学习本章节前，务必优先学习第31章。
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。
我们的H7板子配套了SPI + DMA方式控制DAC8501，而F4系列不方便实现，确切的说是可以用DMA方式，但是不方便控制写入速度，需要借助定时器中断进行更新，实用价值不是很大。
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。
文件bsp_spi_bus.c文件公共的总线驱动文件，支持串行FLASH、TSC2046、VS1053、AD7705、ADS1256等SPI设备的配置。

34.2 DAC结构分类和技术术语

在本教程的第33章进行了详细说明。

34.3 DAC8501硬件设计

DAC的原理图下载：

http://www.armbbs.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=97262 。

34.3.1 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：

34.3.2 DAC8501硬件接口

V6板子上DAC8501模块的插座的原理图如下（NRF24L01，AD9833，DAC8563和TM7705都是用的而这个插座）：

实际对应开发的位置如下：

34.4 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。

34.4.1 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。

34.4.2 DAC8501每个引脚的作用

DAC8501的封装形式：

供电范围2.7-5.5V。

Vref

稳压基准输入。

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。

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。

34.4.3 DAC8501输出电压计算公式

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。

VREF

使用外部参考电压，由VREFIN引脚的输入决定。

Vout

输出电压。

34.4.4 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（对于F4系列主要是第1个参数，H7系列这三个都要用的）。

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。

34.4.5 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

34.5 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。

34.5.1 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.NSS               = SPI_NSS_SOFT;            /* 使用软件方式管理片选引脚 */
    hspi.Init.Mode                  = SPI_MODE_MASTER;    /* SPI工作在主控模式 */

    /* 复位SPI */
    if(HAL_SPI_DeInit(&hspi) != HAL_OK)
    {
        Error_Handler(__FILE__, __LINE__);     
    }


    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。

34.5.2 第2步：SPI总线的查询，中断和DMA方式设置

注：推荐使用查询方式。

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 */

uint8_t g_spiTxBuf[SPI_BUFFER_SIZE];  
uint8_t g_spiRxBuf[SPI_BUFFER_SIZE];

/*
*********************************************************************************************************
*    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。

34.5.3 第3步：DAC8501的时钟极性和时钟相位配置

首先回忆下STM32F4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高电平，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低电平，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高电平，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低电平，SCK引脚的第1个边沿捕获传输的第1个数据。

有了F4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STM32F4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，STM32F4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。

34.5.4 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_4, 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_4, 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。

34.5.5 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。

34.6 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

34.6.1 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。

34.6.2 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

34.6.3 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。

34.7 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

34.7.1 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。

34.7.2 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。

34.7.3 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

34.7.4 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。

34.7.5 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。

34.7.6 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。

34.8 DAC8501驱动移植和使用

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_CHANNEL         DMA_CHANNEL_3
#define SPIx_TX_DMA_STREAM          DMA2_Stream3
#define SPIx_RX_DMA_CHANNEL         DMA_CHANNEL_3
#define SPIx_RX_DMA_STREAM          DMA2_Stream0


#define SPIx_IRQn                   SPI1_IRQn
#define SPIx_IRQHandler             SPI1_IRQHandler
#define SPIx_DMA_TX_IRQn            DMA2_Stream3_IRQn
#define SPIx_DMA_RX_IRQn            DMA2_Stream0_IRQn
#define SPIx_DMA_TX_IRQHandler      DMA2_Stream3_IRQHandler
#define SPIx_DMA_RX_IRQHandler      DMA2_Stream0_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。

/*
*********************************************************************************************************
*    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_4, 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_4, 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_dac8501.c文件开头的宏定义。

#define CS1_CLK_ENABLE()     __HAL_RCC_GPIOF_CLK_ENABLE()
#define CS1_GPIO            GPIOF
#define CS1_PIN            GPIO_PIN_7

#define CS1_1()            CS1_GPIO->BSRR = CS1_PIN
#define CS1_0()            CS1_GPIO->BSRR = ((uint32_t)CS1_PIN << 16U)

#define CS2_CLK_ENABLE()     __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE()
#define CS2_GPIO            GPIOA
#define CS2_PIN            GPIO_PIN_4

#define CS2_1()            CS2_GPIO->BSRR = CS2_PIN 
#define CS2_0()            CS2_GPIO->BSRR = ((uint32_t)CS2_PIN << 16U)

第5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6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7步：应用方法看本章节配套例子即可。

34.9 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。

34.10 实验例程说明（MDK）

配套例子：

V5-015_DAC8501简易信号发生器（双路输出，16bit分辨率, 0-5V输出）

实验目的：

学习DAC8501的SPI查询驱动方式实现。

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LED4。
K1键按下，双通道输出，通道1输出方波，通道2输出正弦波。
K2键按下，双通道输出方波。
K3键按下，双通道输出正弦波。
摇杆OK键按下，双通道输出直流。

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：

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)
{
    /* 
       STM32F407 HAL 库初始化，此时系统用的还是F407自带的16MHz，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168MHz
       - 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V5开发板用户手册第8章
    */    
#if Enable_EventRecorder == 1  
    /* 初始化EventRecorder并开启 */
    EventRecorderInitialize(EventRecordAll, 1U);
    EventRecorderStart();
#endif
    
    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_InitUart();        /* 初始化串口 */
    bsp_InitExtIO();    /* 初始化扩展IO */
    bsp_InitLed();        /* 初始化LED */    
    BEEP_InitHard();    /* 初始化蜂鸣器 */

    /* 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_InitDAC8562();    /* 初始化配置DAC8562/8563 */
}

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LED4。
K1键按下，双通道输出，通道1输出方波，通道2输出正弦波。
K2键按下，双通道输出方波。
K3键按下，双通道输出正弦波。
摇杆OK键按下，双通道输出直流。

/*
*********************************************************************************************************
*    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 */
    for(i =0; i< 50; i++)
    {
        ch1buf[i] = 0;
    }
    
    for(i =50; i< 100; i++)
    {
        ch1buf[i] = 65535;
    }

    /* 生成正弦波数据 */    
    MakeSinTable(ch2buf, 100, 0, 65535);
    
    /* 配置个TIM6中断，频率DAC_OUT_FREQ */
    bsp_SetTIMforInt(TIM6, DAC_OUT_FREQ, 2, 0); 
    
    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(4);
        }
        
        /* 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，双通道输出，通道1输出方波，通道2输出正弦波 */
                    /* 生成方波数据 */
                    for(i =0; i< 50; i++)
                    {
                        ch1buf[i] = 0;
                    }
                    
                    for(i =50; i< 100; i++)
                    {
                        ch1buf[i] = 65535;
                    }

                    /* 生成正弦波数据 */    
                    MakeSinTable(ch2buf, 100, 0, 65535);
                    break;

                case KEY_DOWN_K2:            /* K2键按下，双通道输出方波 */
                    /* 生成方波数据 */
                    for(i =0; i< 50; i++)
                    {
                        ch1buf[i] = 0;
                        ch2buf[i] = 0;
                    }
                    
                    for(i =50; i< 100; i++)
                    {
                        ch1buf[i] = 65535;
                        ch2buf[i] = 65535;
                    }
                    break;

                case KEY_DOWN_K3:            /* K3键按下，双通道输出正弦波 */
                    MakeSinTable(ch1buf, 100, 0, 65535);
                    MakeSinTable(ch2buf, 100, 0, 65535);
                    break;
                
                case JOY_DOWN_OK:            /* 摇杆OK键按下，双通道输出直流 */
                    /* 通道1输出-10V */
                    for(i = 0; i < 100; i++)
                    {
                        ch1buf[i] = 0;
                    }
                    
                    /* 通道2输出 10V */
                    for(i = 0; i < 100; i++)
                    {
                        ch2buf[i] = 65535;
                    }
                
                    break;
            
                default:
                    /* 其它的键值不处理 */
                    break;
            }
        }
    }
}

34.11 实验例程说明（IAR）

配套例子：

V6-015_DAC8501简易信号发生器（双路输出，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，双通道输出，通道1输出方波，通道2输出正弦波。
K2键按下，双通道输出方波。
K3键按下，双通道输出正弦波。
摇杆OK键按下，双通道输出直流。

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：

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)
{
    /* 
       STM32F407 HAL 库初始化，此时系统用的还是F407自带的16MHz，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168MHz
       - 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V5开发板用户手册第8章
    */    
#if Enable_EventRecorder == 1  
    /* 初始化EventRecorder并开启 */
    EventRecorderInitialize(EventRecordAll, 1U);
    EventRecorderStart();
#endif
    
    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_InitUart();        /* 初始化串口 */
    bsp_InitExtIO();    /* 初始化扩展IO */
    bsp_InitLed();        /* 初始化LED */    
    BEEP_InitHard();    /* 初始化蜂鸣器 */

    /* 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_InitDAC8562();    /* 初始化配置DAC8562/8563 */
}

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LED4。
K1键按下，双通道输出，通道1输出方波，通道2输出正弦波。
K2键按下，双通道输出方波。
K3键按下，双通道输出正弦波。
摇杆OK键按下，双通道输出直流。

/*
*********************************************************************************************************
*    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 */
    for(i =0; i< 50; i++)
    {
        ch1buf[i] = 0;
    }
    
    for(i =50; i< 100; i++)
    {
        ch1buf[i] = 65535;
    }

    /* 生成正弦波数据 */    
    MakeSinTable(ch2buf, 100, 0, 65535);
    
    /* 配置个TIM6中断，频率DAC_OUT_FREQ */
    bsp_SetTIMforInt(TIM6, DAC_OUT_FREQ, 2, 0); 
    
    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(4);
        }
        
        /* 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，双通道输出，通道1输出方波，通道2输出正弦波 */
                    /* 生成方波数据 */
                    for(i =0; i< 50; i++)
                    {
                        ch1buf[i] = 0;
                    }
                    
                    for(i =50; i< 100; i++)
                    {
                        ch1buf[i] = 65535;
                    }

                    /* 生成正弦波数据 */    
                    MakeSinTable(ch2buf, 100, 0, 65535);
                    break;

                case KEY_DOWN_K2:            /* K2键按下，双通道输出方波 */
                    /* 生成方波数据 */
                    for(i =0; i< 50; i++)
                    {
                        ch1buf[i] = 0;
                        ch2buf[i] = 0;
                    }
                    
                    for(i =50; i< 100; i++)
                    {
                        ch1buf[i] = 65535;
                        ch2buf[i] = 65535;
                    }
                    break;

                case KEY_DOWN_K3:            /* K3键按下，双通道输出正弦波 */
                    MakeSinTable(ch1buf, 100, 0, 65535);
                    MakeSinTable(ch2buf, 100, 0, 65535);
                    break;
                
                case JOY_DOWN_OK:            /* 摇杆OK键按下，双通道输出直流 */
                    /* 通道1输出-10V */
                    for(i = 0; i < 100; i++)
                    {
                        ch1buf[i] = 0;
                    }
                    
                    /* 通道2输出 10V */
                    for(i = 0; i < 100; i++)
                    {
                        ch2buf[i] = 65535;
                    }
                
                    break;
            
                default:
                    /* 其它的键值不处理 */
                    break;
            }
        }
    }
}

34.12 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。

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