stm32hal库使用ad9959

### AD9959 DDS芯片概述 AD9959 是 Analog Devices 公司推出的一款高性能直接数字频率合成器（DDS）芯片，具备多通道输出、高分辨率频率调制和相位可编程控制等特性。该芯片广泛应用于精密信号发生器、通信系统中的本地振荡器以及测试测量设备等领域。 AD9959 支持 48 位频率调谐字（FTW），提供极高的频率分辨率，其内部集成有高速 DAC 和相位累加器，能够生成高达 125MHz 的模拟正弦波输出。此外，它还支持幅度控制、相位偏移调节及多种工作模式，包括单频模式、线性扫描模式等。 ### STM32 HAL库与AD9959的接口配置 在 STM32 微控制器上使用 HAL 库进行 AD9959 的通信通常采用 SPI 接口方式。由于 AD9959 的控制寄存器较多，且支持复杂的频率和相位设置，因此需要准确配置 SPI 模式、时钟频率及数据格式。 #### 1. 硬件连接 - **SCLK**：SPI 时钟引脚，连接至 STM32 的 SPI SCK 引脚； - **SDATA**：串行数据输入，连接至 SPI MOSI； - **CS**：片选信号，由 GPIO 控制或连接至 SPI 的 NSS 引脚； - **RESET**：复位引脚，用于初始化芯片； - **IO_UPDATE**：更新信号，用于将缓冲寄存器内容写入工作寄存器。 #### 2. 初始化 SPI 外设 在 CubeMX 中配置 SPI 为全双工主模式，设置 CPOL = 0，CPHA = 0，数据长度为 8 位，并确保 SPI 时钟频率不超过 AD9959 的最大允许值（一般为 180MHz 以内）。 ```c hspi.Instance = SPIx; hspi.Init.Mode = SPI_MODE_MASTER; hspi.Init.Direction = SPI_DIRECTION_1LINE; hspi.Init.DataSize = SPI_DATASIZE_8BIT; hspi.Init.CLKPolarity = SPI_POLARITY_LOW; hspi.Init.CLKPhase = SPI_PHASE_1EDGE; hspi.Init.NSS = SPI_NSS_SOFT; hspi.Init.BaudRatePrescaler = SPI_BAUDRATEPRESCALER_16; hspi.Init.FirstBit = SPI_FIRSTBIT_MSB; hspi.Init.TIMode = SPI_TIMODE_DISABLE; hspi.Init.CRCCalculation = SPI_CRCCALCULATION_DISABLE; HAL_SPI_Init(&hspi); ``` #### 3. 配置 AD9959 寄存器 AD9959 使用 48 位频率调谐字（FTW）来控制输出频率，计算公式如下： $$ f_{out} = \frac{f_{clk} \times FTW}{2^{48}} $$ 其中 $ f_{clk} $ 为参考时钟频率。例如，若参考时钟为 180 MHz，想要输出 10 MHz 正弦波，则： $$ FTW = \frac{10 \times 2^{48}}{180} \approx 35784066312 $$ 将其转换为十六进制后写入到对应寄存器地址中。 ### 控制AD9959输出波形 AD9959 可以通过设置不同寄存器实现多种波形输出。例如，要输出正弦波，只需正确加载频率和相位控制字；若需输出方波，则可通过内部比较器设定阈值点；对于三角波，AD9959 不具备直接输出能力，但可以通过软件控制频率变化模拟出近似波形 [^2]。 以下是一个简单的设置频率的示例函数： ```c void AD9959_SetFrequency(uint64_t ftw) { uint8_t data[6]; for(int i=0; i<6; i++) { data[i] = (ftw >> (8*(5-i))) & 0xFF; } // 写入频率寄存器 HAL_GPIO_WritePin(CS_PORT, CS_PIN, GPIO_PIN_RESET); HAL_SPI_Transmit(&hspi, data, 6, HAL_MAX_DELAY); HAL_GPIO_WritePin(CS_PORT, CS_PIN, GPIO_PIN_SET); } ``` ### 相关注意事项 - 在发送完所有控制数据后，必须拉高 IO_UPDATE 引脚以使新设置生效。 - 若需切换不同通道输出，应根据 AD9959 的通道选择寄存器进行配置。 - 对于复杂波形的合成，建议配合外部低通滤波器以改善输出质量。