ad5764的spi菊花链通信

最新推荐文章于 2025-09-09 15:59:37 发布

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#stm32 #嵌入式 #spi

本文介绍了一种使用MCU通过SPI接口与多个DAC芯片（包括AD5762和AD5764）进行菊花链通信的方法。重点讲解了SPI配置、寄存器初始化及通信时序。

有一个模拟板子上有4个dac芯片，2颗ad5762和2颗ad5764，最终使用了mcu的硬件spi做菊花链通信。
dac原理图

mcu原理图
可以看到mcu的spi sdo进入到u29 ad5762的sdin后，u29 ad5762的sdo进入到u57 ad5762的sdi，依次类推，最后从u69 ad5764的sdo进入到mcu的sdin中，完成一个环。而ad5762与ad5764的所有LDAC都是并联的，公用mcu上的一个pin脚。
spi菊花链原理图
菊花链的部分还是要多看芯片手册。
LDAC的作用
从图中可以看到spi第一个发送的bit是db23，也就是MSB在前，同时SDO线上标明了INPUT WORD FOR DAC N，是什么意思呢？板子上有4颗dac芯片，就是说spi第1次发送的数据其实是给第4颗芯片的，spi第4次发送的数据才是给第1颗芯片的。第几颗芯片跟原理图的连线有关系，需要自己根据实际情况判断。
菊花链时序
这里可以看到有一个t15时间，极短，但是很重要。还有LDAC的t10时间，也非常重要。在芯片手册中会有对时间的最大最小值说明。
关键时间
首先初始化芯片的reset pin和ldac pin

static void dac_init_ldac_reset_pin(void)
{
   
   
    // dac reset pin
    GPIO_SetMode(PA, BIT14, GPIO_PMD_OUTPUT);
    SYS->GPA_MFP &= (~(1 << 14));
    // dac ldac pin
    GPIO_SetMode(PA, BIT15, GPIO_PMD_OUTPUT);
    SYS->ALT_MFP &= (~(1 << 9));
    SYS->GPA_MFP &= (~(1 << 15));
    LDAC = PIN_HIGH;
}

紧接着对mcu的spi接口进行初始化，并对ad5762、ad5764的寄存器进行初始化，相关寄存器就是量程、offset与gain。这其中offset与gain的值直接影响了dac的输出精度。在我之前的文章中有提到如何校准没有offset和gain寄存器的adc芯片。如何设置offset与gain的方法在芯片手册写的很详细了，在此就不做说明了。

void hw_ad5764_init(void)
{
   
   
    dac_init_ldac_reset_pin();
    CLK_SetModuleClock(SPI1_MODULE, CLK_CLKSEL1_SPI1_S_HCLK, MODULE_NoMsk);
    CLK_EnableModuleClock(SPI1_MODULE);
    // PC8 -> CS
    SYS->GPC_MFP |= (1 << 8);
    SYS->ALT_MFP1 &= (~(1 << 23));
    // PC9 -> SCLK
    SYS->GPC_MFP |= (1 << 9);
    // PC10 -> MISO
    SYS->GPC_MFP |= (1 << 10);
    // PC11 -> MOSI
    SYS->GPC_MFP |= (1 << 11);
    RSTIN = 0;
    delay_100ms(1);
    RSTIN = 1;
    SYS_ResetModule(SPI1_RST);
    SPI_Open(SPI1, SPI_MASTER, SPI_MODE_1, 24, 4000000); // send 24bit once, spi frequence 4MHz
    SPI1->CNTRL &= (~(0x0f << 12));
    SPI_DisableFIFO(SPI1);
    SPI_DisableAutoSS(SPI1);    // nuc123 spi autoss error
    init_dac_range_reg(spi_ad5764.send_array, DAC_A);
    init_dac_range_reg(spi_ad5764.send_array, DAC_B);
    init_dac_range_reg(spi_ad5764.send_array, DAC_C);
    init_dac_range_reg(spi_ad5764.send_array, DAC_D);
	init_dac_offset_reg(&t1, &spi_ad5764);
    init_dac_gain_reg(&t1, &spi_ad5764);
    init_dac_data_reg(spi_ad5764.send_array, 0x8000);
    memset(spi_ad5764.send_array, 0, sizeof(spi_ad5764.send_array));
}

这里我使用的mcu是新唐公司的NUC123SD4AN0，spi接口没有使用中断模式，根据芯片手册可以知道，ad5762、ad5764的寄存器是24bit的，那么在初始化spi接口时，需要将一次发送的bit长度设置为24，但是spi接口发送的变量一定是32bit的，也就是uint32_t类型，这并不妨碍spi接口一次只发送24bit，这一点在NUC123.h文件中有说明。
TX寄存器说明
spi接口的速度我设置的是4MHz，已经很快了，而ad5762和ad5764的最大时钟是16MHz，目前我还用不到。
在使用NUC123SD4AN0的时候，我发现AutoSS（将片选pin交给硬件管理）并不能正常通信，当软件控制片选pin的时候则是正常的，这个bug我并未解决。
最后需要实现spi的读写函数，对ad5762和ad5764来说，我们只需要往里写值让dac芯片输出就行了，其实返回值是可以不要的。

void hw_spi_read_write(uint32_t *send_data, uint32_t *receice_data, uint8_t size)
{
   
   
    SPI_SET_SS0_LOW(SPI1);
    for (uint8_t i = 0; i < size; i++