stm32/gd32驱动DAC8830

DAC8830介绍

特性

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

功能框图

绝对最大额定值

在工作自由空气温度范围内（除非另有说明）⁽¹⁾

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

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

PIN 配置

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

时序图

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

原理图

硬件连接

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

主控芯片

stm32ret6

gd32f103ret6

尝试用stm32的HAL库驱动

GD兆易GD32系列MCU替换ST芯片对照表

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

参考电压 MAX6225B

使用MAX6225B，通过查阅手册得知，输出电压是2.5V

接线

手册

单极码

---

软件实现

cubemx配置

代码

//dac8830.h
#ifndef __DAC8830_H
#define __DAC8830_H#include "stm32f1xx_hal.h"/* DAC8830引脚定义 */
#define DAC8830_SCLK_PIN     GPIO_PIN_13
#define DAC8830_SCLK_PORT    GPIOB
#define DAC8830_SDI_PIN      GPIO_PIN_15
#define DAC8830_SDI_PORT     GPIOB
#define DAC8830_CS_PIN       GPIO_PIN_11
#define DAC8830_CS_PORT      GPIOC/* 函数声明 */
void DAC8830_Init(void);
void DAC8830_WriteData(uint16_t data);
void DAC8830_SetVoltage(float voltage);
void DAC8830_SetOutput(uint16_t value);
void DAC8830_PowerDown(void);
void DAC8830_PowerUp(void);#endif /* __DAC8830_H */

//dac8830.c
#include "dac8830.h"
#include "spi.h"/* 外部变量声明 */
extern SPI_HandleTypeDef hspi2;/*** @brief  DAC8830初始化函数* @param  None* @retval None* @note   初始化DAC8830，设置CS引脚为高电平，使DAC处于待机状态*/
void DAC8830_Init(void)
{/* CS引脚初始化为高电平，使DAC处于非选中状态 */HAL_GPIO_WritePin(DAC8830_CS_PORT, DAC8830_CS_PIN, GPIO_PIN_SET);/* 延时一段时间确保DAC稳定 */HAL_Delay(10);/* 输出0V，初始化DAC输出 */DAC8830_SetOutput(0);
}/*** @brief  向DAC8830写入16位数据* @param  data: 16位数据值 (0-65535)* @retval None* @note   DAC8830是16位DAC，数据范围为0-65535*         数据格式：MSB优先，16位数据直接传输*/
void DAC8830_WriteData(uint16_t data)
{uint8_t txData[2];/* 将16位数据分成两个8位字节，高字节在前 */txData[0] = (data >> 8) & 0xFF;  // 高8位txData[1] = data & 0xFF;          // 低8位/* CS拉低，选中DAC */HAL_GPIO_WritePin(DAC8830_CS_PORT, DAC8830_CS_PIN, GPIO_PIN_RESET);/* 通过SPI发送数据 */HAL_SPI_Transmit(&hspi2, txData, 2, 100);/* CS拉高，结束传输 */HAL_GPIO_WritePin(DAC8830_CS_PORT, DAC8830_CS_PIN, GPIO_PIN_SET);
}/*** @brief  设置DAC输出电压* @param  voltage: 电压值 (0.0V - 参考电压)* @retval None* @note   根据参考电压计算对应的数字值*         参考电压设置为2.5V*/
void DAC8830_SetVoltage(float voltage)
{uint16_t dacValue;float refVoltage = 2.5f;  // 参考电压/* 限制电压范围 */if (voltage < 0.0f) {voltage = 0.0f;} else if (voltage > refVoltage) {voltage = refVoltage;}/* 计算DAC值：电压/参考电压 * 65535 */dacValue = (uint16_t)((voltage / refVoltage) * 65535.0f);/* 写入DAC */DAC8830_WriteData(dacValue);
}/*** @brief  设置DAC输出数字值* @param  value: 16位数字值 (0-65535)* @retval None* @note   直接设置DAC的数字输出值*/
void DAC8830_SetOutput(uint16_t value)
{/* 限制数值范围 */if (value > 65535) {value = 65535;}/* 写入DAC */DAC8830_WriteData(value);
}/*** @brief  DAC8830掉电模式* @param  None* @retval None* @note   使DAC进入低功耗模式或输出0V*/
void DAC8830_PowerDown(void)
{/* 方案1：输出0V（当前实现） */DAC8830_SetOutput(0);/* 方案2：如果DAC8830支持真正的掉电模式 *//* uint16_t powerDownCommand = 0x8000;  // 掉电命令 *//* DAC8830_WriteData(powerDownCommand); *//* 延时确保输出稳定 */HAL_Delay(1);
}/*** @brief  DAC8830唤醒* @param  None* @retval None* @note   从掉电模式唤醒DAC或重新初始化*/
void DAC8830_PowerUp(void)
{/* 方案1：如果之前是输出0V，现在可以重新设置输出 *//* 这里只是延时，实际唤醒需要重新设置输出值 *//* 方案2：如果DAC8830支持真正的掉电模式 *//* uint16_t normalCommand = 0x0000;     // 正常工作命令 *//* DAC8830_WriteData(normalCommand); *//* 延时确保DAC稳定 */HAL_Delay(10);
}

\\main.c
/* USER CODE BEGIN Header */
/********************************************************************************* @file           : main.c* @brief          : Main program body******************************************************************************* @attention** Copyright (c) 2025 STMicroelectronics.* All rights reserved.** This software is licensed under terms that can be found in the LICENSE file* in the root directory of this software component.* If no LICENSE file comes with this software, it is provided AS-IS.********************************************************************************/
/* USER CODE END Header */
/* Includes ------------------------------------------------------------------*/
#include "main.h"
#include "spi.h"
#include "usart.h"
#include "gpio.h"/* Private includes ----------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN Includes */
#include "string.h"
#include "dac8830.h"
/* USER CODE END Includes *//* Private typedef -----------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PTD *//* USER CODE END PTD *//* Private define ------------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PD *//* USER CODE END PD *//* Private macro -------------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PM *//* USER CODE END PM *//* Private variables ---------------------------------------------------------*//* USER CODE BEGIN PV *//* USER CODE END PV *//* Private function prototypes -----------------------------------------------*/
void SystemClock_Config(void);
/* USER CODE BEGIN PFP *//* USER CODE END PFP *//* Private user code ---------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN 0 *//* USER CODE END 0 *//*** @brief  The application entry point.* @retval int*/
int main(void)
{/* USER CODE BEGIN 1 *//* USER CODE END 1 *//* MCU Configuration--------------------------------------------------------*//* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */HAL_Init();/* USER CODE BEGIN Init *//* USER CODE END Init *//* Configure the system clock */SystemClock_Config();/* USER CODE BEGIN SysInit *//* USER CODE END SysInit *//* Initialize all configured peripherals */MX_GPIO_Init();MX_USART1_UART_Init();MX_SPI2_Init();/* USER CODE BEGIN 2 *//* 初始化DAC8830 */DAC8830_Init();char message[]="DAC8830 Test";/* USER CODE END 2 *//* Infinite loop *//* USER CODE BEGIN WHILE */while (1){/* DAC8830测试程序 - 输出直流电压 */HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, GPIO_PIN_9, GPIO_PIN_RESET); // 485 CON=0/* 输出1.25V (2.5V的一半) */DAC8830_SetVoltage(1.25f);HAL_UART_Transmit(&huart1,(uint8_t*)"DAC Output: 1.25V\r\n",20,100);HAL_Delay(2000);/* 输出2.5V (最大电压) */DAC8830_SetVoltage(2.5f);HAL_UART_Transmit(&huart1,(uint8_t*)"DAC Output: 2.5V\r\n",20,100);HAL_Delay(2000);/* 输出0V */DAC8830_SetVoltage(0.0f);HAL_UART_Transmit(&huart1,(uint8_t*)"DAC Output: 0V\r\n",18,100);HAL_Delay(2000);/* 也可以直接设置数字值 */DAC8830_SetOutput(32768);  // 输出1.25V (65535的一半)HAL_UART_Transmit(&huart1,(uint8_t*)"DAC Digital: 32768\r\n",22,100);HAL_Delay(2000);HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, GPIO_PIN_9, GPIO_PIN_SET); // 485 CON=1/* USER CODE END WHILE *//* USER CODE BEGIN 3 */}/* USER CODE END 3 */
}/*** @brief System Clock Configuration* @retval None*/
void SystemClock_Config(void)
{RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct = {0};RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct = {0};/** Initializes the RCC Oscillators according to the specified parameters* in the RCC_OscInitTypeDef structure.*/RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSE;RCC_OscInitStruct.HSEState = RCC_HSE_ON;RCC_OscInitStruct.HSEPredivValue = RCC_HSE_PREDIV_DIV1;RCC_OscInitStruct.HSIState = RCC_HSI_ON;RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_ON;RCC_OscInitStruct.PLL.PLLSource = RCC_PLLSOURCE_HSE;RCC_OscInitStruct.PLL.PLLMUL = RCC_PLL_MUL9;if (HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct) != HAL_OK){Error_Handler();}/** Initializes the CPU, AHB and APB buses clocks*/RCC_ClkInitStruct.ClockType = RCC_CLOCKTYPE_HCLK|RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK|RCC_CLOCKTYPE_PCLK1|RCC_CLOCKTYPE_PCLK2;RCC_ClkInitStruct.SYSCLKSource = RCC_SYSCLKSOURCE_PLLCLK;RCC_ClkInitStruct.AHBCLKDivider = RCC_SYSCLK_DIV1;RCC_ClkInitStruct.APB1CLKDivider = RCC_HCLK_DIV2;RCC_ClkInitStruct.APB2CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1;if (HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_2) != HAL_OK){Error_Handler();}
}/* USER CODE BEGIN 4 *//* USER CODE END 4 *//*** @brief  This function is executed in case of error occurrence.* @retval None*/
void Error_Handler(void)
{/* USER CODE BEGIN Error_Handler_Debug *//* User can add his own implementation to report the HAL error return state */__disable_irq();while (1){}/* USER CODE END Error_Handler_Debug */
}#ifdef  USE_FULL_ASSERT
/*** @brief  Reports the name of the source file and the source line number*         where the assert_param error has occurred.* @param  file: pointer to the source file name* @param  line: assert_param error line source number* @retval None*/
void assert_failed(uint8_t *file, uint32_t line)
{/* USER CODE BEGIN 6 *//* User can add his own implementation to report the file name and line number,ex: printf("Wrong parameters value: file %s on line %d\r\n", file, line) *//* USER CODE END 6 */
}
#endif /* USE_FULL_ASSERT */