TMS320F28335與串行A／D轉(zhuǎn)換器ADS7863的接口設(shè)計

摘要：為了實現(xiàn)DSP芯片與串行A／D芯片的多信號通信，設(shè)計了TMS320F28335的多通道緩沖串口(McBSP)與串行A／D轉(zhuǎn)換器ADS7863的硬件與軟件接口。該設(shè)計中A／D轉(zhuǎn)換器與McBSP串口直接相連，不需要占用并行數(shù)據(jù)總線，避免了總線沖突。通過在CCS環(huán)境下鳊程、調(diào)試，得到了滿意的實驗結(jié)果，驗證了該接口設(shè)計的正確性。
關(guān)鍵詞：TMS320F28335；A／D轉(zhuǎn)換器；ADS7863；多通道緩沖串口

0 引言
近年來，DSP技術(shù)發(fā)展迅速，越來越多的工程技術(shù)人員開始采用DSP進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計。TI公司的TMS320F28335具有運(yùn)算速度快、功耗小和性價比高的特點(diǎn)，在個人通信、信號與信息處理及自動控制等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。該芯片配備了兩個多通道緩沖串口(Multi-channel Buff-ered Serial Port，McBSP)，為設(shè)計串行模數(shù)接口提供了極大的便利。它與串行A／D轉(zhuǎn)換器構(gòu)成的信號采集與處理系統(tǒng)具有硬件設(shè)計簡單、可靠性好的特點(diǎn)。本文將闡述TMS320F28335與ADS7863的接口設(shè)計。

1 TMS320F28335 McBSP
1．1 TMS320F28335 McBSP的特點(diǎn)
TMS320F28335是一款高性能、多功能、高性價比32位浮點(diǎn)DSP。該器件最高可在150 MHz主頻下工作，片上集成豐富的外設(shè)，其中包括兩個多通道緩沖串口(McBSP)。McBSP是一種同步串行接口，除具有一般DSP串口功能之外，還可以支持T1／E1，ST-BUS，SPI等不同標(biāo)準(zhǔn)。它的主要特點(diǎn)如下：全雙工串行通信；允許獨(dú)立數(shù)據(jù)流的雙倍發(fā)送緩沖和三倍接收緩沖數(shù)據(jù)存儲器；獨(dú)立的接收、發(fā)送幀和時鐘信號；發(fā)送和接收通道數(shù)最多可達(dá)128路；多通道選擇模式，允許或阻止每個通道的傳輸；兩個16級，32位的FIFO代替DMA；可直接與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的編碼器、模擬界面芯片(AICs)、其他串行A／D，D／A器件連接；支持時鐘信號和幀同步信號的外部生成；用來內(nèi)部生成和控制幀同步信號的可編程采樣率發(fā)生器；可編程的內(nèi)部時鐘和幀同步信號生成；可編程的幀同步和數(shù)據(jù)時鐘極性；可選的數(shù)據(jù)寬度：8 b，12 b，16 b，20 b，24 b或32 b；比特數(shù)據(jù)傳輸時可選擇高位或低位在先；用于數(shù)據(jù)壓縮的μ律和A律壓縮擴(kuò)展。
1．2 TMS320F28335 McBSP的工作過程
TMS320F28335的McBSP包括7個引腳，分別是串行數(shù)據(jù)發(fā)送信號DX，串行數(shù)據(jù)接收信號DR，發(fā)送時鐘信號CLKX，接收時鐘信號CLKR，發(fā)送幀同步信號FSX、接收幀同步信號FSR和外部輸入時鐘信號CLKS。McBSP通過這7個管腳為外部設(shè)備提供了數(shù)據(jù)通道和控制通道。
McBSP通過DX和DR實現(xiàn)DSP與外部設(shè)備的通信和數(shù)據(jù)交換。其中，DX完成數(shù)據(jù)發(fā)送，DR完成數(shù)據(jù)接收?？刂菩畔⑼ㄟ^CLKX，CLKR，F(xiàn)SX和FSR以時鐘和幀同步的形式進(jìn)行通信。由于McBSP內(nèi)有一個可編程的采樣和幀同步時鐘發(fā)生器，所以這些時鐘和幀同步信號既可以由內(nèi)部產(chǎn)生，也可以由外部輸入。
McBSP發(fā)送數(shù)據(jù)的過程如下：首先將要發(fā)送的數(shù)據(jù)寫入數(shù)據(jù)發(fā)送寄存器DXR[1，2]，如果發(fā)送移位寄存器XSR[1，2]中沒有數(shù)據(jù)，則DXR[1，2]中的值先復(fù)制到XSR[1，2]，再由XSR[1，2]將數(shù)據(jù)移到DX上發(fā)送；如果XSR[1，2]不為空，則等待將XSR[1，2]中的數(shù)據(jù)全部移出到DX腳發(fā)送后才將DXR[1，2]中的值復(fù)制到XSR[1，2]，再由DX腳將數(shù)據(jù)發(fā)送出去。
McBSP接收數(shù)據(jù)的過程如下：DR腳上接收的數(shù)據(jù)首先移入接收移位寄存器RSR[1，2]，一旦收到一個字(可以是8 b，12 b，16 b，24 b或32 b)，檢查接收緩沖寄存器RBR[1，2]是否為空，如果為空，則將RSR[1，2]中的數(shù)據(jù)復(fù)制到RBR[1，2]，接著，數(shù)據(jù)被復(fù)制到數(shù)據(jù)接收寄存器DRR[1，2]，CPU通過讀取DRR[1，2]中的數(shù)據(jù)完成數(shù)據(jù)接收。需要注意的是，DRR2，RBR2，RSR2，DXR2和XSR2寄存器只有當(dāng)接收或發(fā)送的字
長超過16 b(20 b，24 b和32 b)時，才會用上。
0位數(shù)據(jù)延遲時，McBSP串口接收和發(fā)送數(shù)據(jù)的時序圖如圖1所示。

2 ADS7863
2．1 ADS7863芯片的特點(diǎn)
ADS7863是一個雙路、2 MSPS、12位、3+3或2+2通道、同步采樣模／數(shù)SAR轉(zhuǎn)換器。ADS7863具有如下特點(diǎn)：四路全差分或六路偽差分輸入；SNR：71 dB，THD：-81 dB；可編程的和緩沖的內(nèi)部2．5 V參考電壓；靈活的省電功能；可變的電源范圍：2．7～5．5 V；低功率操作：5 V時45 mW；工作溫度范圍：-40～+125℃；引腳與ADS7861，ADS8361兼容。
2．2 ADS7863芯片的工作原理
ADS7863的引腳圖如圖2所示。