[嵌入式] DAC8551编程原理以及实现方式

开发: C++知识库 Java知识库 JavaScript Python PHP知识库人工智能区块链大数据移动开发嵌入式开发工具数据结构与算法开发测试游戏开发网络协议系统运维
教程: HTML教程 CSS教程 JavaScript教程 Go语言教程 JQuery教程 VUE教程 VUE3教程 Bootstrap教程 SQL数据库教程 C语言教程 C++教程 Java教程 Python教程 Python3教程 C#教程
数码: 电脑笔记本显卡显示器固态硬盘硬盘耳机手机 iphone vivo oppo 小米华为单反装机图拉丁

-> 嵌入式 -> DAC8551编程原理以及实现方式 -> 正文阅读

[嵌入式]DAC8551编程原理以及实现方式

因项目需要通过0-5V电压控制比例阀，后通过芯片选型，选取DAC8551作为电压输出芯片，输出线性电压控制比例比例阀。资料来源于：德州仪器TI—DAC8551数据手册

DAC8551介绍

DAC8551 是一款小型、低功耗、电压输出、16 位数模转换器 (DAC)。它是单调的，提供良好的线性度。 DAC8551 使用一个通用的 3 线串行接口，该接口以高达 30 MHz 的时钟速率运行，并与标准 SPI、QSPI、Microwire和数字信号处理器 (DSP) 接口兼容。
DAC8551 需要外部参考电压来设置其输出范围。 DAC8551 包含一个上电复位电路，可确保 DAC 输出在 0 V 上电并保持在该位置，直到对器件进行有效写入。 DAC8551 包含可通过串行接口访问的断电功能，可将器件在 5 V 时的电流消耗降低至 200 nA。

知其然知其所以然—编程原理

网上有许多源代码，但是并未介绍如何实现DAC8551的电压输出控制，这里通过解读DAC8551数据手册，来具体介绍如果控制其电压输出。
在这里插入图片描述
引脚定义介绍：
DIN 7 串行数据输入。数据在串行时钟输入的每个下降沿被同步到 24 位输入移位寄存器。

GND 8 GND 器件上所有电路的接地参考点

SCLK 6 串行时钟输入。数据可以以高达 30MHz 施密特触发器逻辑输入的速率传输。

SYNC 5 电平触发控制输入（低电平有效）。这是输入数据的帧同步信号。
当 SYNC 变为低电平时，它启用输入移位寄存器，并且数据在随后时钟的下降沿传输。 DAC 在第 24 个时钟之后更新（除非 SYNC 在此边沿之前变为高电平，在这种情况下，SYNC 的上升沿充当中断并且写入序列被 DAC8551 忽略）。施密特触发器逻辑输入。

VDD 1 PWR 电源输入，2.7 V 至 5.5 V VFB 3 I 输出放大器的反馈连接。对于电压输出操作，外部连接到 VOUT。

VOUT 4 来自 DAC 的模拟输出电压。

VREF 2 参考电压输入。

DAC8551 支持四种独立的操作模式。这些模式可通过设置控制寄存器中的两个位（PD1 和 PD0）进行编程。表 1 显示了位的状态如何对应于器件的操作模式。
在这里插入图片描述
当这两个位都设置为“0”时，该器件正常工作，其典型电流消耗为 200 μA（5 V 时）。
因只需要输出电压即可，所以这里不关注其他模式信息，具体内容参见数据手册。

编程

1、串行接口

DAC8551 有一个3 线串行接口（SYNC、SCLK 和DIN），它与SPI、QSPI 和Microwire 接口标准以及大多数DSP 兼容。
写序列从将 SYNC 线拉低开始。来自 DIN 线的数据在 SCLK 的每个下降沿同步到 24 位移位寄存器。串行时钟频率可高达 30 MHz，使 DAC8551 与高速 DSP 兼容。在串行时钟的第 24 个下降沿，最后一个数据位被输入并执行编程功能（即，DAC 寄存器内容的变化和/或操作模式的变化）。
此时，SYNC 线可能会保持低电平或高电平。在任何一种情况下，都必须在下一个写序列之前将其拉高至少 33 ns，以便 SYNC 的下降沿可以启动下一个写序列。 必须在下一个写序列之前再次拉高。

2、输入移位寄存器

输入移位寄存器为 24 位宽，如图所示。前六位是未使用的位。接下来的两位（PD1 和 PD0）是控制位，用于控制器件处于哪种操作模式（正常模式或三种断电模式中的任何一种）。各种模式的更完整描述位于掉电模式中。
接下来的 16 位是数据位。这些位在 SCLK 的第 24 个下降沿传输到 DAC 寄存器。
在这里插入图片描述

3 SYNC 中断

在正常的写入序列中，SYNC 线在 SCLK 的至少 24 个下降沿保持低电平，DAC 在第 24 个下降沿更新。但是，如果 SYNC 在第 24 个下降沿之前变为高电平，则它将作为写入序列的中断。移位寄存器被复位，写序列被视为无效。如图 50 所示，既不会更新 DAC 寄存器内容，也不会更改操作模式。
在这里插入图片描述 DAC8551 的输入编码是直接二进制，因此理想输出电压由下式给出： DIN = 加载到 DAC 寄存器的二进制代码的十进制等效值；它的范围可以从 0 到 65535

编程代码实现——以为F103为例—DAC8552

DAC8552程序.h文件

#ifndef __DAC8552_H_
#define __DAC8552_H_

extern uint16_t Zero_Voltage_OutPut;
extern uint16_t LOAD_Channel;

#define SUB 85
//------------------------------------------------------------------------------
//IO口宏定义：
//------------------------------------------------------------------------------
#define SYNC_1 GPIO_SetBits(GPIOE, GPIO_Pin_2)
#define SYNC_0 GPIO_ResetBits(GPIOE, GPIO_Pin_2)
#define DIN_1  GPIO_SetBits(GPIOE, GPIO_Pin_3)
#define DIN_0  GPIO_ResetBits(GPIOE, GPIO_Pin_3)
#define SCLK_1 GPIO_SetBits(GPIOE, GPIO_Pin_4)
#define SCLK_0 GPIO_ResetBits(GPIOE, GPIO_Pin_4)

//------------------------------------------------------------------------------
//写寄存器宏定义：
//参考（低、中、高）；通道（A、B）；输出阻抗(低、高)
//------------------------------------------------------------------------------
#define No_Impedance       0x00
#define Low_Impedance      0x01  //低四位可以是0000、    0001、  0010、    0011
#define Middle_Impedance   0x02  //分别代表    普通模式  1K阻抗 100K阻抗  高阻抗
#define High_Impedance     0x03  //阻抗为输出阻抗

#define Channel_A 0x00
#define Channel_B 0x04

#define Load_No 0x00
#define Load_A  0x10
#define Load_B  0x20
#define Load_AB 0x30

//------------------------------------------------------------------------------
//函数定义：
//------------------------------------------------------------------------------
void DAC8552_DA_convert(uint16_t datasheet, uint16_t channel);
void DAC8552_SEND_1(void);
void DAC8552_SEND_0(void);
void DAC8552_delay1ms (uint16_t n);
void DAC8552_Out_Put_Voltage(void);
void DAC8552_GPIO_Configuration(void);
void DAC8552_RCC_Configuration(void);

#endif

DAC8552程序.c文件

#include "stm32f10x.h"
#include "DAC8552.h"

uint16_t Zero_Voltage_OutPut = No_Impedance;
uint16_t LOAD_Channel = Load_AB;
uint16_t Channel_A_OutPut=32767, Channel_B_OutPut=16384;//max=65535

void DAC8552_GPIO_Configuration(void)
{
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

	GPIO_SetBits(GPIOE, GPIO_Pin_2 | GPIO_Pin_3 | GPIO_Pin_4);
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin =  GPIO_Pin_2 | GPIO_Pin_3 | GPIO_Pin_4;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_10MHz;
	GPIO_Init(GPIOE, &GPIO_InitStructure);
}

void DAC8552_RCC_Configuration(void)
{
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOE, ENABLE);
}

//------------------------------------------------------------------------------
//函数名称：输出DAC
//函数功能：输出设定的电压
//参数传递：无
//------------------------------------------------------------------------------
void DAC8552_Out_Put_Voltage(void)
{
    DAC8552_DA_convert(Channel_A_OutPut, Channel_A);
    DAC8552_DA_convert(Channel_B_OutPut, Channel_B);
}

//------------------------------------------------------------------------------
//函数名称：延时
//函数功能：延时
//参数传递：无
//------------------------------------------------------------------------------
void DAC8552_delay1ms (uint16_t n)   
{
  while(n--);
}

//------------------------------------------------------------------------------
//函数名称：写数据
//函数功能：送0的子程序
//参数传递：无
//------------------------------------------------------------------------------
void DAC8552_SEND_0(void)
{
	DIN_0;
	//DAC8552_delay1ms(20);
	SCLK_1;
	//DAC8552_delay1ms(20);
	SCLK_0;
	//DAC8552_delay1ms(20);
}

//------------------------------------------------------------------------------
//函数名称：写数据
//函数功能：送1的子程序
//参数传递：无
//------------------------------------------------------------------------------
void DAC8552_SEND_1(void)
{
	DIN_1;
	//DAC8552_delay1ms(20);
	SCLK_1;
	//DAC8552_delay1ms(20);
	SCLK_0;
	//DAC8552_delay1ms(20);
}

//------------------------------------------------------------------------------
//函数名称：写入DA输出寄存器的数据
//函数功能：D/A转换的子程序
//参数传递：unsigned int datasheet  输出的电压
//------------------------------------------------------------------------------
void DAC8552_DA_convert(uint16_t datasheet, uint16_t channel)
{
     uint16_t i;
     uint16_t a,b,m;
	
     m=((Zero_Voltage_OutPut|channel)|LOAD_Channel);  //在此处设置参考电压、输出通道以及输出阻抗大小
     b=datasheet&0x00ff;
     a=datasheet>>8; //取高8位
     SYNC_1;
     SYNC_0;
     
     for(i=0;i<8;i++)
     {
      if((m&0x80)==0)
        {DAC8552_SEND_0();}
      else
        {DAC8552_SEND_1();}
      m<<=1;
     }
     
     for(i=0;i<8;i++)
     {
      if((a&0x80)==0)
       {DAC8552_SEND_0();}
      else
       {DAC8552_SEND_1();}
      a<<=1;
     }
     
     for(i=0;i<8;i++)
     {
      if((b&0x80)==0)
       {DAC8552_SEND_0();}
      else
       {DAC8552_SEND_1();}
      b<<=1;
     }
     //DAC8552_delay1ms(100);
     SYNC_1;
}

测试例程

#include "stm32f10x.h"
#include "DAC8552.h"

int main(void)
{
	SystemInit();

	//DAC8552初始化代码开始
	DAC8552_RCC_Configuration();
	DAC8552_GPIO_Configuration();
	
	while (1)
	{
		DAC8552_Out_Put_Voltage();
	}
}

＃＃##

IO模拟SPI波形

void DAC_8551(unsigned int date)
{
	unsigned char i,flag;
	unsigned int flag_data;
	unsigned char temp=0x00;//写模式
	SYNC_0;
	delay_us(1);
	for(i=0;i<8;i++)
	{
		SCLK_1;
		flag=temp&0x80;
		if(flag==0x80)//写数据
			DIN_1;
			else
			DIN_0;
			temp=temp<<1;
			delay_us(1);
			SCLK_0;
			delay_us(1);
	}
 DAC16位数据转换///
 	for(i=0;i<16;i++)
	{
		SCLK_1;
		flag_data=date&0x8000;
		if(flag_data==0x8000)
			DIN_1;
			else
			DIN_0;
			date=date<<1;
			delay_us(1);
			SCLK_0;
			delay_us(1);
	}
	
	 SYNC_1;
	 //delay_us(50);

	 //DIN_1;
}