與MSP430 USI端口配合使用ADS8361

引言

ADS8361 是一款采樣速率為 500kSPS 的 16 位雙路模數(shù)轉(zhuǎn)換器 (ADC)，該轉(zhuǎn)換器具有 4 個(gè)全差分輸入通道，兩兩一對(duì)，以實(shí)現(xiàn)同步高速信號(hào)采集。采樣保持放大器的輸入端是全差分的，此外， ADC 的輸入端也保持為全差分。這使該 ADC 具有卓越的共模抑制能力：在 50kHz 時(shí)為 80dB，這在高噪聲環(huán)境下非常重要。

新型 MSP430F2013 等 MSP430 器件具有通用串行接口(USI)，因而可用于非常簡(jiǎn)單直接的接口，該接口不需要“粘接邏輯”且需要的軟件開銷也很少。有的應(yīng)用要求對(duì)同步數(shù)據(jù)采集的通道實(shí)現(xiàn)精確定時(shí)，這時(shí)我們就能用這種接口來(lái)獲取所需的系統(tǒng)結(jié)果。

硬件

ADS8361EVM
ADS8361 是德州儀器 (TI) 推出的串行 ADC 電機(jī)控制產(chǎn)品系列產(chǎn)品。EVM 提供了相關(guān)平臺(tái)，以演示配合不同 TI DSP 與微控制器時(shí)ADS8361 ADC 的功能，并針對(duì)定制的最終用戶應(yīng)用提供了方便地存取所有模擬與數(shù)字信號(hào)的功能。

圖1 硬件接口結(jié)構(gòu)圖

eZ430-F2013 開發(fā)工具
eZ430-F2013 是完整的 MSP430 開發(fā)工具，包括評(píng)估 MSP430F2013 所需的全部軟硬件。我們用可便利的 USB 存儲(chǔ)棒提供該硬件。eZ430-F2013 采用 IAR 嵌入式工作臺(tái)集成開發(fā)環(huán)境 (IDE)，以提供完整的仿真功能，該器件提供獨(dú)立系統(tǒng)設(shè)計(jì)與可拆卸目標(biāo)板兩種選項(xiàng)，以便于集成至現(xiàn)有設(shè)計(jì)中。更多詳情，敬請(qǐng)?jiān)L問(wèn)：www.ti.com/ez430。

硬件接口

連接 eZ430-F2013 與 ADS8361EVM 的最低要求是采用簡(jiǎn)單的三線接口（見表 1）。硬件連接如圖 1 所示。ADS8361 的 CLOCK、(RD + CONVST) 與 Serial Data A 引腳分別連接至 USI 端口的 SCLK、MOSI 與 MISO 引腳。chip select (CS) 引腳接地，因?yàn)槎丝谏现环胖靡粋€(gè) ADC。如果總線上掛接多個(gè)器件，那么芯片選擇引腳應(yīng)由 MSP430 器件上可用的 GPIO 控制。

軟件接口

MSP430 的所有軟件都采用 IAR 嵌入式工作臺(tái) (Kickstart 版本) 編寫編譯。該軟件是 IDE 的免費(fèi)版，并可在 www.ti.com/ez430 網(wǎng)站的工具支持 (TOOL SUPPORT) 部分下載。您也可請(qǐng)求獲得示例中使用的代碼。

USI 設(shè)置

USI 模塊提供支持同步串行通信方案的基本功能。USI 具有內(nèi)置硬件功能，從而簡(jiǎn)化了 SPI 通信的實(shí)施。此外，USI 模塊還具有中斷功能，能進(jìn)一步降低軟件的開銷。

圖2 完整的單通道轉(zhuǎn)換周期

USI 控制寄存器 0 和 1（USICTL0 和 USICTL1）設(shè)置串行接口的基本操作。通過(guò)在 USICTL0 中設(shè)置 3, 5, 6 和 7 位，可在 SPI 主模式下配置端口。此外，還可在 USICTL1 中設(shè)置 USI 計(jì)數(shù)器中斷，從而以最小的軟件開銷有效地實(shí)現(xiàn) SPI 通信。

串行時(shí)鐘的極性、信號(hào)源及速度都可通過(guò)設(shè)置 USI 時(shí)鐘控制寄存器 (USICKCTL) 得到控制。就本文而言，時(shí)鐘極性設(shè)為零（保持為低），時(shí)鐘源為 SMCLK，分頻系數(shù)為一。

位時(shí)鐘和移位寄存器配置在 USI 端口中實(shí)現(xiàn)控制，由 USI 位計(jì)數(shù)寄存器 (USICNT) 的位設(shè)置決定。USICNT 寄存器有 5 位，每次可提供多達(dá) 32 個(gè) SCLK 周期。如果 USICNT 設(shè)為 0