并行模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADS8364與TMS320F2812的接口設(shè)計(jì)

0 引言

ADS8364是美國德州儀器公司(TI)的一款六通道、16位并行輸出、同步采樣的模數(shù)轉(zhuǎn)換器。該芯片提供了一個(gè)靈活的高速并行接口，可以直接與數(shù)字信號(hào)處理器TMS320F2812相連。本文主要介紹了這個(gè)接口的軟、硬件設(shè)計(jì)，著重論述了這兩款芯片是如何配置啟動(dòng)和工作的。本設(shè)計(jì)廣泛應(yīng)用于電機(jī)控制、多軸定位系統(tǒng)、三相功率轉(zhuǎn)換、多通道數(shù)據(jù)采集等場合。

1 芯片簡介

ADS8364是一款六路模擬輸入、16位并行輸出的模數(shù)轉(zhuǎn)換器。六路模擬輸入分為三組(A,B 和C) ,每個(gè)輸入端都有一個(gè)保持信號(hào)來實(shí)現(xiàn)所有通道的同時(shí)采樣與轉(zhuǎn)換功能，非常適合于多路(多種)采集系統(tǒng)的需要。ADS8364提供了一個(gè)靈活的高速并行接口，可以運(yùn)行在直接尋址、循環(huán)采樣、FIFO等三種模式，每個(gè)通道的輸出數(shù)據(jù)都可直接作為一個(gè)16bit的字。

TMS320F2812是TI公司生產(chǎn)的一款DSP芯片，TMS320F28X系列是當(dāng)今世界上最先進(jìn)的32位定點(diǎn)DSP芯片。它不但運(yùn)行速度高，處理功能強(qiáng)大，并且具有豐富的片內(nèi)外圍設(shè)備，便于接口和模塊化設(shè)計(jì)。它既具有數(shù)字信號(hào)處理能力，又具有強(qiáng)大的事件管理能力和嵌入式控制功能，特別適用于有大批量數(shù)據(jù)處理的測控場合，如工業(yè)自動(dòng)化控制、智能化儀器儀表及電機(jī)伺服控制系統(tǒng)等。

2 ADS8364的工作原理

ADS8364的最大工作頻率可達(dá)5MHz，采樣/轉(zhuǎn)換可在20個(gè)轉(zhuǎn)換時(shí)鐘周期內(nèi)完成。ADS8364的六個(gè)通道可以同時(shí)進(jìn)行采樣/轉(zhuǎn)換。吞吐率最大可達(dá)250ksps。ADS8364采用＋5V工作電壓，并帶有80DB共模抑制的全差分輸入通道以及六個(gè)4μs連續(xù)近似的模數(shù)轉(zhuǎn)換器、六個(gè)差分采樣放大器。另外，在REFIN和REFOUT引腳內(nèi)部還帶有＋2.5V參考電壓。ADS8364的差分輸入可在－VREF到＋VREF之間變化。三個(gè)保持信號(hào)（HOLDA、HOLDB、HOLDC）可以啟動(dòng)指定通道的轉(zhuǎn)換。當(dāng)三個(gè)保持信號(hào)同時(shí)被選通時(shí)，其轉(zhuǎn)換結(jié)果將保存在六個(gè)寄存器中。對(duì)于每一個(gè)讀操作，ADS8364均輸出十六位數(shù)據(jù)，地址／模式信號(hào)（A0，A1，A2）可以選擇如何從ADS8364讀取數(shù)據(jù)，也可以選擇單通道、單周期或FIFO模式。在ADS8364的HOLDX保持至少20ns的低電平時(shí)，轉(zhuǎn)換開始。這個(gè)低電平可使各個(gè)通道的采樣保持放大器同時(shí)處于保持狀態(tài)從而使每個(gè)通道同時(shí)開始轉(zhuǎn)換。當(dāng)轉(zhuǎn)換結(jié)果被存入輸出寄存器后，引腳EOC的輸出將保持半個(gè)時(shí)鐘周期的低電平。另外，通過置RD和CS為低電平可使數(shù)據(jù)讀出到并行輸出總線。

ADS8364工作時(shí)序圖

3 ADS8364與TMS320F2812的接口電路

電路部分主要分為DSP芯片的最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)和ADS8364的接口設(shè)計(jì)。分別給予介紹。

3.1 TMS320F2812的最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)：

（1）電源和復(fù)位部分：本設(shè)計(jì)采用外部5V直流電壓供電。通過DC/DC器件產(chǎn)生3.3V的內(nèi)核電壓VDD和1.8V的I/O電壓VDDIO電壓。電源芯片TPS767D318為雙電源輸出，一路為3.3V、一路為1.8V。每路電源的最大輸出電流為1A。芯片還提供兩個(gè)寬度為200ms的低電平復(fù)位脈沖。本設(shè)計(jì)的復(fù)位信號(hào)分兩種：上電復(fù)位、手動(dòng)復(fù)位。上電復(fù)位由芯片TPS767D318產(chǎn)生，手動(dòng)復(fù)位由電阻電容組成的電路產(chǎn)生。