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1 AD73322AR的性能特點(diǎn)
AD73322AR是AD公司的一款具有雙ADC和雙DAC的轉(zhuǎn)換芯片。其輸入／輸出采樣率以及通道增益可編程控制，最高采樣速率可達(dá)64 kHz，而且功耗低，在工作電壓為3.3 V時(shí)，其典型功耗為73 mW。
AD73322有兩個(gè)16位的D／A通道和兩個(gè)16位的A／D通道，每個(gè)通道在語音信號頻帶內(nèi)都有77dB的信噪比，而且每個(gè)通道分別包含一個(gè)增益鏈路，通道的最高可編程增益分別為38 dB和21 dB。AD73322AR的每個(gè)ADC都包括一個(gè)模擬的sigma-delta模塊和一個(gè)數(shù)字抗混疊濾波器，其中Sigma-delta模塊可對信號噪聲成型并生成DMCLK／8的采樣位流。這個(gè)位流表示模擬輸入信號，可輸入到抗混疊濾波器中。數(shù)字抗混疊濾波器是一個(gè)梳狀低通濾波器，可濾除高頻成形噪聲。它也提供了一個(gè)可編程片上參考電壓，以允許單電源工作。
AD73322AR帶有一個(gè)串行口，允許單個(gè)或多個(gè)AD73322AR芯片與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的DSP接口。由于其串行口的傳輸速率可編程，因而可與快速或慢速DSP接口。
事實(shí)上，AD73322AR的采樣率也可編程控制，在主時(shí)鐘為16.384 MHz時(shí)，它可提供64 kHz、32 kHz、8 kHz的采樣率。它的時(shí)鐘分頻電路可將外部主時(shí)鐘(MCLK)分頻為內(nèi)部主時(shí)鐘(DM-CLK)，并由內(nèi)部控制寄存器CRB中的三位(CRB：6～4)控制，且具有MCLK／(1，2,3,4，5)等5種選擇。位同步時(shí)鐘SCLK則由內(nèi)部控制寄存器CRB中的兩位(CRB：3～2)控制，它有DMCLK／(1，2，4，8)等4種選擇；幀同步時(shí)鐘由內(nèi)部控制寄存器CRB中的兩位(CRB：1～0)來控制，有DM-CLK／(256，512，1024，2048)等4種選擇。AD73322共有8個(gè)內(nèi)部控制寄存器，其中CRA用于設(shè)置芯片的工作模式、芯片的級聯(lián)個(gè)數(shù)以及是否使用軟件復(fù)位；CRC可控制芯片內(nèi)部的ADC部分、DAC部分以及參考電壓部分電路是否上電，以根據(jù)系統(tǒng)整體需要來降低芯片功耗；CRD用來設(shè)置芯片內(nèi)部輸入輸出放大器的增益，CRE用來控制D／A轉(zhuǎn)換通道的群延遲；CRF則可控制模擬通道的可編程增益；CRG、CRH用于控制數(shù)字可編程增益。
AD73322有五種工作模式：數(shù)據(jù)模式、程序模式、數(shù)據(jù)／程序混合模式、數(shù)據(jù)環(huán)路模式以及串口環(huán)路模式，其中前三種是工作模式，后兩種為調(diào)試模式。在程序模式，可以對芯片的控制寄存器組進(jìn)行配置，此時(shí)送給AD的16位數(shù)據(jù)被認(rèn)為是控制字；在數(shù)據(jù)模式，串行口輸入的是16位D／A轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)，輸出的是16位A／D轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)。要注意的是，一旦進(jìn)入數(shù)據(jù)模式，就不能再獲取控制信息，而會(huì)永遠(yuǎn)處于這一模式，除非重新啟動(dòng)或硬件復(fù)位。在混合模式，送給AD73322的16位碼字可能是D／A轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)，也可能是控制字，通常由此碼字的最高位MSB來標(biāo)識(shí)這個(gè)碼字是控制字還是轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)。在此模式下，系統(tǒng)可根據(jù)運(yùn)行狀況來改變AD73322的狀態(tài)，如模擬放大器和數(shù)字放大器的放大倍數(shù)等。
2 TMS320C5402的MCBSP串行接口
TMS320C5402是TI公司推出的一款定點(diǎn)數(shù)字信號處理器，它提供有兩個(gè)高速、全雙工、多通道緩沖串口(MCBSP)，可用來與系統(tǒng)中的其他器件、編碼解碼器、串行模／數(shù)(A／D)變換器以及其他串行器件接口。MCBSP串口是在標(biāo)準(zhǔn)同步串口基礎(chǔ)上的功能擴(kuò)展，它可提供強(qiáng)大的同步串口通信機(jī)制，并具有收發(fā)雙緩沖結(jié)構(gòu)，允許數(shù)據(jù)連續(xù)傳送。每個(gè)串口最多可支持128通道，串行字長度可選(包括8、12、16、20、24和32位)，同時(shí)支持μ-Law和A-Law數(shù)據(jù)壓縮擴(kuò)展，并可以選擇LSB或MSB為起始位，另外，使用外部時(shí)鐘還是內(nèi)部時(shí)鐘作為幀同步和數(shù)據(jù)時(shí)鐘也可編程，同時(shí)，由于內(nèi)部時(shí)鐘和幀同步脈沖的產(chǎn)生可編程，幀同步脈沖和時(shí)鐘信號的極性可編程，數(shù)據(jù)傳輸時(shí)幀同步后數(shù)據(jù)出現(xiàn)是否需要延遲以及延遲的時(shí)間長度可編程，因此，該方法具有極強(qiáng)的靈活性。
選用MCBSP口可通過6個(gè)引腳與其他外圍設(shè)備實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換。其中DX用于發(fā)送數(shù)據(jù)，DR用于接收數(shù)據(jù)，CLKR為接收時(shí)鐘信號，CLKX為發(fā)送時(shí)鐘信號，F(xiàn)SR為接收幀同步信號，F(xiàn)SX為發(fā)送幀同步信號。該串行口由16位數(shù)據(jù)接收寄存器(DRR)、數(shù)據(jù)發(fā)送寄存器(DXR)、接收移位寄存器(RSR)、發(fā)送移位寄存器(XSR)以及控制電路所組成。
每個(gè)MCBSP串行口均包括16個(gè)映射到DSP數(shù)據(jù)空間的寄存器，通過向這些寄存器寫入適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)，可以實(shí)現(xiàn)對MCBSP接口工作狀態(tài)的控制。MCBSP接口工作控制的主要內(nèi)容包括：時(shí)鐘的產(chǎn)生、幀同步信號的產(chǎn)生、每幀中包含數(shù)據(jù)路數(shù)的選擇、每幀中包含數(shù)據(jù)位數(shù)的選擇以及中斷和事件的觸發(fā)信號等。
在發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，應(yīng)先將要發(fā)送的數(shù)據(jù)寫到DXR。若XSR是空的，則將DXR中的數(shù)據(jù)復(fù)制到XSR，然后在FSX和CLKX的作用下，將XSR中的數(shù)據(jù)移到DX引腳輸出。一旦DXR中的數(shù)據(jù)賦值到XSR，就可以立即將另一個(gè)數(shù)據(jù)寫到DXR。當(dāng)DXR中的數(shù)據(jù)剛復(fù)制到XSR后，串行口控制寄存器中的發(fā)送準(zhǔn)備好位(XRDY)將立刻由0變?yōu)?，并隨即產(chǎn)生一個(gè)串行口發(fā)送中斷(XINT)信號，以通知CPU可以對DXR重新加載。
接收數(shù)據(jù)時(shí)，可將來自DR引腳的數(shù)據(jù)在FSR和CLKR的作用下移位至RSR，然后復(fù)制到DRR，以便CPU從DRR中讀出數(shù)據(jù)。一旦RSR中的數(shù)據(jù)復(fù)制到DRR，串行口控制寄存器中的接收數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好位(RRDY)將立即由0變1，隨后將產(chǎn)生一個(gè)串行口接收中斷(RINT)信號，以通知CPU可以從DRR中讀取數(shù)據(jù)。
發(fā)送和接收過程中所使用的FSR、CLKR、FSX、CLKX可以選擇由內(nèi)部時(shí)鐘分頻器產(chǎn)生，也可以由外部設(shè)備驅(qū)動(dòng)。
3接口設(shè)計(jì)
3.1硬件接口設(shè)計(jì)
AD73322與TMS320C5402連接時(shí)，SCLK、SDO、SDOFS、SDI和SDIFS應(yīng)分別與DSP的串行時(shí)鐘、接收數(shù)據(jù)、接收幀同步、發(fā)送數(shù)據(jù)和發(fā)送幀同步相連。SE引腳應(yīng)由一個(gè)并行輸出管腳或標(biāo)志輸出管腳來控制，這里選用DSP上電即為高電平的XF。RESET引腳必須與系統(tǒng)硬件復(fù)位結(jié)構(gòu)相連或由專門的控制線控制。如果將RESET引腳與系統(tǒng)硬件復(fù)位結(jié)構(gòu)相連，那么，AD73322應(yīng)工作在混合模式下，并應(yīng)允許軟件復(fù)位，否則將無法復(fù)位此芯片。本設(shè)計(jì)采取硬件復(fù)位方式，并使用DSP的XF位同時(shí)控制芯片復(fù)位和芯片工作。圖1所示是該系統(tǒng)的硬件接口電路。
3.2軟件接口設(shè)計(jì)
系統(tǒng)上電之后．首先應(yīng)對DSP的一些關(guān)鍵寄存器(PMST、BSCR等)進(jìn)行初始化，以便為中斷處理和SRAM的讀取做準(zhǔn)備工作，然后對MCBSP口進(jìn)行配置。本設(shè)計(jì)中的MCBSP口工作在從模式下，時(shí)鐘信號和幀同步信號都由AD73322提供，每幀包含1路數(shù)據(jù)，每幀中的數(shù)據(jù)位數(shù)為16位，發(fā)送和接收中斷分別由發(fā)送幀同步和接收幀同步觸發(fā)，幀同步上升沿有效，接收到幀同步信號以后．延遲一位數(shù)據(jù)并從下一時(shí)鐘信號的上升沿開始對數(shù)據(jù)進(jìn)行采樣。在完成對MCBSP口的初始化以后，應(yīng)再開啟串口中斷，然后向AD73322發(fā)送控制命令以完成對它的初始化。圖2所示為軟件接口流程圖。
來源：電子元器件應(yīng)用
