作為一個(gè)電子硬件工程師，怎么不能懂DSP，或者我們中有一些同學(xué)對(duì)DSP的理解還不是很多，今天就讓我們給大家介紹一個(gè)DSP的入門(mén)芯片，來(lái)自TI的TMS320F28335。相信看過(guò)了這一系列的內(nèi)容，大家會(huì)對(duì)DSP有初步的了解。

　    TMS320F28335簡(jiǎn)介：

　　TMS320F28335采用176引腳LQFP四邊形封裝，其功能結(jié)構(gòu)參見(jiàn)參考文獻(xiàn)。其主要性能如下：

　　高性能的靜態(tài)CMOS技術(shù)，指令周期為6．67 ns，主頻達(dá)150 MHz；

　　高性能的32位CPU，單精度浮點(diǎn)運(yùn)算單元（FPU），采用哈佛流水線(xiàn)結(jié)構(gòu)，能夠快速執(zhí)行中斷響應(yīng)，并具有統(tǒng)一的內(nèi)存管理模式，可用C／C++語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的數(shù)學(xué)算法；

　　6通道的DMA控制器；

　　片上256 Kxl6的Flash存儲(chǔ)器，34 Kxl6的SARAM存儲(chǔ)器．1 Kx16 OTPROM和8 Kxl6的Boot ROM。其中Flash，OTPROM，16 Kxl6的SARAM均受密碼保護(hù)；

　　控制時(shí)鐘系統(tǒng)具有片上振蕩器，看門(mén)狗模塊，支持動(dòng)態(tài)PLL調(diào)節(jié)，內(nèi)部可編程鎖相環(huán)，通過(guò)軟件設(shè)置相應(yīng)寄存器的值改變CPU的輸入時(shí)鐘頻率；

　　8個(gè)外部中斷，相對(duì)TMS320F281X系列的DSP，無(wú)專(zhuān)門(mén)的中斷引腳。GPI00~GPI063連接到該中斷。GPI00一GPI031連接到XINTl，XINT2及XNMI外部中斷，GPl032~GPI063連接到XINT3一XINT7外部中斷；

　　支持58個(gè)外設(shè)中斷的外設(shè)中斷擴(kuò)展控制器（PIE），管理片上外設(shè)和外部引腳引起的中斷請(qǐng)求；

　　增強(qiáng)型的外設(shè)模塊：18個(gè)PWM輸出，包含6個(gè)高分辨率脈寬調(diào)制模塊（HRPWM）、6個(gè)事件捕獲輸入，2通道的正交調(diào)制模塊（QEP）；

　　3個(gè)32位的定時(shí)器，定時(shí)器0和定時(shí)器1用作一般的定時(shí)器，定時(shí)器0接到PIE模塊，定時(shí)器1接到中斷INTl3；定時(shí)器2用于DSP／BIOS的片上實(shí)時(shí)系統(tǒng)，連接到中斷INTl4，如果系統(tǒng)不使用DSP／BIOS，定時(shí)器2可用于一般定時(shí)器；

　　串行外設(shè)為2通道CAN模塊、3通道SCI模塊、2個(gè)McBSP（多通道緩沖串行接口）模塊、1個(gè)SPI模塊、1個(gè)I2C主從兼容的串行總線(xiàn)接口模塊；

　　12位的A／D轉(zhuǎn)換器具有16個(gè)轉(zhuǎn)換通道、2個(gè)采樣保持器、內(nèi)外部參考電壓，轉(zhuǎn)換速度為80 ns，同時(shí)支持多通道轉(zhuǎn)換；

　　88個(gè)可編程的復(fù)用GPIO引腳；

　　低功耗模式；

　　1．9 V內(nèi)核，3．3 V I／O供電；

　　符合IEEEll49．1標(biāo)準(zhǔn)的片內(nèi)掃描仿真接口（JTAG）；TMS320F28335的存儲(chǔ)器映射需注意以下幾點(diǎn)：

　　片上外設(shè)寄存器塊0~3只能用于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)，用戶(hù)不能在該存儲(chǔ)區(qū)內(nèi)寫(xiě)入程序。

　　OTP ROM區(qū)（0x38 0000~0x38 03FF）為只讀空間，存儲(chǔ)A/D轉(zhuǎn)換器的校準(zhǔn)程序，用戶(hù)不能對(duì)此空間寫(xiě)入程序。

　　即使不應(yīng)用eCAN模塊，也應(yīng)使能時(shí)鐘模塊，將為eCAN分配的RAM空間用作一般RAM。

　　如果設(shè)置安全代碼，存儲(chǔ)器區(qū)域Ox33FF80~0x33FFF5需全部寫(xiě)入數(shù)據(jù)0x0000，而不能用于存儲(chǔ)程序或數(shù)據(jù)。反之，0x33FF80~Ox33FEF可以存儲(chǔ)數(shù)據(jù)或程序，其中0x33FFF0~Ox33FFF5只能存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。

　　仿真工具和開(kāi)發(fā)環(huán)境：

　　TMS320F28335開(kāi)發(fā)工具有：標(biāo)準(zhǔn)的優(yōu)化C／C++編譯／匯編／連接器，CCS集成開(kāi)發(fā)環(huán)境，評(píng)估板和XDS510仿真器。其中CCS是一個(gè)界面友好，功能完善的集成的開(kāi)發(fā)平臺(tái)，具有編輯、匯編、編譯、軟硬件仿真調(diào)試功能。

　　TMS320F28335 的ADC：

　　TMS320F28335上有16通道、12位的模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC。他可以被配置為兩個(gè)獨(dú)立的8通道輸入模式，也可以通過(guò)配置AdcRegs.ADCTRL1.bit.SEQ_CASC=1，將其設(shè)置為一個(gè)16通道的級(jí)聯(lián)輸入模式。輸入的方式可以通過(guò)配置 AdcRegs.ADCTRL1.bit.ACQ_PS=1，將其設(shè)置為順序采集。即從低通道開(kāi)始到高通道結(jié)束。 值得注意的是片上ADC的輸入電壓范圍為0--3V，一旦超過(guò)3V，片上的ADC模塊將會(huì)被燒掉。TI上的DATASHEET介紹其ADC的精度可達(dá)到12位，實(shí)際上達(dá)到不了。經(jīng)測(cè)試，我們估計(jì)最好的時(shí)候可以達(dá)到11位就不錯(cuò)了。下面我們來(lái)簡(jiǎn)單介紹一下ADC模塊的原理。其數(shù)字值由下面公司來(lái)計(jì)算，其中公式中的3為片內(nèi)參考電壓Digital Value=4096*（Input Analog Voltage-ADCLO）/3 ；（when 0 V 《 input 《 3 V）。ADC可以分為SEQ1和SEQ2兩個(gè)模塊，其中SEQ1包括ADCIN00--ADCIN07；SEQ2包括ADCIN08--ADCIN15。SEQ1模塊可以通過(guò)軟件、PWM、外部中斷引腳來(lái)啟動(dòng)，而SEQ2不可以通過(guò)外部中斷引腳來(lái)啟動(dòng)。另外就是ADC可以與DMA進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。
 

TMS320F28335 的時(shí)鐘介紹：

　　TMS320F28335上有一個(gè)基于PLL電路的片上時(shí)鐘模塊，為CPU及外設(shè)提供時(shí)鐘有兩種方式：一種是用外部的時(shí)鐘源，將其連接到X1引腳上或者XCLKIN引腳上，X2接地；另一種是使用振蕩器產(chǎn)生時(shí)鐘，用30MHz的晶體和兩個(gè)20PF的電容組成的電路分別連接到X1和X2引腳上，XCLKIN引腳接地。我們常用第二種來(lái)產(chǎn)生時(shí)鐘。此時(shí)鐘將通過(guò)一個(gè)內(nèi)部PLL鎖相環(huán)電路，進(jìn)行倍頻。由于F28335的最大工作頻率是150M，所以倍頻值最大是5。其中倍頻值由PLLCR的低四位和PLLSTS的第7、8位來(lái)決定。其詳細(xì)的倍頻值可以參照TMS320F28335的Datasheet。下面是F28335的時(shí)鐘設(shè)置：

　　void InitPll（Uint16 val， Uint16 divsel）

　　{

　　// Make sure the PLL is not running in limp mode

　　if （SysCtrlRegs.PLLSTS.bit.MCLKSTS ！= 0）

　　{

　　// Missing external clock has been detected

　　// Replace this line with a call to an appropriate

　　// SystemShutdown（）; function.

　　asm（“ ESTOP0”）;

　　}

　　// DIVSEL MUST be 0 before PLLCR can be changed from

　　// 0x0000. It is set to 0 by an external reset XRSn

　　// This puts us in 1/4

　　if （SysCtrlRegs.PLLSTS.bit.DIVSEL ！= 0）

　　{

　　EALLOW;

　　SysCtrlRegs.PLLSTS.bit.DIVSEL = 0;

　　EDIS;

　　}

　　// Change the PLLCR

　　if （SysCtrlRegs.PLLCR.bit.DIV ！= val）

　　{

　　EALLOW;

　　// Before setting PLLCR turn off missing clock detect logic

　　SysCtrlRegs.PLLSTS.bit.MCLKOFF = 1;

　　SysCtrlRegs.PLLCR.bit.DIV = val;

　　EDIS;

　　// Optional： Wait for PLL to lock.

　　// During this time the CPU will switch to OSCCLK/2 until

　　// the PLL is stable. Once the PLL is stable the CPU will

　　// switch to the new PLL value.

　　//

　　// This time-to-lock is monitored by a PLL lock counter.

　　//

　　// Code is not required to sit and wait for the PLL to lock.

　　// However， if the code does anything that is timing critical，

　　// and requires the correct clock be locked， then it is best to

　　// wait until this switching has completed.

　　// Wait for the PLL lock bit to be set.

　　// The watchdog should be disabled before this loop， or fed within

　　// the loop via ServiceDog（）。

　　// Uncomment to disable the watchdog

　　DisableDog（）;

　　while（SysCtrlRegs.PLLSTS.bit.PLLLOCKS ！= 1）

　　{

　　// Uncomment to service the watchdog

　　// ServiceDog（）;

　　}

　　EALLOW;

　　SysCtrlRegs.PLLSTS.bit.MCLKOFF = 0;

　　EDIS;

　　}

　　// If switching to 1/2[!--empirenews.page--]

　　if（（divsel == 1）||（divsel == 2））

　　{

　　EALLOW;

　　SysCtrlRegs.PLLSTS.bit.DIVSEL = divsel;

　　EDIS;

　　}

　　// If switching to 1/1

　　// * First go to 1/2 and let the power settle

　　// The time required will depend on the system， this is only an example

　　// * Then switch to 1/1

　　if（divsel == 3）

　　{

　　EALLOW;

　　SysCtrlRegs.PLLSTS.bit.DIVSEL = 2;

　　DELAY_US（50L）;

　　SysCtrlRegs.PLLSTS.bit.DIVSEL = 3;

　　EDIS;

　　}

　　}
 

TMS320F28335 的外部中斷總結(jié)：

　　在這里我們要十分清楚DSP的中斷系統(tǒng)。C28XX一共有16個(gè)中斷源，其中有2個(gè)不可屏蔽的中斷RESET和NMI、定時(shí)器1和定時(shí)器2分別使用中斷13和14。這樣還有12個(gè)中斷都直接連接到外設(shè)中斷擴(kuò)展模塊PIE上。說(shuō)的簡(jiǎn)單一點(diǎn)就是PIE通過(guò)12根線(xiàn)與28335核的12個(gè)中斷線(xiàn)相連。而PIE的另外一側(cè)有12*8根線(xiàn)分別連接到外設(shè)，如AD、SPI、EXINT等等。這樣PIE共管理12*8=96個(gè)外部中斷。這12組大中斷由28335核的中斷寄存器IER來(lái)控制，即IER確定每個(gè)中斷到底屬于哪一組大中斷（如IER |= M_INT12;說(shuō)明我們要用第12組的中斷，但是第12組里面的什么中斷CPU并不知道需要再由PIEIER確定 ）。接下來(lái)再由PIE模塊中的寄存器PIEIER中的低8確定該中斷是這一組的第幾個(gè)中斷，這些配置都要告訴CPU（我們不難想象到PIEIER共有12總即從PIEIER1-PIEIER12）。另外，PIE模塊還有中斷標(biāo)志寄存器PIEIFR，同樣它的低8位是來(lái)自外部中斷的8個(gè)標(biāo)志位，同樣CPU的IFR寄存器是中斷組的標(biāo)志寄存器。由此看來(lái)，CPU的所有中斷寄存器控制12組的中斷，PIE的所有中斷寄存器控制每組內(nèi)8個(gè)的中斷。除此之外，我們用到哪一個(gè)外部中斷，相應(yīng)的還有外部中斷的寄存器，需要注意的就是外部中斷的標(biāo)志要自己通過(guò)軟件來(lái)清零。而PIE和CPU的中斷標(biāo)志寄存器由硬件來(lái)清零。

　　EALLOW; // This is needed to write to EALLOW protected registers

　　PieVectTable.XINT2 = &ISRExint; //告訴中斷入口地址

　　EDIS; // This is needed to disable write to EALLOW protected registers

　　PieCtrlRegs.PIECTRL.bit.ENPIE = 1; // Enable the PIE block使能PIE

　　PieCtrlRegs.PIEIER1.bit.INTx5= 1; //使能第一組中的中斷5

　　IER |= M_INT1; // Enable CPU 第一組中斷

　　EINT; // Enable Global interrupt INTM

　　ERTM; // Enable Global realtime interrupt DBGM

　　也就是說(shuō)，12組中的每個(gè)中斷都要完成上面的相同配置，剩下的才是去配置自己的中斷。如我們提到的EXINT，即外面來(lái)個(gè)低電平我們就進(jìn)入

　　中斷，完成我們的程序。在這里要介紹一下，DSP的GPIO口都可以配置為外部中斷口，其配置方法如下：

　　GpioCtrlRegs.GPBMUX2.bit.GPIO54 = 0; //選擇他們是GPIO口

　　GpioCtrlRegs.GPBMUX2.bit.GPIO55 = 0;

　　GpioCtrlRegs.GPBMUX2.bit.GPIO56 = 0;

　　GpioCtrlRegs.GPBMUX2.bit.GPIO57 = 0;

　　GpioCtrlRegs.GPBDIR.bit.GPIO54 = 0;//選擇他們都是輸入口

　　GpioCtrlRegs.GPBDIR.bit.GPIO55 = 0;

　　GpioCtrlRegs.GPBDIR.bit.GPIO56 = 0;

　　GpioCtrlRegs.GPBDIR.bit.GPIO57 = 0;

　　GpioCtrlRegs.GPBQSEL2.bit.GPIO54= 0;//GPIO時(shí)鐘和系統(tǒng)時(shí)鐘一樣且支持GPIO

　　GpioCtrlRegs.GPBQSEL2.bit.GPIO55= 0;

　　GpioCtrlRegs.GPBQSEL2.bit.GPIO56= 0;

　　GpioCtrlRegs.GPBQSEL2.bit.GPIO57= 0;

　　GpioIntRegs.GPIOXINT3SEL.bit.GPIOSEL = 54;//中斷3選擇GPIO

　　GpioIntRegs.GPIOXINT4SEL.bit.GPIOSEL = 55;

　　GpioIntRegs.GPIOXINT5SEL.bit.GPIOSEL = 56;

　　GpioIntRegs.GPIOXINT6SEL.bit.GPIOSEL = 57;

　　XIntruptRegs.XINT3CR.bit.POLARITY= 0;//觸發(fā)模式為下降沿觸發(fā)

　　XIntruptRegs.XINT4CR.bit.POLARITY= 0;

　　XIntruptRegs.XINT5CR.bit.POLARITY= 0;

　　XIntruptRegs.XINT6CR.bit.POLARITY= 0;

　　XIntruptRegs.XINT3CR.bit.ENABLE = 1;//使能中斷

　　XIntruptRegs.XINT4CR.bit.ENABLE = 1;

　　XIntruptRegs.XINT5CR.bit.ENABLE = 1;

　　XIntruptRegs.XINT6CR.bit.ENABLE = 1;

　　注意一點(diǎn)就是外部中斷1和2只能對(duì)GPIO0—GPIO31配置；外部中斷3和4、5、6、7只對(duì)GPIO32—GPIO63配置。
 

基于TMS320F28335信號(hào)處理板的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

　　硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　1．1 方案概述

　　該系統(tǒng)主要功能是DSC通過(guò)ADC采樣芯片對(duì)12路模擬信號(hào)進(jìn)行同時(shí)采樣。在DSC中進(jìn)行數(shù)據(jù)處理后通過(guò)異步串行收發(fā)器上傳到上位機(jī)。同時(shí)，上位機(jī)也可以通過(guò)異步收發(fā)器向DSC發(fā)送預(yù)先制定的命令，來(lái)控制信號(hào)處理板的工作模式和狀態(tài)。

　　按照功能要求，整個(gè)硬件電路可分為3部分：電源模塊、數(shù)字部分和模擬部分。其功能結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。

　　

　　1．2 電源模塊設(shè)計(jì)

　　整個(gè)處理板的外部輸入電壓為5 V和±12 V，分別通過(guò)對(duì)應(yīng)的電壓轉(zhuǎn)換芯片為模擬和數(shù)字部分提供不同的電壓幅值。對(duì)于數(shù)字部分，電源模塊需要為DSC提供1．9 V的核電壓，同時(shí)為DSC的外圍和其他芯片提供3．3 V的外圍電壓。本系統(tǒng)選用LT1963AES8集成芯片提供1．9 V，LT1963AEST-3．3集成芯片提供3．3 V。對(duì)于模擬部分，系統(tǒng)要求輸入ADC的信號(hào)幅值范圍在±12V內(nèi)，所以系統(tǒng)分別選用LT1086IT-12和LT11 75IT把輸入的±15V電壓轉(zhuǎn)換成±12V。

　　1．3 數(shù)字電路設(shè)計(jì)

　　數(shù)字部分電路主要是以DSC為中心的應(yīng)用電路。該部分主要是對(duì)ADC傳送的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、存儲(chǔ)，同時(shí)完成DSC同上位機(jī)的通信和數(shù)據(jù)傳輸。由圖1可以看到，它包含以下幾個(gè)部分。外圍SRAM擴(kuò)展，EEPROM擴(kuò)展電路，SCI上位機(jī)通信接口電路。

　　1．3．1 外圍SRAM擴(kuò)展

　　考慮到TMS320F28335片內(nèi)的RAM資源有限，加上程序空間和數(shù)據(jù)空間RAM僅為34 kB，16位數(shù)據(jù)寬度，從而需要對(duì)片內(nèi)的RAM進(jìn)行擴(kuò)展，來(lái)滿(mǎn)足較大量程序的運(yùn)行。本系統(tǒng)選用Cypress公司的CY7C1011CV33-12ZSXE集成芯片，利用TMS320F28335提供的XINTF接口完成片外RAM的擴(kuò)展。[!--empirenews.page--]

　　XINTF是TMS320F28335所提供的一個(gè)非復(fù)用異步總線(xiàn)，用來(lái)完成外部異步器件的擴(kuò)展。XINTF可以映射外設(shè)到3個(gè)固定的內(nèi)存映射區(qū)域，當(dāng)外部資源掛接到某個(gè)區(qū)域時(shí)，則需要通過(guò)XINTF的一個(gè)片選信號(hào)來(lái)進(jìn)行外部資源的選定。

　　CY7C1011CV33-12ZSXE是一個(gè)CMOS的靜態(tài)RAM存儲(chǔ)器，其容量大小為64 kB，16位數(shù)據(jù)寬度。圖2是外圍SRAM擴(kuò)展電路連接圖。

　　

　　如圖2所示，本系統(tǒng)選用ZONE7區(qū)域作為RAM的外圍擴(kuò)展。DSC通過(guò)其XZCS7管腳向片外SRAM發(fā)送片選信號(hào)。WE信號(hào)用來(lái)控制DSC對(duì)片外SRAM的讀寫(xiě)，當(dāng)DSC的XWEo管腳為低電平，則DSC對(duì)片外RAM進(jìn)行讀寫(xiě)操作；XWEo為高電平，同時(shí)DSC的XRD管腳為低電平，則為讀操作。

　　1．3．2 EEPROM擴(kuò)展

　　考慮到系統(tǒng)在加電后，需要對(duì)一些設(shè)備的狀態(tài)進(jìn)行一些初始化，而這些初始化的數(shù)據(jù)在設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)又需要不斷改變。因此，在設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，實(shí)時(shí)將數(shù)據(jù)加以保存，以至于設(shè)備斷電后數(shù)據(jù)依舊存在。本系統(tǒng)利用TMS320F28335的SPI接口外擴(kuò)了一個(gè)EEPROM保存設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)實(shí)時(shí)獲取的初始化數(shù)據(jù)。本系統(tǒng)選用Atmel公司的AT25160集成芯片。該芯片的容量為2 kB，其寬度為8位數(shù)據(jù)寬度。模塊電路如圖3所示。

　　

　　如圖3所示，DSC通過(guò)SPISTEA管腳發(fā)送片選信號(hào)選中EEPROM，通過(guò)SPICLKA管腳發(fā)送SPI傳輸時(shí)鐘，而數(shù)據(jù)的寫(xiě)入和讀出則分別通過(guò)SPIS-IMOA和SPISOMIA管腳完成。EEPROM中的HOLD管腳用來(lái)暫停與主設(shè)備間串行數(shù)據(jù)傳輸，WP管腳則用來(lái)進(jìn)行對(duì)EEPROM的寫(xiě)保護(hù)，如果其為低電平，則主機(jī)無(wú)法向其寫(xiě)人數(shù)據(jù)。系統(tǒng)對(duì)兩管腳輸入高電平，保證EEPROM在讀寫(xiě)操作過(guò)程中一直可以進(jìn)行而不被中斷。

　　1．3．3 SCI上位機(jī)通信接口

　　為了實(shí)現(xiàn)上位機(jī)同DSC異步的通信和數(shù)據(jù)傳輸，本系統(tǒng)利用TMS320F28335所提供的SCI接口來(lái)完成所需要求。SCI是一個(gè)2線(xiàn)的異步串行端口，即常說(shuō)的UART。其數(shù)據(jù)的收發(fā)支持全雙工通信，內(nèi)部收發(fā)均有一個(gè)16級(jí)的FIFO來(lái)緩存數(shù)據(jù)。為了保證數(shù)據(jù)可靠，SCI提供奇偶校驗(yàn)，數(shù)據(jù)溢出檢測(cè)等操作。SCI接口輸出信號(hào)的電平是LV—TTL電氣標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)RS232收發(fā)轉(zhuǎn)換器加以驅(qū)動(dòng)，獲得RS232電氣標(biāo)準(zhǔn)的信號(hào)，以便上位機(jī)接收。
 

　1．4 模擬電路設(shè)計(jì)

　　模擬部分電路主要是以ADC為中心的應(yīng)用電路。其主要實(shí)現(xiàn)模擬信號(hào)的處理，采集等工作。其中核心部分為AD轉(zhuǎn)換。

　　AD轉(zhuǎn)換部分，主要是通過(guò)數(shù)字采樣來(lái)完成模擬信號(hào)到數(shù)字信號(hào)的轉(zhuǎn)變。本系統(tǒng)選用的ADC芯片是美國(guó)模擬電氣公司的AD7656。模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片AD7656是高集成度、6通道6 bit逐次逼近（SAR）型ADC，內(nèi)含1個(gè)2．5 V基準(zhǔn)電壓和基準(zhǔn)緩沖器。該器件的功耗比最接近的同類(lèi)雙極性ADC降低了60％。AD7656在每通道250kb·s-1采樣速率下的精度是同類(lèi)產(chǎn)品的兩倍。可以由引腳和軟件選擇模擬電壓范圍：10 V或5 V；模擬電源電壓范圍為4．75～5．25 V，因而大范圍的工作電壓使其無(wú)需電平轉(zhuǎn)換等其他措施便可以直接與DSC相連；提供有并行和串行接口。可以工作在-40～85℃。標(biāo)準(zhǔn)模式5 V供電，250 kb·s-1時(shí)的功耗為140 mW，待機(jī)時(shí)僅為100μW?；趇COMS技術(shù)制造的AD7656可以滿(mǎn)足工業(yè)領(lǐng)域?qū)Ψ直媛省⒍嗤ǖ?、轉(zhuǎn)換速率和功耗等方面的較高要求。

　　AD7656支持和DSC的并口、串口數(shù)據(jù)傳輸，通過(guò)SER／PAR SEL管腳的高低電平的選擇，來(lái)控制采樣后數(shù)字信號(hào)的傳輸方式。當(dāng)其為高電平，則使用串行傳輸方式，反之則使用并行傳輸方式。本系統(tǒng)選用并行傳輸方式。在具體的轉(zhuǎn)換過(guò)程中，每片AD7656內(nèi)部的6條采樣通路可以分為A、B、C共3組，其中每組通路包含2路通路。3組通路可以同時(shí)采樣，也可以單獨(dú)采樣，而每組內(nèi)的兩條通路同時(shí)采樣。管腳CONVSTA，CONVSTB，CONVSTC分別用來(lái)對(duì)A、B、C采樣通路進(jìn)行控制。當(dāng)一個(gè)上升沿電平到達(dá)任一管腳，則該管腳對(duì)應(yīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換的2路通路被啟動(dòng)，開(kāi)始完成模數(shù)轉(zhuǎn)換。當(dāng)把三管腳連接，3組采樣通路，即所有的6條采樣通路同時(shí)采樣。系統(tǒng)選用3組通路同時(shí)采樣。

　　當(dāng)DSC連接有多片ADC時(shí)，則需要通過(guò)CS片選管腳來(lái)進(jìn)行ADC的選擇。當(dāng)采樣開(kāi)始，BUSY管腳將從低電平變?yōu)楦唠娖?，在整個(gè)采樣的過(guò)程中，BUSY一直保持高電平，當(dāng)采樣結(jié)束，BUSY則從高電平變?yōu)榈碗娖?，此時(shí)DSC就可以開(kāi)始讀取數(shù)據(jù)。本系統(tǒng)則利用該管腳作為DSC外部中斷源的輸入管腳。當(dāng)BUSY上電平由高變低，則通知DSC產(chǎn)生中斷，來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)的讀取。

　　本系統(tǒng)選用2片AD7656完成12路數(shù)據(jù)采樣，通過(guò)DSC的XINTF ZONE6把ADC設(shè)備映射到DSC上，進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。通過(guò)地址譯碼和邏輯控制實(shí)現(xiàn)2片ADC同DSC的連接。具體結(jié)構(gòu)如圖4所示。

　　

　　圖4中左下角為邏輯部分，通過(guò)DSC的地址線(xiàn)BA17和BA18完成對(duì)ADC的選擇?？梢缘玫紸DC0和ADC1在DSC中的地址映射為0x180000和0x1400 00。而外部輸入40 kHz的時(shí)鐘，作為ADC的采樣頻率。兩個(gè)ADC對(duì)應(yīng)DSC的同一個(gè)中斷，當(dāng)任意一片ADC采樣完畢，都會(huì)引起DSC的中斷，從而進(jìn)行采樣數(shù)據(jù)的讀取。

　　2.系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

　　如前所述，整個(gè)信號(hào)處理板一共有12路模擬信號(hào)通路，通過(guò)傳感器接收到12路模擬信號(hào)。2片AD7656把12路模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)傳送給TMS320F28335，在TMS320F28335中對(duì)這些采集到的數(shù)據(jù)做相應(yīng)處理后通過(guò)SCI傳送給上位機(jī)。同時(shí)對(duì)有必要保存的數(shù)據(jù)通過(guò)SPI接口保存到EEPROM中。整個(gè)采集、通信過(guò)程由上位機(jī)發(fā)送相關(guān)的命令來(lái)加以控制。程序的流程如圖5所示。

　　

　　在主函數(shù)中，程序首先完成相應(yīng)模塊的初始化，設(shè)定好CPU運(yùn)行的時(shí)鐘，選定好各個(gè)模塊的工作模式，然后讀取EEPROM中的設(shè)備初始化數(shù)據(jù)，后進(jìn)行入等待狀態(tài)。此時(shí)CPU等待ADC采樣的數(shù)據(jù)，當(dāng)ADC采樣過(guò)程結(jié)束，則進(jìn)入ADC中斷響應(yīng)函數(shù)，在此函數(shù)中，主要完成數(shù)據(jù)的讀取，對(duì)于小信號(hào)，通過(guò)程控放大器放大其幅值，然后存儲(chǔ)到自定義的緩存區(qū)中。兩個(gè)串口工作方式均由上位機(jī)發(fā)送命令，從而觸發(fā)SCI的串口收中斷服務(wù)函數(shù)。然后在中斷服務(wù)函數(shù)中完成對(duì)應(yīng)命令要求。系統(tǒng)選用串口1完成采集數(shù)據(jù)向上位機(jī)的傳輸，串口0完成向EEPROM發(fā)送需保存的數(shù)據(jù)和一些相關(guān)操作。而SCI0和SCI1分別對(duì)應(yīng)DSC外設(shè)中斷的INT9．1和INT9．3，外部中斷XINT1對(duì)應(yīng)INT1．4。程序設(shè)置兩個(gè)串口的傳輸速率均為38．4 kb·s-1。

　　在設(shè)備工作時(shí)，由于SCI1的中斷源是上位機(jī)的命令發(fā)送，系統(tǒng)規(guī)定上位機(jī)每20ms發(fā)送一個(gè)數(shù)據(jù)接受命令，因此SCI1的中斷響應(yīng)周期為td= 20 ms。而由于采樣率為40 kHz，因此ADC的中斷服務(wù)函數(shù)響應(yīng)周期為0．025 ms。系統(tǒng)規(guī)定采集一組數(shù)據(jù)的個(gè)數(shù)為50，那么采集一組數(shù)據(jù)的時(shí)間即為tc=1．25 ms，所以在一次SCI1中斷過(guò)程中，ADC會(huì)采集16組數(shù)據(jù)?？紤]到串口傳輸?shù)牟ㄌ芈蕿?8．4kb·s-1，因此傳送一個(gè)16位的數(shù)據(jù)時(shí)間為tt=0．417 ms。而一組數(shù)據(jù)采集時(shí)間加上串口數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r(shí)間為tc+tt=1．667 ms《　　4 結(jié)束語(yǔ)

　　所設(shè)計(jì)的信號(hào)處理板以TMS320F28335為核心處理器，利用AD7656完成模擬信號(hào)采樣的功能硬件平臺(tái)。TMS320F28335片內(nèi)集成了豐富的外圍資源，通過(guò)驅(qū)動(dòng)軟件的配置和硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，可以方便、高效地完成大量數(shù)字信號(hào)的處理和運(yùn)算。AD7656的6路模擬信號(hào)采集和16位高精度的模擬信號(hào)采樣，較好地完成了模擬信號(hào)的數(shù)字化轉(zhuǎn)換，減少了模擬信號(hào)采樣的失真。實(shí)驗(yàn)證明，信號(hào)處理板所采集到的數(shù)字信號(hào)的誤差值約為1．37 mV，可達(dá)14位的采樣精度。