TMS320VC5402芯片AD和DA转换接口的设计Word格式文档下载.docx
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采用改进的哈佛结构，1条程序总线（PB），3条数据总线（CB、DB、EB）和4条地址总线（PAB，CAB，DAB，EAB），带有专用硬件逻辑CPU，片内存储器，片内外围专用的指令集，专用的汇编语言工具等。
TMS320VC5402含4K字节的片内ROM和16K字节的双存取RAM，1个HPI（HostPortInterface）接口，2个多通道缓冲单口MCBSP（Multi-ChannelBufferedSerialPort），单周期指令执行时间10ns，双电源（1.8V和3.3V）供电，带有符合IEEE1149.1标准的JTAG边界扫描仿真逻辑。
TMS320VC5402有两个McBSP多通道缓存串行口。
二、TMS320VC5402串口简介
McBSP提供了全双工的通信机制，以及双缓存的发送寄存器和三缓存的接收寄存器，允许连续的数据流传输，数据长度可以为8、12、16、20、24、32；
同时还提供了A－律和μ－律压扩，多达128个通道的发送和接收。
McBSP串口由数据通道和控制通道组成，它通过7个管脚与外部设备相连，数据发送通过DX，数据接收通过DR，串行口的控制信息从CLKX、CLKR、FSX和FSR获得。
CLKS为外部时钟源。
CPU和DMA控制器通过内部外设总线对McBSP进行访问，从数据接收寄存器DRR[1，2]中读取数据，往数据发送寄存器DXR[1，2]写数据，数据从DR引脚进入DSP，首先存放在接收移位寄存器RSR[1，2]中，当一个完整的字接收完毕后，结果被复制到接收缓冲寄存器RBR[1，2]，最后再由RBR[1，2]复制到DRR[1，2]中，供CPU或DMA控制器访问。
写操作与读取相仿，从结构上来看，发送和接收部分是相对独立的，所以可以实现全双工通信。
McBSP的控制设置通过一对寄存器读写来完成，这些控制寄存器控制的工作模式或指示串口的状态信息。
访问某个指定的寄存器时，首先要将相应的控制寄存器的子地址写入子地址控制器SPSA，SPSA驱动复接器，使之与数据控制寄存器SPSD相连。
接入相应子地址寄存器所在的实际物理存储位置，当向SPSD写入数据时，数据送入前面子地址寄存器所指定的内嵌数据存储器，当从SPSD读取数时，也接入所制定的内嵌数据存储器。
图2-1McBSP的结构
第二节、TLC320AD50C
一、TLC320AD50C简介
美国TI公司的TLC320AD50C是一种具有许多优良特性的模拟接口电路芯片，AD50是TI公司生产的一个16位、音频范围（采样频率为2K～22.05KHZ）、内含抗混叠滤波器和重构滤波器的模拟接口芯片，它集成了16位A/D和D/A转换器，片内还包括一个定时器（调整采样率和帧同步延时）和控制器（调整编程放大增益，锁相环PLL，主从模式）。
二、TLC320AD50C功能介绍
AD50有28脚的塑料SOP封装（带DW后缀）和48脚的塑料扁平封装（带PT后缀），体积较小，适应于便携设备。
AD50的工作温度范围是0～70℃，单一5V电源供电或5V和3.3V联合供电，工作时的最大功耗为120mW。
该芯片可广泛用于各种电路，尤其是应用在DSP领域中。
AD50芯片采用过采样-技术，可进行A/D和D/A的高分辨率、低速信号转换。
该器件同时还包括两个串行同步转换电路（用于各自的数据方向），在DAC之前有一个内插滤波器，而在后面有一个抽取滤波器。
AD50中的可选项和电路配置可以通过串行口进行编程，AD50配置位可进行软件编程，该器件中共有七个数据和控制寄存器可供使用。
其用途如下：
寄存器0：
空操作（No-Op）寄存器。
寄存器1：
Control1寄存器。
该寄存器用以控制软件复位、软件掉电、选择正常或辅助模拟输入、数字反馈的选择、DAC的16位或15位工作方式的选择、监视放大器输出增益的选择及硬件或软件二次通信请求方式的选择等。
寄存器2：
Control2寄存器，用于控制一个抽取FIR滤波器溢出的输出标志、FLAG的输出值、ALT-DATA输入端使能、为ADC选择16位方式或15位方式及使能模拟反馈。
寄存器3：
Control3寄存器。
它控制FS与FSD之间延迟SCLK的个数；
通知主器件有多少从器件将连在一起。
寄存器4：
Control4寄存器，用来控制输入输出放大器增益，采样率为fs＝MCLK/（128N）或MCLK/（512N）的选择，以及在MCLK输入端使能外部采样时钟和旁路内部PLL等。
寄存器5和寄存器6：
保留寄存器，用于工厂测试。
三、AD50的内部结构简图
图2-2首次通信与二次通信
上图最上面第一通道为模拟信号输入监控通道，第二通道为模拟信号转化为数字信号（A/D）通道，第三通道为数字信号转化为模拟信号（D/A）通道，最下面一路是AD50的工作频率和采样频率控制通道。
本文所述的输入时钟（MCLK）为8.192MHz，A/D与D/A的采样频率为MCLK/（128*N）Hz（N为AD50C的第4个寄存器4~6位所设）。
TLC320AD50C与VC5402串行通信可以分为首次通信和二次通信.在首次通信中,有两种数据传送模式,16位传送模式和15+1位传送模式,可通过控制寄存器设定.缺省却情况下为15+1位传送模式.若采用15+1位传送模式,其最低位D0为非数据位,输入DAC数据的D0位为二次通信请求位,输出ADC数据的D0位为M/S脚的状态位.
如果要对控制寄存器编程,必须申请二次通信.二次通信只有在发出请求时产生,当首次通信中往DIN写入数据时采用15+1位模式时,可以用D0进行二次通信请求;
当首次通信采用16位模式时,则必须由FC引脚输入信号来产生二次通信请求.二次通信数据格式如图4所示,其中D7～D0为控制寄存器数据,D12～D8为控制寄存器地址,D13=1为读控制寄存器数据,D13=0对控制寄存器写数据.通过二次通信,可实现TLC320AD50C初始化和修改TLC320AD50C内部控制寄存器。
图2-3二次通信格式
第二章原理图设计
第一节整体系统框图设计
DSP作为主设备，AD50为从设备的连接图如下图所示。
图中AD50的时钟信号由5402的定时器0输出提供，时钟频率可以通过修改定时器0的设置而改变。
AD50的FC引脚连接到C5402的XF引脚，用于控制第二次串行通信。
AD50的DIN和DOUT分别连接C5402的缓冲串口0的DX0和DR0引脚。
AD50的SCLK连接C5402的CLKR0,帧同步信号FS连接C5402缓冲串口的FRX0.
图1-1系统总体框图
第二节各功能模块说明
一、电源模块
TMS320C5402芯片的电源电压有3.3V和1.8V两种，其中3.3V电压供I/O接口用，1.8V电源主要供期间内部使用。
电源的产生一般由5V电源电压产生3.3V、1.8V，产生电源的芯片很多，如Maxim公司的MAX604和,MAX748，TI公司的TPS72x和TPS73x系列，这些芯片又分为线性和开关两种，在设计时应根据实际的需要，如果系统对功耗要求不是很高的情况下，可以使用线性稳压器。
图1-2电源电路
二、时钟电路模块
一般TMS320C54x芯片的时钟电路有两种。
一种是利用芯片内部的振荡器电路与X1、X2/CLK引脚之间连接的一个晶体和两个电容组成并联谐振电路，如图3-3，它可以产生与外加晶体同频率的时钟信号。
电容一般在0~30pf之间选择，它们可以对时钟频率起到微调的作用。
另一种方法是采用封装好的晶体振荡器，将外部时钟源直接输入X2/CLK引脚，而将X1引脚悬空，如图3-4.由于这种方法简单，一般系统设计都采用这种方案。
晶振我们一般采用20M晶振。
图1-5时钟电路
三、复位模块
复位电路一般有两种，一种是RC复位电路，另一种是采用集成自动监控复位芯片电路。
RC复位电路成本低，在一般情况下能够保证系统的正常复位，但其功耗大，可靠性差，当电源出现瞬态降落时，由于RC的相应速较慢，无法产生符合要求的复位脉冲，另外电阻和电容受环境温度的影响大，给设计也带来一些麻烦，所以我们采用性能全、价格低、可靠性高的集成自动监控复位芯片复位电路。
四、TLC320AD590C与TMS320VC5402接口电路
DSP作为主设备，TLC320AD590C为从设备的连接图如下图所示。
图1-6TLC320AD590C与TMS320VC5402接口电路
第三章软件设计
为了实现dsp与串口AD和DA转换的正常通信，首先要进行初始化DSP的串行口，在进行TLC320AD590C的初始化控制字，最后最后才可能实现正常通信。
程序如下
;
-------McBSP串行口初始化---------
STM#SRGR11_SUBADDR,SPSA1
STM#0000H,SPSD1
STM#SRGR21_SUBADDR,SPSA1
STM#SPCR00_SUBADDR,SPSA1;
复位串行端口
STM#SPCR21_SUBADDR,SPSA1
STM#RCR11_SUBADDR,SPSA1;
接收控制寄存器2配置
STM#0040H,SPSD1;
接收帧长度为16位
STM#RCR21_SUBADDR,SPSA1;
接收控制寄存器2子地址
STM#XCR11_SUBADDR,SPSA1;
接收控制寄存器1子地址
STM#XCR21_SUBADDR,SPSA1;
-------TLC320AD50C初始化--------
STM#CONTRAL_RECEIWE,AR3
STM#CONTRAL_WORD,AR5
LD#0,DP
LD#15,A
SSBXINTM
STM#K_BXINT1,IMR;
打开K_BRINT0和K_BXINT0中断
STM#（-K_BXINT1）,IFR;
清除标志
RSBXINTM;
INTM=0,打开所有中断
RPT#512
NOP
AD_DA:
LD*AR5,B
MVDD*AR5+,*AR3+;
发送数据
STLMB,DXR11
IDLE1;
等待串口中断
SUB#1,A
BCAD_DA,ANEQ;
判断控制字是否发送完
SSBXINTM;
控制字发送完后关闭所有中断
STM#0X0000,IMR
STM#0XFFFF,IFR
第四章心得体会
这次课程设计，给我留下了很深的印象。
虽然只是短暂的一周，但在这期间，却让我受益匪浅。
通过这次课程设计，使我对语音信号有了全面的认识，对dsp数字信号处理的知识又有了深刻的理解，在之前DSP的学习以及完成课后的作业的过程中，对其有了一些基础的了解和认识。
通过这次练习是我进一步了解了DSP信息处理的方法和它的系统构建。
以及其应用软件的基本命令和一些基础编程语言。
让我感受到只有在了解课本知识的前提下，才能更好的应用这个工具；
并且熟练的应用ccs5000也可以很好的加深我对课程的理解，方便我的思维。
这次设计使我了解了提高了分析和动手实践能力。
同时我相信，进一步加强对DSP的学习与研究对我今后的学习将会起到很大的帮助。
最后感谢老师和同学们在这这段时间的支持和帮助。
参考文献
[1]支长义等.DSP原理及开发应用.北京：
北京航空航天大学出版社，2006.
[2]苏涛等.DSP实用技术.西安：
西安电子科技大学出版社，2002.
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北京航空航天大学出版社，2002.
[4]赵红怡.DSP技术与应用实例（第二版）.北京：
电子工业出版社，2008.
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电子工业出版社，2005.
[6]张雄伟等.DSP芯片的原理与开发应用.北京：
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[7]张雄伟等.DSP芯片的原理与开发应用[M].第3版.北京：
电子工业出版社，2003.
[8]张卫宁.DSP原理与应用教程.北京：
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