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主從模式的TLC320AC01與DSP的接口設(shè)計

作者: 時間:2006-05-07 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

摘要:應(yīng)用系統(tǒng)中,大多有ADC和DAC通道。本文介紹一種集成了ADC和DAC于一體的TLC320AC01模擬接口電路與TMS320VC5402定點的接口電路的硬件設(shè)計方法。該設(shè)計采用2片TLC320AC01芯片,工作于主從模式。最后給出一個軟件實例說明主從模式下軟件的實現(xiàn)方法。

本文引用地址:http://butianyuan.cn/article/242377.htm

關(guān)鍵詞:TLC320AC01 TMS320VC5402 ADC DAC 主從模式 緩沖串口

在許多應(yīng)用系統(tǒng)中,器DSP必須從多路模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)通道獲取信息,并且將經(jīng)DSP處理后的數(shù)字信號傳送到多路數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)通道輸出。關(guān)鍵問題是怎樣在DSP系統(tǒng)中十分容易和高效地實現(xiàn)這些轉(zhuǎn)換,因此必然涉及到接口電路的設(shè)計。本文介紹一種單片內(nèi)集成了ADC通道和DAC通道的模擬接口電路TLC320AC01與TMS320VC5402緩沖串口的接口的設(shè)計實現(xiàn)方法,然后,基于這種接口電路的硬件設(shè)計,通過軟件編程實現(xiàn)模擬信號的采集與回放。

1 芯片介紹

TMS320VC5402是TI公司生產(chǎn)的,從屬于TMS320C54x系列的一個合作靈活、高速、具有較高性價比、低功耗的16位定點通用DSP芯片。其主要特點包括:改進的哈佛結(jié)構(gòu)(1條程序存儲器總線,3條數(shù)據(jù)存儲器總線和4條地址總線),帶有專用硬件邏輯CPU,片內(nèi)存儲器,片內(nèi)外圍專用的指令集,專用的匯編語言工具。TMS320VC5402含4K字的片內(nèi)ROM和16K字的雙存取RAM,1個HPI(Host Port Interface)接口,2個多通道緩沖單口MCBSP(Multi-Channel Buffered Serial Port),單周期指令執(zhí)行時間10ns,雙電源(1.8V和3.3V)供電,帶有符合IEEE1149.1標(biāo)準(zhǔn)的JTAG邊界掃描仿真邏輯。

TLC320AC01是TI公司生產(chǎn)的一個14位、音頻(大約12kHz帶寬)、內(nèi)含抗混濾波器和重構(gòu)濾波器的模擬接口電路,有一個能與許多DSP芯片相連的同步串行數(shù)字接口。其內(nèi)部電路的配置和性能參數(shù)的設(shè)定,比如采樣頻率、濾波器帶寬和增益高調(diào)整等,都可以通過對它內(nèi)部的8個數(shù)據(jù)寄存器寫入控制信息來實現(xiàn)。ADC通道與DAC通道同步操作,數(shù)據(jù)是以2的補碼格式進行傳輸?shù)?。?個基本的操作模式:單機模式、主從模式、線性編解碼模式。在單機模式下,TLC320AC01能生成移位時鐘和幀同步并用于單機的數(shù)據(jù)傳輸;主從模式下、1個TLC320AC01作為主機生成主移位時鐘和幀同步信號,另外的模擬接口電路是從機;在線性編解碼操作模式下,移位時鐘和幀同步信號由外部電路生成,定時信號可以由任何一種編解碼電路產(chǎn)生。TLC320AC01的典型應(yīng)用包括調(diào)制解調(diào)器、語音處理、工業(yè)過程控制、光譜分析、作為DSP的模擬接口電路進行數(shù)據(jù)采集處理以及各種記錄儀等。TLC320AC01C的工作溫度范圍是0~70℃。TLC320AC01有28腳的塑料J型針封裝(帶FN后綴)和64腳的塑料扁平封裝(帶PM后綴),體積較小,適應(yīng)于便攜設(shè)備。單一5V電源供電,工作時的最大功耗110 mW。

2 硬件連接

硬件連接電路原理如圖1所示。

①TMS320VC5402與2片TLC320AC01的主時鐘必須來源于同一外部時鐘源。本設(shè)計采用10MHz的有源晶振作主時鐘源,以消除噪聲,并保持DSP與TLC320AC01接口電路協(xié)調(diào)工作。

②主模式的TLC320AC01的M/S端接高電平,從模式的TLC320AC01的M/S接地。

3 軟件設(shè)計

3.1 軟件編制過程

一旦完成了正確的硬件連接,接下來就可以進行軟件編程調(diào)試了。要完成的工作包括:

①兩個通道的區(qū)分。TLC320AC01的運行模式是主從模式:一個TLC320AC01是主,另一個是從。硬件上通過設(shè)置M/S的高低電平分配主從模式的TLC320AC01,軟件上則通過檢測從TLC320AC01所接收的信息字中的最低有效位將主與從分開。主的信息字的最低有效位是0,而所有從的信息字的最低有效位是1。主從模式下的TLC320AC01與TMS320VC5402的緩沖串口進行輪流通信。

②初始化。初始化操作過程包括通過TMS320VC5402的同步串口發(fā)送兩串16位的數(shù)字信息到TLC320AC01。第一串為0000 0000 0000 0011B,14個最高有效位(bits 15~2)定義輸出采樣值為0,2個最低有效位(bits 1~0)說明下一個要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)字屬于二次通信(關(guān)于一次通信和二次通信的內(nèi)容請參閱TLC320AC01的DATA SHEET)。第二個數(shù)據(jù)值用來對TLC320AC01的9個數(shù)據(jù)寄存器的某一個進行配置。Bits 15、14用來控制Modem中的相移,這里設(shè)為0;bit 13=0,表示這個數(shù)據(jù)值將寫到TLC320AC01的某個寄存器;bits 12~8表示要配置的寄存器地址;bits 7~0包含要寫到寄存器的值。9個寄存器的描述如下:R0大多數(shù)應(yīng)用設(shè)為0,R1用來設(shè)置采樣頻率,R2用來設(shè)備低通濾波器的截止頻率,R3進行相移控制,R4進行模擬輸入輸出的增益控制,R3進行相移控制,R4進行模擬輸入輸出的增益控制,R5用于使能高通濾波器,R6控制操作模式,R7控制從模式的串行通信,R8控制生成的幀同步脈沖數(shù)。

③用戶代碼的編寫。完成音頻信號采集與回放代碼的編制。本設(shè)計采用中斷方式,包括發(fā)送中斷和接收中斷。

3.2 部分關(guān)鍵代碼

(1)初始化

包括TMS320VC5402的初始化和TLC320AC01的初始化。

;TMS320VC5402的初始化;

SSBX INTM ;使所有中斷無效

ORM#0834h,PMST ;設(shè)備處理器方式狀態(tài)寄存器PMST

STM #02492h,SWWSR ;所有外圍兩個等待狀態(tài)

RSBX OVM ;使OVM=0

RSBX FRCT ;使FRCT=0,允許整數(shù)乘

STM #010h,IMR ;多通道緩沖串口接收中斷使能

RSBX INTM ;使能所有非屏蔽中斷

;TLC320AC01的初始化

SSBX SXM ;設(shè)置符號擴展模式

LD #PR1,DP ;以下三句設(shè)置TLC320AC01內(nèi)部數(shù)據(jù)

LD PR1,A ;寄存器R1的值,其余寄存器的設(shè)置與此同

CALL AC01_2ND

……

RET

AC01_2ND;

RSBX INTM ;使中斷有效

STH A,DXR10

STL A,DXR10

STL #0,DXR10 ;確保字被發(fā)送

SSBX INTM ;使中斷無效

RET

(2)接收中斷服務(wù)程序

這段程序包括通道的區(qū)分,方法是:使主TLCAC01首選寫入,主TLCAC01的LSB是0,從TLCAC01的LSB是1。發(fā)送中斷與此相同。

SBPREC:BITF DRR10,#1

BC loop1,TC

LD DRR10,A

AND #0fffch,A

STL A,DXR10

B loop2

Loop1: LD DRR10,A

AND #0fffch,A

STL A,DXR10

RETE

Loop2: RETE

結(jié)束語

基于上述硬件設(shè)計的方法,通過軟件編程可以實現(xiàn)許多應(yīng)用,如數(shù)據(jù)采集、處理和存儲的數(shù)據(jù)采集卡,對采集的數(shù)據(jù)進行頻譜分析和頻譜分析儀,數(shù)字記錄儀,以及調(diào)制解調(diào)器等。



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