【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）
【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）
Simon223
发布于 2020-05-09 16:01:20
发布于 2020-05-09 16:01:20
完整教程下载地址：http://www.armbbs.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=86980
第75章 STM32H7的SPI总线应用之驱动DAC8501（双路输出，16bit分辨率，0-5V）
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
75.1 初学者重要提示
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：
- H7的SPI外设比F4系列的灵活性强太多了，主要表现在两个方面：数据的传输支持了4-32bit，特别是那个NSS片选引脚，超强劲，可以做各种时间插入，灵活应对了市场上这类芯片的需求。
- DMA这块相比F4系列，有了质的飞跃，支持了DMAMUX，这个DMAMUX除了带来灵活的触发源选择，还支持了各种触发事件和同步触发功能。本章配套例子的触发周期控制就是利用了DMAMUX的同步触发功能。
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。
75.2 DAC结构分类和技术术语
在本教程的第74章进行了详细说明。
75.3 DAC8501硬件设计
DAC的原理图下载：
http://www.armbbs.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=97082 。
75.3.1 DAC8501模块规格
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：
75.3.2 DAC8501硬件接口
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：
75.4 DAC8501关键知识点整理（重要）
驱动DAC8501需要对下面这些知识点有个认识。
75.4.1 DAC8501基础信息
- 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。
- 模拟输出带宽350KHz。
- 供电范围2.7V到5.5V。
- 具有低功耗特性。
- 上电复位输出0V。
75.4.2 DAC8501每个引脚的作用
DAC8501的封装形式：
- Vdd
供电范围2.7-5.5V。
- Vref
稳压基准输入。
- Vfb
输出运放的反馈。
- Vout
模拟输出电压，输出运放具有轨到轨特性。
- SYNC （片选）
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。
- SCLK
时钟输入端，支持30MHz。
- Din
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。
- GND
接地端。
75.4.3 DAC8501输出电压计算公式
DAC8501的计算公式如下：
- D
配置DAC8501数据输出寄存器的数值，范围0 到2^16 – 1，即0到65535。
- VREF
使用外部参考电压，由VREFIN引脚的输入决定。
- Vout
输出电压。
75.4.4 DAC8501时序图
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。
- f（1）
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。
- t（4）
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。
- t（8）
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。
75.4.5 DAC8501寄存器配置
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
75.5 DAC8501驱动设计（中断更新方式）
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。
75.5.1 第1步：SPI总线配置
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：
- 函数bsp_InitSPIBus里面的配置是个初始设置。实际驱动芯片时，会通过函数bsp_InitSPIParam做再配置。
- 函数bsp_InitSPIParam提供了时钟分频，时钟相位和时钟极性配置。驱动不同外设芯片时，基本上调整这三个参数就够。当SPI接口上接了多个不同类型的芯片时，通过此函数可以方便的切换配置。
75.5.2 第2步：SPI总线的查询，中断和DMA方式设置
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：
- 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。因为本工程是用的DTCM做的主RAM空间，这个空间无法使用通用DMA1和DMA2。
- 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);75.5.3 第3步：DAC8501的时钟极性和时钟相位配置
首先回忆下STM32H7支持的4种时序配置。
- 当CPOL = 1， CPHA = 1时
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。
- 当CPOL = 0， CPHA = 1时
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。
- 当CPOL = 1， CPHA = 0时
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。
- 当CPOL = 0 ，CPHA= 0时
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。
75.5.4 第4步：单SPI接口管理多个SPI设备的切换机制
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。
75.5.5 第5步：DAC8501的数据更新
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。
75.6 DAC8501驱动设计（SPI DMA更新方式）
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。
75.6.1 第1步：SPI总线配置
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：
- SPI_DIRECTION_2LINES_TXONLY
驱动DAC856X仅需要SPI写操作。
- SPI_DATASIZE_24BIT
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。
- SPI_FIFO_THRESHOLD_05DATA
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。
- SPI_NSS_HARD_OUTPUT
我们这里要使用SPI的硬件片选引脚SPI_NSS。
- SPI_MASTER_SS_IDLENESS_00CYCLE
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。
- SPI_MASTER_INTERDATA_IDLENESS_10CYCLE
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）。
75.6.2 第2步：TIM12周期性触发配置
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。
75.6.3 第3步：DMAMUX同步触发SPI DMA传输
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。
75.6.4 第4步：24bit数据的DMA传输解决办法
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);
}75.6.5 第5步：DMA缓冲区的MPU配置
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。
75.6.6 第6步：DAC8501的时钟极性和时钟相位配置
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。
- 当CPOL = 1， CPHA = 1时
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。
- 当CPOL = 0， CPHA = 1时
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。
- 当CPOL = 1， CPHA = 0时
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。
- 当CPOL = 0 ，CPHA= 0时
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。
75.6.7 第7步：DAC8501的最高更新速度计算
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：
- SPI时钟是25MHz，SPI数据传为24bit，每个bit需要时间40ns。
- hspi.Init.MasterSSIdleness = SPI_MASTER_SS_IDLENESS_00CYCLE
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。
- hspi.Init.MasterInterDataIdleness = SPI_MASTER_INTERDATA_IDLENESS_10CYCLE
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。
75.6.8 第8步：DAC值和电压值互转
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);
}75.7 SPI总线板级支持包（bsp_spi_bus.c）
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：
- bsp_InitSPIBus
- bsp_InitSPIParam
- bsp_spiTransfer
75.7.1 函数bsp_InitSPIBus
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。
75.7.2 函数bsp_InitSPIParam
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：
- 第1个参数SPI总线的分频设置，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
- 第2个参数用于时钟相位配置，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
- 第3个参数是时钟极性配置，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
75.7.3 函数bsp_spiTransfer
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。
75.8 DAC8501支持包中断方式（bsp_spi_dac8501.c）
DAC8501驱动文件bsp_spi_dac8501.c主要实现了如下几个API供用户调用：
- bsp_InitDAC8501
- DAC8501_SetCS1
- DAC8501_SetCS2
- DAC8501_SetDacData
- DAC8501_DacToVoltage
- DAC8501_VoltageToDac
75.8.1 函数bsp_InitDAC8501
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。
75.8.2 函数DAC8501_SetCS1
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：
- 第1个参数为0表示选中，为1表示取消选中。
75.8.3 函数DAC8501_SetCS2
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：
- 第1个参数为0表示选中，为1表示取消选中
75.8.4 函数DAC8501_SetDacData
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：
- 第1个参数为0表示通道1，为1表示通道2。
- 第2个参数是DAC数值设置，范围0到65535，0对应最小电压值，65535对应最大电压值。
75.8.5 函数DAC8501_DacToVoltage
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：
- 第1个参数DAC数值，范围0到65535。
- 返回值，返回电压值，单位0.1mV。
75.8.6 函数DAC8501_VoltageToDac
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：
- 第1个参数是电压值，范围0到50000，单位0.1mV。
- 返回值，返回DAC值。
75.9 DAC8501支持包DMA方式（bsp_spidma_dac8501.c）
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：
- bsp_InitDAC8501
- DAC8501_SetDacDataDMA
- DAC8501_SetDacData
75.9.1 函数bsp_InitDAC8501
函数原型：
void bsp_InitDAC8501(void)
函数描述：
主要用于DAC8501的初始化。
75.9.2 函数DAC8501_SetDacDataDMA
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：
- 第1个参数用于选择的通道： 1表示通道1输出
- 第2个参数表示通道1数据缓冲地址。
- 第3个参数表示通道1数据大小。
- 第4个参数表示触发频率，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。
75.9.3 函数DAC8501_SetDacData
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：
- 第1个参数为0表示通道1，为1表示通道2（对于SPI DMA方式，仅支持通道1）。
- 第2个参数是DAC数值设置，范围0到65535，0对应最小电压值，65535对应最大电压值。
75.10 DAC8501驱动移植和使用（中断更新方式）
DAC8501移植步骤如下：
- 第1步：复制bsp_spi_bus.c，bsp_spi_bus.h，bsp_spi_dac8501.c，bsp_spi_dac8501.h到自己的工程目录，并添加到工程里面。
- 第2步：根据使用的第几个SPI，SPI时钟，SPI引脚和DMA通道等，修改bsp_spi_bus.c文件开头的宏定义
/*
*********************************************************************************************************
* 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- 第3步：根据芯片支持的时钟速度，时钟相位和时钟极性配置函数DAC8501_SetCS1和DAC8501_SetCS2。
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 */
}
}- 第4步：根据使用的片选引脚，修改bsp_spi_dac8562.c文件开头的宏定义。
#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);- 第5步：如果使用DMA方式的话，请不要使用TCM RAM，因为通用DMA1和DMA2不支持。并为了防止DMA和CPU同时访问DMA缓冲造成的数据一致性问题，将这块空间关闭Cache处理，比如使用的SRAM4：
/* 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);- 第6步：初始化SPI。
/* 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 */- 第7步：DAC8501驱动主要用到HAL库的SPI驱动文件，简单省事些可以添加所有HAL库C源文件进来。
- 第8步：应用方法看本章节配套例子即可。
75.11 DAC8501驱动移植和使用（SPI DMA更新方式）
DAC8501移植步骤如下：
- 第1步：复制bsp_spidma_dac8501.c，bsp_spidma_dac8501.h到自己的工程目录，并添加到工程里面。
- 第2步：根据使用的第几个SPI，SPI时钟，SPI引脚和DMA通道等，修改bsp_spidma_dac8501.c文件开头的宏定义
/*
*********************************************************************************************************
* 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- 第3步：如果使用DMA方式的话，请不要使用TCM RAM，因为通用DMA1和DMA2不支持。并为了防止DMA和CPU同时访问DMA缓冲造成的数据一致性问题，将这块空间关闭Cache处理，比如使用的SRAM4：
/* 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);- 第4步：初始化SPI。
/* 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 */- 第5步：DAC8501驱动主要用到HAL库的SPI驱动文件，简单省事些可以添加所有HAL库C源文件进来。
- 第6步：应用方法看本章节配套例子即可
75.12 实验例程设计框架
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：
- 这部分在第14章进行了详细说明。
第2阶段，进入main函数：
- 第1部分，硬件初始化，主要是MPU，Cache，HAL库，系统时钟，滴答定时器和LED。
- 第2部分，应用程序设计部分，实现DAC8501的简易信号发生器功能。。
75.13 实验例程说明（MDK）
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：
- 学习DAC8501的SPI DMA驱动方式实现。
实验内容：
- DAC8501模块上带了两片8501，每片是单通道DAC，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。
- DAC8501本身仅支持一路输出，而模块上是带了两片DAC8501，其中只有一路的片选可以支持SPI NSS复用， 所以只有一路支持SPI DMA。
- DAC8501供电电压2.7-5.5V，模拟输出带宽350KHz。
实验操作：
- 启动一个自动重装软件定时器，每100ms翻转一次LED2。
- K1键按下，通道1输出方波。
- K2键按下，通道1输出正弦波。
- K3键按下，通道1输出直流。
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：
- 启动一个自动重装软件定时器，每100ms翻转一次LED2。
- K1键按下，通道1输出方波。
- K2键按下，通道1输出正弦波。
- K3键按下，通道1输出直流。
/*
*********************************************************************************************************
* 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;
}
}
}
}75.14 实验例程说明（IAR）
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：
- 学习DAC8501的SPI DMA驱动方式实现。
实验内容：
- DAC8501模块上带了两片8501，每片是单通道DAC，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。
- DAC8501本身仅支持一路输出，而模块上是带了两片DAC8501，其中只有一路的片选可以支持SPI NSS复用， 所以只有一路支持SPI DMA。
- DAC8501供电电压2.7-5.5V，模拟输出带宽350KHz。
实验操作：
- 启动一个自动重装软件定时器，每100ms翻转一次LED2。
- K1键按下，通道1输出方波。
- K2键按下，通道1输出正弦波。
- K3键按下，通道1输出直流。
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：
- 启动一个自动重装软件定时器，每100ms翻转一次LED2。
- K1键按下，通道1输出方波。
- K2键按下，通道1输出正弦波。
- K3键按下，通道1输出直流。
/*
*********************************************************************************************************
* 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;
}
}
}
}75.15 总结
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。
本文参与 腾讯云自媒体分享计划，分享自作者个人站点/博客。
原始发表：2020-05-07 ，如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除
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