发布: 06_使用spidev操作SPI_DAC模块

STM32MP157/doc_pic/11_SPI/06_使用spidev操作SPI_DAC模块.md

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+# 使用spidev操作SPI_DAC模块 #
+
+参考资料：
+
+* 内核驱动：`drivers\spi\spidev.c`
+
+* 内核提供的测试程序：`tools\spi\spidev_fdx.c`
+
+* 内核文档：`Documentation\spi\spidev`	
+
+* DAC芯片手册：`TLC5615.pdf`
+
+  
+
+## 1. 硬件
+
+### 1.1 原理图
+
+IMX6ULL:
+
+![image-20220309150927785](pic/33_imx6ull_dac.png)
+
+STM32MP157:
+
+![image-20220309151025637](pic/34_stm32mp157_dac.png)
+
+
+
+原理图：
+
+![image-20220309151636533](pic/35_dac_sch.png)
+
+
+
+### 1.2 连接
+
+#### 1.2.1 IMX6ULL
+
+DAC模块接到IMX6ULL扩展板的SPI_A插座上：
+
+![image-20220309164031109](pic/40_dac_on_imx6ull.png)
+
+
+
+#### 1.2.2 STM32MP157
+
+
+
+
+
+## 2. DAC操作原理
+
+### 2.1 内部框图
+
+![image-20220309155625021](pic/36_dac_block.png)
+
+操作过程为：
+
+* CS为低
+* 在SCLK的上升沿，从DIN采集16位数据，存入上图中的`16-Bit Shift Register`
+* 在CS的上升沿，把`16-Bit Shift Register`中的10位数据传入`10-Bit DAC Register`，作为模拟量在OUT引脚输出
+
+**注意**：
+
+* 传输的16位数据中，高4位是无意义的
+* 中间10位才被转换为模拟量
+* 最低2位必须是0
+
+
+
+### 2.2 时序图
+
+![image-20220309160306094](pic/37_dac_timing_diagram.png)
+
+使用SPI传输的细节：
+
+* SCLK初始电平为低
+* 使用16个SCLK周期来传输16位数据
+* 在SCLK上升沿读取DIN电平
+* 在SCLK上升沿发出DOUT信号
+* DOUT数据来自`16-Bit Shift Register`
+  * 第1个数据是上次数据遗留下的LSB位
+  * 其余15个数据来自`16-Bit Shift Register`的高15位
+  * `16-Bit Shift Register`的LSB在下一个周期的第1个时钟传输
+  * LSB必定是0，所以当前的周期里读出`16-Bit Shift Register`的15位数据也足够了
+
+### 2.3 DAC公式
+
+![image-20220309162256125](pic/38_dac_value.png)
+
+
+
+```shell
+输出电压 = 2 * VREFIN * n / 1024 = 2 * 2.048 * n / 1024
+其中: n为10位数值
+```
+
+
+
+## 3. 编写APP
+
+源码在GIT仓库里，这2个位置里的源码是一样的：
+
+![image-20220310120532411](pic/41_dac_app_use_spidev.png)
+
+
+
+![image-20220310120646206](pic/42_dac_app_use_spidev.png)
+

STM32MP157/doc_pic/11_SPI/07_DAC模块上机实验.md

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+# 使用spidev操作SPI_DAC模块 #
+
+参考资料：
+
+* 内核驱动：`drivers\spi\spidev.c`
+
+* 内核提供的测试程序：`tools\spi\spidev_fdx.c`
+
+* 内核文档：`Documentation\spi\spidev`	
+
+* DAC芯片手册：`TLC5615.pdf`
+
+  
+
+## 1. 硬件
+
+### 1.1 原理图
+
+IMX6ULL:
+
+![image-20220309150927785](pic/33_imx6ull_dac.png)
+
+STM32MP157:
+
+![image-20220309151025637](pic/34_stm32mp157_dac.png)
+
+
+
+原理图：
+
+![image-20220309151636533](pic/35_dac_sch.png)
+
+
+
+### 1.2 连接
+
+#### 1.2.1 IMX6ULL
+
+DAC模块接到IMX6ULL扩展板的SPI_A插座上：
+
+![image-20220309164031109](pic/40_dac_on_imx6ull.png)
+
+
+
+#### 1.2.2 STM32MP157
+
+
+
+
+
+## 2. DAC操作原理
+
+### 2.1 内部框图
+
+![image-20220309155625021](pic/36_dac_block.png)
+
+操作过程为：
+
+* CS为低
+* 在SCLK的上升沿，从DIN采集16位数据，存入上图中的`16-Bit Shift Register`
+* 在CS的上升沿，把`16-Bit Shift Register`中的10位数据传入`10-Bit DAC Register`，作为模拟量在OUT引脚输出
+
+**注意**：
+
+* 传输的16位数据中，高4位是无意义的
+* 中间10位才被转换为模拟量
+* 最低2位必须是0
+
+
+
+### 2.2 时序图
+
+![image-20220309160306094](pic/37_dac_timing_diagram.png)
+
+使用SPI传输的细节：
+
+* SCLK初始电平为低
+* 使用16个SCLK周期来传输16位数据
+* 在SCLK上升沿读取DIN电平
+* 在SCLK上升沿发出DOUT信号
+* DOUT数据来自`16-Bit Shift Register`
+  * 第1个数据是上次数据遗留下的LSB位
+  * 其余15个数据来自`16-Bit Shift Register`的高15位
+  * `16-Bit Shift Register`的LSB在下一个周期的第1个时钟传输
+  * LSB必定是0，所以当前的周期里读出`16-Bit Shift Register`的15位数据也足够了
+
+### 2.3 DAC公式
+
+![image-20220309162256125](pic/38_dac_value.png)
+
+
+
+```shell
+输出电压 = 2 * VREFIN * n / 1024 = 2 * 2.048 * n / 1024
+其中: n为10位数值
+```
+
+
+
+## 3. 编写设备树
+
+确认SPI时钟最大频率：
+
+![image-20220309163435541](pic/39_dac_time_param.png)
+
+```shell
+T = 25 + 25 = 50ns
+F = 20000000 = 20MHz
+```
+
+
+
+设备树如下：
+
+```shell
+    dac: dac {
+        compatible = "spidev";
+        reg = <0>;
+        spi-max-frequency = <20000000>;
+    };
+```
+
+
+
+### 3.1 IMX6ULL
+
+
+
+### 3.2 STM32MP157
+
+
+
+
+
+## 3. 编写APP
+
+源码在GIT仓库里，这2个位置里的源码是一样的：
+
+![image-20220310120532411](pic/41_dac_app_use_spidev.png)
+
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+
+![image-20220310120646206](pic/42_dac_app_use_spidev.png)
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