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模擬音頻芯片在數(shù)據(jù)采集過程二次通訊中的應(yīng)用

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作者:黃天戍 張江林 時(shí)間:2006-09-10 來源:儀表技術(shù) 收藏
1音頻模擬芯片TLC320AD50C

TI公司的TLC320AD50C采用過采樣ΣΔ技術(shù),在DAC前有一個(gè)插值濾波器,在ADC后有一個(gè)抽樣濾波器,這種結(jié)構(gòu)使系統(tǒng)接收、發(fā)送可同時(shí)進(jìn)行。而且TLC320AD50C可實(shí)現(xiàn)高分辨率,低速信號,高采樣率(最高可達(dá)22.5kb/s)的AD/DA轉(zhuǎn)換。它由一對16位的同步串行轉(zhuǎn)換通道組成,可直接和DSP連接進(jìn)行通信。  

TLC320AD50C的特點(diǎn)如下:  

(1)器件中的ADC為64倍過采樣,DAC為256倍過采樣(內(nèi)部);

(2)帶有內(nèi)建抗混疊濾波器和sinx/x補(bǔ)償;

(3)可配置成主機(jī)或從機(jī)方式,一個(gè)串行接口可支持3個(gè)從設(shè)備和DSP進(jìn)行通訊。  

TLC320AD50C中的可選項(xiàng)和電路配置可以通過串行口進(jìn)行編程,具體可編程項(xiàng)有:復(fù)位,掉電,通信協(xié)議,串行時(shí)鐘率,信號采樣率,增益控制,測試模式等?! ?

TLC320AD50C有7個(gè)控制寄存器,其中主要4個(gè)寄存器功能如表1。由于寄存器4可修改采樣頻率,所以可能經(jīng)常被修改,二次通訊很多涉及到它。

2TLC320AD50C與TMS320C30DSP芯片的連接  

TMS320C30是TI公司浮點(diǎn)運(yùn)算DSP芯片中比較典型的一種,它的主時(shí)鐘達(dá)到40MHz,采用32位 浮點(diǎn)運(yùn)算處理器,可以實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)信號處理和信號轉(zhuǎn)換等高速浮點(diǎn)運(yùn)算,是一種性價(jià)比很高的產(chǎn)品。      

 tlc320ad50c主要4個(gè)寄存器功能表

本文采用TLC320AD50C和TMS320C30的接口電路完成數(shù)據(jù)的采集和TLC320AD50C寄存器的讀寫 過程。TMS320C30和TLC320AD50C的接口電路如圖1。  

tms320c30和tlc320ad50c的接口電路圖

芯片連接的主要引腳有復(fù)位信號RESET;同步信號:AD50C上FS,F(xiàn)SD(延遲幀信號),TMS320C30上FSX(幀發(fā)送信號),F(xiàn)SR(幀接收信號);數(shù)據(jù)讀寫信號:DIN,DOUT,DX,DR;時(shí)鐘信號:SCLK,MCLK,CLKX;二次通信請求:AD50C上FC,C30上XF。在時(shí)鐘信號作用下,C30的幀信號(FSX,F(xiàn)SR)及數(shù)據(jù)的傳輸(DR,DX)時(shí)序圖如圖2。片外復(fù)位電路提供上電復(fù)位,晶振電路可提供10MHz以上的主時(shí)鐘頻率,數(shù)據(jù)采樣頻率和其他時(shí)鐘信號均由此頻率分配。C30與AD50C之間有兩種通信格式,即主串行通信格式和二次串行通信格式。前者用來接收和發(fā)送轉(zhuǎn)換信號,后者在有請求的時(shí)候才進(jìn)行二次通信。在主串行通信格式時(shí),有兩種數(shù)據(jù)傳送模式:16位和15+1位,可通過控制寄存器設(shè)定,省卻情況下為15+1位。采用15+1位傳送模式,其最低位D0為非數(shù)據(jù)位,輸入DAC數(shù)據(jù)的D0位為二次通信請求位,輸出ADC數(shù)據(jù)的D0位為M/S腳的狀態(tài)位。  

二次通信只有在發(fā)出請求時(shí)產(chǎn)生,當(dāng)首次通信采用15+1位模式時(shí),可以用D0進(jìn)行二次通信請求,當(dāng)首次通信采用16位模式時(shí),則必須由FC腳輸入信號來產(chǎn)生二次通信請求。二次通信數(shù)據(jù)格式如圖2中所示,其中D7~D0為控制寄存器數(shù)據(jù),D12~D8為控制寄存器地址,D13=1為讀控制寄存器數(shù)據(jù),D13=0對控制寄存器寫數(shù)據(jù)。通過二次通信,可實(shí)現(xiàn)TLC320AD50C初始化和修改TLC320AD50C內(nèi)部控制寄存器。  

二次通信數(shù)據(jù)格式圖和時(shí)序圖

3數(shù)據(jù)采集電路及通訊軟件實(shí)現(xiàn)

主AD50C的FSD接到從片的FS端,見圖3。  

主從通訊方式示意

首先對相關(guān)寄存器進(jìn)行設(shè)置。如果需要8kHz采樣速率的模擬信號,且送到TMS320C30器件的時(shí)鐘輸入頻率是30MHz,則下面的值應(yīng)該加載進(jìn)C30串口和定時(shí)器。

加載進(jìn)c30串口和定時(shí)器的值

具體通信過程如下:AD50C數(shù)據(jù)輸入輸出與C30數(shù)據(jù)接收管腳相連,AD50C發(fā)出的幀頻信號通過FS腳與C30達(dá)到同步,F(xiàn)SD為同步延時(shí)信號,主要用來擴(kuò)展主從器件,AD50C上M/S可控制AD50C的主從方式。C30中時(shí)鐘和同步信號腳可用軟件設(shè)置成外部輸入,這樣數(shù)據(jù)發(fā)送/接收,幀同步,時(shí)鐘信號均由AD50C產(chǎn)生,主時(shí)鐘(MCLK)信號由晶振提供,F(xiàn)C、XF端作為二次通訊請求,假設(shè)數(shù)據(jù)傳輸格式為16位,則FC高電平時(shí)發(fā)出二次通訊請求。  

程序的流程圖見圖4。  

程序的流程圖

4結(jié)束語 

本文就兩種典型的芯片連接進(jìn)行了介紹,從而很好地實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的采集過程中寄存器的數(shù)據(jù)讀寫,在實(shí)際中也得到了很好的應(yīng)用。

參考文獻(xiàn) 

[1]李毅民,等.TMS320第三代數(shù)字信號處理器用戶指南[Z].北京聞亭科技發(fā)展 有限責(zé)任公司,1991.

[2]TI.TLC320AD50C/I data manual[Z].1998.

[3]李欣,劉春杰,趙梨豐.雙通道實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)[J].青 島海洋大學(xué)學(xué)報(bào),2002,(1):133-138.



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