模擬音頻芯片在數(shù)據(jù)采集過(guò)程二次通訊中的應(yīng)用

TI公司的TLC320AD50C采用過(guò)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(hào)，高采樣率(最高可達(dá)22.5kb/s)的AD/DA轉(zhuǎn)換。它由一對(duì)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(guò)采樣，DAC為256倍過(guò)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(guò)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(hào)采樣率，增益控制，測(cè)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(hào)處理和信號(hào)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。      

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(guò)程。TMS320C30和TLC320AD50C的接口電路如圖1。  

芯片連接的主要引腳有復(fù)位信號(hào)RESET；同步信號(hào)：AD50C上FS，F(xiàn)SD(延遲幀信號(hào))，TMS320C30上FSX(幀發(fā)送信號(hào))，F(xiàn)SR(幀接收信號(hào))；數(shù)據(jù)讀寫信號(hào)：DIN，DOUT，DX，DR；時(shí)鐘信號(hào)：SCLK，MCLK，CLKX；二次通信請(qǐng)求：AD50C上FC，C30上XF。在時(shí)鐘信號(hào)作用下，C30的幀信號(hào)(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(hào)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(lái)接收和發(fā)送轉(zhuǎn)換信號(hào)，后者在有請(qǐng)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(guò)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(qǐng)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(qǐng)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(qǐng)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(hào)來(lái)產(chǎn)生二次通信請(qǐng)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(duì)控制寄存器寫數(shù)據(jù)。通過(guò)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。  

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(jiàn)圖3。  

首先對(duì)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(hào)，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。

具體通信過(guò)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(hào)通過(guò)FS腳與C30達(dá)到同步，F(xiàn)SD為同步延時(shí)信號(hào)，主要用來(lái)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(hào)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(hào)均由AD50C產(chǎn)生，主時(shí)鐘(MCLK)信號(hào)由晶振提供，F(xiàn)C、XF端作為二次通訊請(qǐng)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(qǐng)求?！　?

程序的流程圖見(jiàn)圖4。  

4結(jié)束語(yǔ)　

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(guò)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) 

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［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.