1# DAC
2
3## 概述
4
5### 功能简介
6
7DAC（Digital to Analog Converter）是一种通过电流、电压或电荷的形式将数字信号转换为模拟信号的设备，主要用于：
8
9- 作为过程控制计算机系统的输出通道，与执行器相连，实现对生产过程的自动控制。
10
11- 在利用反馈技术的模数转换器设计中，作为重要的功能模块呈现。
12
13DAC接口定义了完成DAC传输的通用方法集合，包括：
14
15- DAC设备管理：打开或关闭DAC设备。
16
17- DAC设置目标值：设置DAC设备需要将数字信号转成模拟信号的目标值。
18
19### 基本概念
20
21- 分辨率
22
23    分辨率指的是DAC模块能够转换的二进制位数，位数越多分辨率越高。
24
25- 转换精度
26
27    精度是指输入端加有最大数值时，DAC的实际输出值和理论计算值之差，DAC转换器的转换精度与DAC转换器的集成芯片结构和接口电路配置有关。理想情况下，DAC的转换精度越小越好，因此为了获得更高精度的DAC转换结果，首先要保证选择的DAC转换器具备足够高的分辨率。其次，接口电路的器件或电源存在误差时，会造成DAC转换的误差，若这些误差超过一定程度，就会导致DAC转换错误。
28
29- 转换速度
30
31    转换速度一般由建立时间决定。从输入由全0突变为全1时开始，到输出电压稳定在FSR±½LSB范围（或以FSR±x%FSR指明范围）内为止，这段时间称为建立时间，它是DAC的最大响应时间，所以用它衡量转换速度的快慢。
32
33    满量程范围FSR（Full Scale Range），是指DAC输出信号幅度的最大范围，不同的DAC有不同的满量程范围，该范围可以用正、负电流或者正、负电压来限制。
34
35    最低有效位LSB（Least Significant Byte），指的是一个二进制数字中的第0位（即最低位）。
36
37### 运作机制
38
39在HDF框架中，同类型设备对象较多时（可能同时存在十几个同类型配置器），如果采用独立服务模式，则需要配置更多的设备节点，且相关服务会占据更多的内存资源。相反，采用统一服务模式可以使用一个设备服务作为管理器，统一处理所有同类型对象的外部访问（这会在配置文件中有所体现）,实现便捷管理和节约资源的目的。DAC模块接口适配模式采用统一服务模式（如图1）。
40
41DAC模块各分层的作用为：接口层提供打开设备、写入数据和关闭设备的接口。核心层主要提供绑定设备、初始化设备以及释放设备的能力。适配层实现其它具体的功能。
42
43![](../public_sys-resources/icon-note.gif) 说明：<br>核心层可以调用接口层的函数，核心层通过钩子函数调用适配层函数，从而适配层可以间接的调用接口层函数，但是不可逆转接口层调用适配层函数。
44
45**图 1**  DAC统一服务模式
46
47![DAC统一服务模式](figures/统一服务模式结构图.png "DAC统一服务模式")
48
49### 约束与限制
50
51DAC模块当前仅支持轻量和小型系统内核（LiteOS-A）。
52
53## 使用指导
54
55### 场景介绍
56
57DAC模块的主要工作是以电流、电压或电荷的形式将数字信号转换为模拟信号，主要应用于音频设备中。日常所见的音响、耳机等，均使用DAC模块作为数模转换的通道。
58
59### 接口说明
60
61DAC模块提供的主要接口如下所示，具体API详见//drivers/hdf_core/framework/include/platform/dac_if.h。
62
63**表 1**  DAC驱动API接口功能介绍
64
65| 接口名 | 接口描述 |
66| ------------------------------------------------------------------ | ------------ |
67| DevHandle DacOpen(uint32_t number) | 打开DAC设备。|
68| void DacClose(DevHandle handle) | 关闭DAC设备。|
69| int32_t DacWrite(DevHandle handle, uint32_t channel, uint32_t val) | 设置DA目标值。 |
70
71### 开发步骤
72
73使用DAC设备的一般流程如图2所示。
74
75**图 2**  DAC使用流程图
76![DAC使用流程图](figures/DAC使用流程图.png "DAC使用流程图")
77
78#### 打开DAC设备
79
80在进行DA转换之前，首先要调用DacOpen打开DAC设备，打开函数如下所示：
81
82```c
83DevHandle DacOpen(uint32_t number);
84```
85
86**表 2**  DacOpen参数和返回值描述
87
88| 参数 | 参数描述 |
89| --------- | ---------------- |
90| number | uint32_t类型，DAC设备号。 |
91| **返回值** | **返回值描述** |
92| NULL | 打开DAC设备失败。 |
93| 设备句柄 | 打开的DAC设备句柄。 |
94
95假设系统中存在2个DAC设备，编号从0到1，现在打开1号设备。
96
97```c
98DevHandle dacHandle = NULL;    // DAC设备句柄
99
100// 打开DAC设备
101dacHandle = DacOpen(1);
102if (dacHandle == NULL) {
103    HDF_LOGE("DacOpen: open dac fail.\n");
104    return NULL;
105}
106```
107
108#### 设置DA目标值
109
110```c
111int32_t DacWrite(DevHandle handle, uint32_t channel, uint32_t val);
112```
113
114**表 3**  DacWrite参数和返回值描述
115
116| 参数 | 参数描述 |
117| --------- | ------------ |
118| handle | DevHandle类型，DAC设备句柄。 |
119| channel | uint32_t类型，DAC设备通道号。 |
120| val | uint32_t类型，设置DA的值。 |
121| **返回值** | **返回值描述** |
122| HDF_SUCCESS | 写入DA目标值成功 |
123| 负数 | 写入DA目标值失败 |
124
125```c
126// 通过DAC_CHANNEL_NUM设备通道写入目标val值
127int32_t ret;
128ret = DacWrite(dacHandle, DAC_CHANNEL_NUM, val);
129if (ret != HDF_SUCCESS) {
130    HDF_LOGE("DacWrite: tp DAC write reg fail!,ret:%d", ret);
131    DacClose(dacHandle);
132    return ret;
133}
134```
135
136#### 关闭DAC设备
137
138DAC通信完成之后，需要关闭DAC设备，关闭函数如下所示：
139
140```c
141void DacClose(DevHandle handle);
142```
143
144**表 4**  DacClose参数和返回值描述
145
146| 参数 | 参数描述 |
147| --------- | ------------ |
148| handle | DAC设备句柄。 |
149| **返回值** | **返回值描述** |
150| 无 | 无 |
151
152关闭DAC设备示例：
153
154```c
155DacClose(dacHandle);    // 关闭DAC设备
156```
157
158## 使用实例
159
160DAC设备的具体使用方式可以参考如下示例代码，示例代码步骤主要如下：
161
1621. 根据设备号DAC_DEVICE_NUM打开DAC设备得到设备句柄。
163
1642. 通过DAC的设备号以及设备通道设置val的值，如果写入失败则关闭设备句柄。
165
1663. 访问完毕DAC设备后，则关闭该设备句柄。
167
168运行结果：根据输入的val通过打印日志得到输出的结果。
169
170```c
171#include "dac_if.h"          // DAC标准接口头文件
172#include "hdf_log.h"         // 标准日志打印头文件
173
174// 设备号0，通道号1
175#define DAC_DEVICE_NUM 0
176#define DAC_CHANNEL_NUM 1
177
178// DAC例程总入口
179static int32_t TestCaseDac(void)
180{
181    // 设置要写入的val值
182    uint32_t val = 2;
183    int32_t ret;
184    DevHandle dacHandle;
185
186    // 打开DAC设备
187    dacHandle = DacOpen(DAC_DEVICE_NUM);
188    if (dacHandle == NULL) {
189        HDF_LOGE("%s: Open DAC%u fail!", __func__, DAC_DEVICE_NUM);
190        return -1;
191    }
192
193    // 写入数据
194    ret = DacWrite(dacHandle, DAC_CHANNEL_NUM, val);
195    if (ret != HDF_SUCCESS) {
196        HDF_LOGE("%s: tp DAC write reg fail!:%d", __func__, ret);
197        DacClose(dacHandle);
198        return -1;
199    }
200
201    // 访问完毕关闭DAC设备
202    DacClose(dacHandle);
203    HDF_LOGI("%s: function tests end.", __func__);
204    return 0;
205}
206```
207