原標(biāo)題：AD7656與DSP的并行接口設(shè)計(jì)電路及程序分享

　　TMS320F2812概述

　　TI(德州儀器)主推高性能TMS320C28x系列TMS320F281232位定點(diǎn)微控制單元(MCU)，主頻高達(dá)150MHz;具備I2C、SPI、CAN、PWM等總線接口，適用于各種控制類工業(yè)設(shè)備;體積小、性能強(qiáng)、便攜性高，同時(shí)適用于多種手持設(shè)備;符合高低溫、振動(dòng)測(cè)試，滿足工業(yè)環(huán)境應(yīng)用。

　　TMS320F2812硬件參數(shù)

　　CPU：TI TMS320F2812浮點(diǎn)DSP，主頻150MHz 　ROM：片內(nèi)256Kx16bit，外擴(kuò)512Kx16bit NOR FLASH

　　RAM：片內(nèi)34Kx16bit，外擴(kuò)256Kx16bit SRAM

　　EEPROM：2Kbit，AT24C02C

　　核心板連接器：2x 80pin排針，共160pin，間距1.27mm

　　LED：2x電源LED(底板1個(gè)，核心板1個(gè))，6x 用戶LED(底板4個(gè)，核心板2個(gè))

　　按鍵：3x 用戶可編程按鈕，1x 系統(tǒng)復(fù)位按鈕

　　JTAG：Debug，14pin TI Rev B JTAG座，間距2.54mm

　　eCAN：2x eCAN，3pin接線端子，間距3.81mm

　　DAC：1x DAC，0-5V，2pin接線端子，間距2.54mm

　　ADC：1x 16Channel ADC，0-3V，10pin接線端子，間距2.54mm

　　紅外收發(fā)器：1x HX1838

　　啟動(dòng)方式：1x 4bit啟動(dòng)撥碼開關(guān)

　　串口：1x UARTA，燒寫串口，提供4針TTL電平測(cè)試端口;1x UARTB，USB轉(zhuǎn)串口，提供4針TTL電平測(cè)試端口;1x UARTC，

　　RS232，DB9接口，提供4針TTL電平測(cè)試端口;1x RS485，3pin接線端子，間距3.81mm，與UARTC接口復(fù)用;

　　SD卡：1x MicroSD卡座

　　蜂鳴器：1x無源蜂鳴器

　　繼電器：1x 5V繼電器

　　步進(jìn)電機(jī)接口：1x 五線四相步進(jìn)電機(jī)，5pin接線端子，間距2.54mm

　　直流電機(jī)接口：1x 5V直流電機(jī)，2pin接線端子，間距2.54mm

　　音頻：1x LINE IN，3.5mm音頻座;1x LINE OUT，3.5mm音頻座;1x MIC IN，3.5mm音頻座;

　　RTC：1x RTC，CR1220紐扣電池座

　　網(wǎng)口：1x 10M/100M以太網(wǎng)，RJ45連接器

　　拓展接口J13：ePWM、GPIO等信號(hào)，2x10pin排針，間距2.54mm

　　拓展接口J14：eQEP、SPI、I2C、GPIO等信號(hào)，2x10pin排針，間距2.54mm

　　拓展接口J15：XINTF、UART、I2C、GPIO等信號(hào)，2.54mm，2x25pin簡(jiǎn)易牛角座

　　LCD：1x 1602液晶屏接口，16pin排母，間距2.54mm;1x 12864液晶屏接口，20pin排母，間距2.54mm;1x 4.3寸TFT觸摸屏接口，2x17pin排針，間距2.54mm

　　電源接口：1x 5V 2A直流輸入，DC-005電源接口

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　　TMS320F2812軟件參數(shù)

　　DSP端軟件支持：裸機(jī)

　　CCS版本號(hào)：CCS5.5

　　TMS320F2812主要特點(diǎn)

　　TI主推高性能 TMS320C28x系列TMS320F2812 32位定點(diǎn)微控制單元(MCU)，主頻高達(dá)150MHz;

　　具備I2C、SPI、CAN、PWM等總線接口，適用于各種控制類工業(yè)設(shè)備;

　　體積小、性能強(qiáng)、便攜性高，同時(shí)適用于多種手持設(shè)備;

　　符合高低溫、振動(dòng)測(cè)試，滿足工業(yè)環(huán)境應(yīng)用

　　AD7656概述

　　AD7656具有最大4 LSBS INL和每通道達(dá)250kSPS的采樣率，并且在片內(nèi)包含一個(gè)2.5V內(nèi)部基準(zhǔn)電壓源和基準(zhǔn)緩沖器。該器件僅有典型值160mW的功耗，比最接近的同類雙極性輸入ADC的功耗降低了60% 。

　　AD7656包含一個(gè)低噪聲、寬帶采樣保持放大器(T/H)，以便處理輸入頻率高達(dá)8MHz的信號(hào)。該AD7656還具有高速并行和串行接口，可以與微處理器(mcu)或數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)連接。AD7656在串行接口方式下，能提供一個(gè)菊花鏈連接方式，以便把多個(gè)ADC連接到一個(gè)串行接口上。

　　AD7656采用具有ADI專利技術(shù)的iCMOS(工業(yè)CMOS)工藝。iCMOS 工藝是一種高壓半導(dǎo)體工藝與亞微米CMOS(互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體)和互補(bǔ)雙極型工藝相結(jié)合的制造上藝。它能開發(fā)出承受30V電源電壓的多種高性能模擬IC，并且其小封裝尺寸是任何其他同類高電壓IC都未曾達(dá)到的。與使用傳統(tǒng)CMOS工藝的模擬IC不同，iCMOS器件能承受高電源電壓，同時(shí)提高性能、顯著降低功耗和縮小封裝尺寸。AD7656是使用該種工藝設(shè)計(jì)制造的產(chǎn)品，所以非常適合在繼電保護(hù)、電機(jī)控制等工業(yè)領(lǐng)域使用。

　　AD7656的特性

　　下圖示出AD7656的功能框圖。AD7656的主要特性如下：

　　圖1 AD7656的功能框圖

　　●6通道16-bit逐次逼近型ADC;

　　●最大吞吐率為250kS/s;

　　●AVCC范圍為4.75V-5.25V;

　　●低功耗：在供電電壓為5V、采樣速率為250kS/s時(shí)的功耗為160mW;

　　●寬帶寬輸入：輸入頻率為50kHz時(shí)的信噪比(SNR)為85dB;

　　●片上有2.5V基準(zhǔn)電壓源和基準(zhǔn)緩沖器;

　　●有并行和串行接口;

　　●與SPI/QSPI/μWire/DSP兼容的高速串行接口;

　　●可通過引腳或軟件方式設(shè)定輸入電壓范圍(±10V，±5V);

　　●采用iCMOS工藝技術(shù);

　　●64引腳QFP。

　　AD7656與TMS320F2812的接口設(shè)計(jì)

　　1、AD7656的工作原理

　　具有并行和串行兩種工作模式，本文采用并行工作模式，圖2所示是AD7656在并行方式下的工作時(shí)序圖。首先，由CONVST管腳啟動(dòng)轉(zhuǎn)換，并保持為高電平。然后由AD7656在啟動(dòng)轉(zhuǎn)換信號(hào)后輸出BUSY信號(hào)，當(dāng)BUSY信號(hào)出現(xiàn)下降沿時(shí)，代表AD模數(shù)轉(zhuǎn)換已經(jīng)結(jié)束。此時(shí)，AD7656內(nèi)部的寄存器已經(jīng)保存了轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)，可通過控制片選CS和讀信號(hào)RD來依次讀出各個(gè)通道的AD轉(zhuǎn)換值。讀出轉(zhuǎn)換值后，可改變CONVST為低電平，為下一次轉(zhuǎn)換做好準(zhǔn)備。但應(yīng)注意，在設(shè)計(jì)時(shí)，一定要保證AD轉(zhuǎn)換過程中保持CONVST為高電平。

　　2、AD7656的接口電路設(shè)計(jì)

　　要使TMS320F2812能夠控制AD7656正常工作，通常需要TMS320F2812提供可滿足AD7656工作時(shí)序的控制信號(hào)。TMS320F2812上的外部存儲(chǔ)器接口提供有豐富的控制信號(hào)，如地址總線、數(shù)據(jù)總線、片選信號(hào)、讀寫控制信號(hào)、外部中斷信號(hào)等。此外，TMS320F2812還提供了豐富的通用IO口，也可輔助產(chǎn)生擴(kuò)展設(shè)備的時(shí)序控制信號(hào)。AD7656的外圍電路及其與TMS320F2812的接口設(shè)計(jì)如圖3所示。

　　圖3中的DVCC和AVCC分別是數(shù)字電壓端和模擬電壓端，它們?cè)诮尤肭耙?jīng)過1個(gè)去耦電路，每個(gè)供電電壓輸入引腳都要連接1個(gè)去耦電路，該電路由1只10μF和1只100nF的電容器組成。VDD、VSS和VDRIVE同樣要連接去耦電路。VDRIVE可以采用5V或3.3V供電，因要和TMS320F2812互聯(lián)，而TMS320F2812的IO口電壓為3.3V，所以，VDRIVE采用3.3V供電。需要注意的是，AD7656上電后必須對(duì)其進(jìn)行復(fù)位，復(fù)位脈沖應(yīng)在100ns以上，本文采用RC電路來對(duì)AD7656進(jìn)行復(fù)位。

　　在AD7656與TMS320F2812接口電路中，AD7656的數(shù)據(jù)輸出D0～D15直接和TMS320F2812的數(shù)據(jù)線相連，可使用TMS320F2812的外部地址片選管腳XZCS67作為AD7656的外部片選信號(hào)，并采用GPIOB8來控制AD7656的啟動(dòng)轉(zhuǎn)換，另外，采用GPIOB10來查詢AD7656的啟動(dòng)轉(zhuǎn)換是否結(jié)束。

　　數(shù)據(jù)采集程序設(shè)計(jì)

　　本設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)采集程序 編制主要包括TMS320F2812的IO口初始化、 AD7656控制時(shí)序的產(chǎn)生及狀態(tài)查詢 、 采 集 數(shù) 據(jù) 的 處 理 。 對(duì) 應(yīng) 于AD7656并行接口模式工作時(shí)序圖， 其詳細(xì)的軟件代碼如下：

　　#define ADC_ADD * ( int *)

　　0x00100000 //片選

　　#define ADC_BUSY GpioDataRegs.

　　GPBDAT.bit.GPIOB10 //轉(zhuǎn)換是否結(jié)束

　　#define ADC_CONVST GpioDataRegs.

　　GPBDAT.bit.GPIOB8 //啟動(dòng)轉(zhuǎn)換

　　float ADC_F1 [6] ; //ADC存儲(chǔ)值

　　void ADC (void)

　　{

　　unsigned int ADC_TMP;

　　ADC_CONVST=0;

　　ADC_CONVST=1; //啟動(dòng)模數(shù)轉(zhuǎn)換

　　while (ADC_BUSY==1) ; //查詢轉(zhuǎn)換是否

　　結(jié)束

　　ADC_TMP=ADC_ADD&0xFFFF; //讀取

　　通道1結(jié)果

　　if ((ADC_TMP&0x8000)! =0x8000) //轉(zhuǎn)換

　　通道1結(jié)果

　　ADC_F [0] = ((float) (ADC_TMP))

　　/((float) (0x7FFF)) *10.0;

　　else

　　ADC_F [ 0] = ( ( float) ( 0xFFFF -

　　ADC_TMP)) /((float) (0x7FFF)) * (-10.0) ;

　　ADC_TMP=ADC_ADD&0xFFFF;

　　//讀取通道2結(jié)果

　　if ((ADC_TMP&0x8000)! =0x8000)

　　//轉(zhuǎn)換通道2結(jié)果

　　ADC_F [1] = ((float) (ADC_TMP))

　　/((float) (0x7FFF)) *10.0;

　　else

　　ADC_F [ 1] = ( ( float) ( 0xFFFF -

　　ADC_TMP)) /((float) (0x7FFF)) * (-10.0) ;

　　ADC_TMP=ADC_ADD&0xFFFF;

　　//讀取通道3結(jié)果

　　if ((ADC_TMP&0x8000)! =0x8000)

　　//轉(zhuǎn)換通道3結(jié)果

　　ADC_F [2] = ((float) (ADC_TMP))

　　/((float) (0x7FFF)) *10.0;

　　else

　　ADC_F [ 2] = ( ( float) ( 0xFFFF -

　　ADC_TMP)) /((float) (0x7FFF)) * (-10.0) ;

　　ADC_TMP=ADC_ADD&0xFFFF;

　　//讀取通道4結(jié)果

　　if ((ADC_TMP&0x8000)! =0x8000)

　　//轉(zhuǎn)換通道4結(jié)果

　　ADC_F [3] = ((float) (ADC_TMP))

　　/((float) (0x7FFF)) *10.0;

　　else

　　ADC_F [ 3] = ( ( float) ( 0xFFFF -

　　ADC_TMP)) /((float) (0x7FFF)) * (-10.0) ;

　　ADC_TMP=ADC_ADD&0xFFFF;

　　//讀取通道5結(jié)果

　　if ((ADC_TMP&0x8000)! =0x8000)

　　//轉(zhuǎn)換通道5結(jié)果

　　ADC_F [4] = ((float) (ADC_TMP))

　　/((float) (0x7FFF)) *10.0;

　　else

　　ADC_F [ 4] = ( ( float) ( 0xFFFF -

　　ADC_TMP)) /((float) (0x7FFF)) * (-10.0) ;

　　ADC_TMP=ADC_ADD&0xFFFF;

　　//讀取通道6結(jié)果

　　if ((ADC_TMP&0x8000)! =0x8000)

　　//轉(zhuǎn)換通道6結(jié)果

　　ADC_F [5] = ((float) (ADC_TMP))

　　/((float) (0x7FFF)) *10.0;

　　else

　　ADC_F [ 5] = ( ( float) ( 0xFFFF -

　　ADC_TMP)) /((float) (0x7FFF)) * (-10.0) ;

　　ADC1_CONVST=0;

　　}