，添加需要的底层驱动模块初始化函数 */ bsp_InitDAC8562(); /* 初始化配置DAC8562/8563 */ }
MPU配置和Cache配置：
数据Cache和指令Cache都开启。配置了AXI SRAM区（本例子未用到AXI SRAM）和FMC的扩展IO区以及SRAM4
/* ********************************************************************************************************* * 函 数 名: MPU_Config * 功能说明: 配置MPU * 形 参: 无 * 返 回 值: 无 ********************************************************************************************************* */ static void MPU_Config( void ) { MPU_Region_InitTypeDef MPU_InitStruct; /* 禁止 MPU */ HAL_MPU_Disable(); /* 配置AXI SRAM的MPU属性为Write back, Read allocate，Write allocate */ MPU_InitStruct.Enable = MPU_REGION_ENABLE; MPU_InitStruct.BaseAddress = 0x24000000; MPU_InitStruct.Size = MPU_REGION_SIZE_512KB; MPU_InitStruct.AccessPermission = MPU_REGION_FULL_ACCESS; MPU_InitStruct.IsBufferable = MPU_ACCESS_BUFFERABLE; MPU_InitStruct.IsCacheable = MPU_ACCESS_CACHEABLE; MPU_InitStruct.IsShareable = MPU_ACCESS_NOT_SHAREABLE; MPU_InitStruct.Number = MPU_REGION_NUMBER0; MPU_InitStruct.TypeExtField = MPU_TEX_LEVEL1; MPU_InitStruct.SubRegionDisable = 0x00; MPU_InitStruct.DisableExec = MPU_INSTRUCTION_ACCESS_ENABLE; HAL_MPU_ConfigRegion(&MPU_InitStruct); /* 配置FMC扩展IO的MPU属性为Device或者Strongly Ordered */ MPU_InitStruct.Enable = MPU_REGION_ENABLE; MPU_InitStruct.BaseAddress = 0x60000000; MPU_InitStruct.Size = ARM_MPU_REGION_SIZE_64KB; MPU_InitStruct.AccessPermission = MPU_REGION_FULL_ACCESS; MPU_InitStruct.IsBufferable = MPU_ACCESS_BUFFERABLE; MPU_InitStruct.IsCacheable = MPU_ACCESS_NOT_CACHEABLE; MPU_InitStruct.IsShareable = MPU_ACCESS_NOT_SHAREABLE; MPU_InitStruct.Number = MPU_REGION_NUMBER1; MPU_InitStruct.TypeExtField = MPU_TEX_LEVEL0; MPU_InitStruct.SubRegionDisable = 0x00; MPU_InitStruct.DisableExec = MPU_INSTRUCTION_ACCESS_ENABLE; HAL_MPU_ConfigRegion(&MPU_InitStruct); /* 配置SRAM4的MPU属性为Non-cacheable */ MPU_InitStruct.Enable = MPU_REGION_ENABLE; MPU_InitStruct.BaseAddress = 0x38000000; MPU_InitStruct.Size = MPU_REGION_SIZE_64KB; MPU_InitStruct.AccessPermission = MPU_REGION_FULL_ACCESS; MPU_InitStruct.IsBufferable = MPU_ACCESS_NOT_BUFFERABLE; MPU_InitStruct.IsCacheable = MPU_ACCESS_NOT_CACHEABLE; MPU_InitStruct.IsShareable = MPU_ACCESS_NOT_SHAREABLE; MPU_InitStruct.Number = MPU_REGION_NUMBER2; MPU_InitStruct.TypeExtField = MPU_TEX_LEVEL1; MPU_InitStruct.SubRegionDisable = 0x00; MPU_InitStruct.DisableExec = MPU_INSTRUCTION_ACCESS_ENABLE; HAL_MPU_ConfigRegion(&MPU_InitStruct); /*使能 MPU */ HAL_MPU_Enable(MPU_PRIVILEGED_DEFAULT); } /* ********************************************************************************************************* * 函 数 名: CPU_CACHE_Enable * 功能说明: 使能L1 Cache * 形 参: 无 * 返 回 值: 无 ********************************************************************************************************* */ static void CPU_CACHE_Enable(void) { /* 使能 I-Cache */ SCB_EnableICache(); /* 使能 D-Cache */ SCB_EnableDCache(); }
每10ms调用一次按键处理：
按键处理是在滴答定时器中断里面实现，每10ms执行一次检测。
/* ********************************************************************************************************* * 函 数 名: bsp_RunPer10ms * 功能说明: 该函数每隔10ms被Systick中断调用1次。详见 bsp_timer.c的定时中断服务程序。一些处理时间要求 * 不严格的任务可以放在此函数。比如：按键扫描、蜂鸣器鸣叫控制等。 * 形 参: 无 * 返 回 值: 无 ********************************************************************************************************* */ void bsp_RunPer10ms(void) { bsp_KeyScan10ms(); }
主功能：
主程序实现如下操作：
/* ********************************************************************************************************* * 函 数 名: main * 功能说明: c程序入口 * 形 参: 无 * 返 回 值: 错误代码(无需处理) ********************************************************************************************************* */ int main(void) { bsp_Init(); /* 硬件初始化 */ PrintfLogo(); /* 打印例程名称和版本等信息 */ DemoSpiDac(); /* SPI DAC测试 */ } /* ********************************************************************************************************* * 函 数 名: DemoSpiDac * 功能说明: DAC8501测试 * 形 参: 无 * 返 回 值: 无 ********************************************************************************************************* */ void DemoSpiDac(void) { uint8_t i=0; uint8_t ucKeyCode; /* 按键代码 */ sfDispMenu(); /* 打印命令提示 */ bsp_StartAutoTimer(0, 200); /* 启动1个100ms的自动重装的定时器 */ /* 生成方波数据 */ MakeSinTable(ch1buf, 100, 0, 65535); DAC8501_SetDacDataDMA(1, ch1buf, sizeof(ch1buf)/sizeof(uint16_t), 1000000); while(1) { bsp_Idle(); /* 这个函数在bsp.c文件。用户可以修改这个函数实现CPU休眠和喂狗 */ /* 判断定时器超时时间 */ if (bsp_CheckTimer(0)) { /* 每隔100ms 进来一次 */ bsp_LedToggle(2); } /* 按键滤波和检测由后台systick中断服务程序实现，我们只需要调用bsp_GetKey读取键值即可。 */ ucKeyCode = bsp_GetKey(); /* 读取键值, 无键按下时返回 KEY_NONE = 0 */ if (ucKeyCode != KEY_NONE) { switch (ucKeyCode) { case KEY_DOWN_K1: /* K1键按下，通道1输出方波 */ /* 生成方波数据 */ for(i =0; i< 50; i++) { ch1buf[i] = 0; } for(i =50; i< 100; i++) { ch1buf[i] = 65535; } /* 触发速度1MHz */ DAC8501_SetDacDataDMA(1, ch1buf, sizeof(ch1buf)/sizeof(uint16_t), 1000000); break; case KEY_DOWN_K2: /* K2键按下，通道1输出正弦波 */ /* 生成正弦波数据 */ MakeSinTable(ch1buf, 100, 0, 65535); /* 触发速度1MHz */ DAC8501_SetDacDataDMA(1, ch1buf, sizeof(ch1buf)/sizeof(uint16_t), 1000000); break; case KEY_DOWN_K3: /* K3键按下，通道1输出直流 */ /* 生成方波数据 */ for(i =0; i< 100; i++) { ch1buf[i] = 65535; } /* 触发速度1MHz */ DAC8501_SetDacDataDMA(1, ch1buf, sizeof(ch1buf)/sizeof(uint16_t), 1000); break; default: /* 其它的键值不处理 */ break; } } } }
本章节涉及到的知识点非常多，特别是SPI DMA方式驱动的实现方法，需要大家稍花点精力去研究。
【STM32H7教程】第75章 STM32H7的SPI总线应用之驱动DAC8501（双路输出，16bit分辨率，0-5V）
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原文地址：https://www.cnblogs.com/armfly/p/12842367.html
