STM32单片机仿真开发实例 课件 5.5 串行DAC MCP4921的使用_第1页
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5.5串行DACMCP4921的使用能力目标：

掌握控制DAC芯片MCP4921输出电压的方法，并能编写相应的STM32程序。任务要求：仿真电路如下图所示，单片机控制MCP4921以1秒周期输出正弦波，正弦波波动范围0~3.3V。5.5.1MCP4921简介单片机控制系统中，有时会涉及到一些需要通过模拟量信号控制的执行器（比如变频器、电动阀门等），这就需要用到数模转换器（DigitaltoAnalogConverter，简称DAC），单片机将计算得到的数字量控制信号通过DAC转换成模拟量信号后控制执行器做出相应的动作。本次任务选择了独立的DAC芯片，其型号是MCP4921，如下图所示。MCP4921是美国MicroChip公司出品的串行12位DAC芯片，兼容SPI接口，最大通信频率20MHz，一次转换时间4.5μs，工作电压2.7~5.5V，能适应目前市面上主流的3.3V和5.0V工作电压的单片机。8个引脚的功能分别如下表所示。MCP4921只有数据输入，没有数据输出，单片机仅需将12位数字量连同4位配置信息一共16位数据一起打包发送给DAC，DAC随即开始数模转换过程，通信数据格式如表所示。

（表格往后翻页→）引脚序号名称功能引脚序号名称功能1VDD电源正极2片选线（低电平有效）7VSS电源负极3SCK时钟输入线6VREF参考电压4SDI数据输入线5同步输入控制8VOUT模拟量电压输出正极每一个配置位的含义如下：●，该位只能选0，因为MCP49xx系列DAC中有些型号具有两个DAC通道，通过0或1选择通道A或B，但MCP4921仅有A通道；●BUF，VREF输入缓冲器控制位，设1时缓冲，设0时未缓冲；●，输出增益选择位，设1时无增益，设0时两倍增益；●，待机模式设置位，设1时不进入待机模式，设0时进入待机模式。高字节MSB低字节LSB配置位数据位BUFB11B10B9B8B7B6B5B4B3B2B1B05.5.2任务程序的编制MCP4921是一个12位DAC，因此输入数字量的范围是0x000~0x3FF，输出模拟量电压范围从0~VREF，即无法输出负电压。为了输出完整的正弦曲线，不妨将正弦波曲线沿纵轴（电压/数字量）正向移动，确保波谷也位于横轴（时间）上方。

正弦波计算公式：

为了提高单片机CPU的执行效率，此处使用查表法，在1秒内，每隔0.02秒计算一次采样值，可以利用excel进行计算，如图。

计算结果如图。与任务5.4相同，分别将单片机的PA4、PA5、PA7设为片选线、时钟线、MOSI线，引脚设定参数可参照任务5.4，由于MCP4921没有SDO引脚，因此不需要使用单片机的PA6引脚

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