[发明专利]一种低成本低复杂度的多路DA同步控制方法

说明书

本发明公开了一种低成本低复杂度的多路DA同步控制方法：第一步，计算机系统先将数据通过USB发送给底板控制芯片，第二步，底板控制芯片通过对数据进行初步处理后，通过SPI接口分发给6个子板控制芯片，第三步，各个子板控制芯片再通过2个SPI口分发给各自的DAC芯片，第四步，最后再由底板控制芯片给DAC芯片发出命令，DAC芯片输出模拟信号本发明提出采用STM32作为主控、利用USB接口实现与电脑通信：利用STM32代替FPGA，实现对模拟信号的控制输出，大大减小了成本、降低了复杂度，并且速率和时延也可以得到一定的控制；利用USB接口传输代替PCI或者PCI‑E接口的传输方式，使得可以利用移动PC和紧凑型计算机进行模拟信号的控制，拓展了应用场景。

技术领域

本发明涉及多路DAC同步控制技术领域，具体为一种低成本低复杂度的多路DA同步控制方法。

背景技术

多路DAC（数模转换器，把数字量转换成模拟的器件）系统可以将数字信号转换为模拟信号，从而可以实现数字系统对一些模拟系统的控制（例如无源液晶空间光调制器驱动），并且可以实现低时延、高精度的要求。其特点是可以同时实现多路模拟信号的输出和控制，为有多路模拟信号需求的设备和器件提供驱动和控制信号。其原理是利用单片机系统控制多路DAC芯片进行快速DAC，实现多路模拟信号的输出。其中，单片机从计算机系统获取数字数据信息，同时再将信息传送给DAC芯片，实现数字信号向模拟信号的转换。

目前常用的多路DAC系统普遍采用FPGA系统进行控制，FPGA系统控制的DA输出有两大类：一类是集成FPGA芯片的板卡直接插在电脑主板上，然后利用信号传输接口输出模拟信号，这种方式输出的模拟信号路数受限，目前最大输出是32路；另外一类是在电脑主板上插一块数字信号发送卡，先把数字信号通过PCI或者PCI-E接口高速传输到集成FPGA芯片的数模转换器，然后再进行数模转换和多路模拟信号的输出。该方式可以实现更多路数的模拟信号输出。

以上两种实现方式性能优良，但是系统过于复杂，成本高。首先，FPGA虽然可以实现一个芯片控制和输出多路模拟信号，但是其芯片价格昂贵。且价格与管脚数相关，管脚数越多，价格越高。对于多路模拟信号输出，可以利用一个大管脚数的FPGA芯片实现，也可以利用多个小管脚数的FPGA芯片实现。不管哪一种方法，成本都非常高昂，且FPGA电路的设计和开发复杂度高。其次， FPGA板卡或者高速数据传输卡需要插在计算机主板上，这就限制了计算机必须具备插卡空间，因此笔记本电脑和紧凑型台式机便无法使用，从而导致系统复杂。因此，FPGA控制数模转换系统不适用于对速度和时延要求不高、而要求低成本的应用场景，同时其也不适用于笔记本电脑和紧凑型电脑的控制场景。

发明内容

本发明的目的在于提供一种低成本低复杂度的多路DA同步控制方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种低成本低复杂度的多路DA同步控制方法：

第一步，计算机系统先将数据通过USB发送给底板控制芯片。

第二步，底板控制芯片通过对数据进行初步处理后，通过SPI接口分发给6个子板控制芯片。

第三步，各个子板控制芯片再通过2个SPI口分发给各自的DAC芯片。

第四步，最后再由底板控制芯片给DAC芯片发出命令，DAC芯片输出模拟信号。

优选的，在第一步中的底板控制芯片为STM32F429ZET6。

优选的，在第一步中的USB采用USB2.0协议，满速率为480Mbps。

优选的，在第二步中的子板控制芯片采用STM32F411CEU6。

优选的，在第三步和第四步中的每个DAC芯片有16个输出引脚。

优选的，在第三步中，每个子板控制芯片链接有两个DAC芯片。