AD和DA转换接口的设计.doc

摘要 关键词： 目录 1设计概述 1 2 芯片TLC320AD50C的详细介绍 3 2.1 TLC320AD50C概述 3 2.2 TLC320AD50C特点 3 2.3 TLC320AD50C引脚及功能框图介绍 5 3 系统硬件设计 7 3.1 TMS320VC5402系统电路设计 7 3.2 TLC320AD50C与DSP的引脚连接方式 9 4 系统软件设计 11 4.1 AD50的控制时序 12 4.2 程序流程图 14 4.3 部分程序代码 14 5 心得体会 17 参考文献 18 1设计概述 通常，一个典型的DSP系统应包括抗混叠滤波、数据采集A/D转换器、数字信号处理器DSP、D/A转换器和低通滤波器等，其组成框图如图1.1所示。 在许多应用系统中，为了应用DSP卓越的数字信号处理能力，我们必须先将模拟信号进行数字化（A/D转换），再对采样数据进行相应的算法处理，最后经过数字信号模拟化（D/A转换）后输出。在这些DSP应用系统中的关键问题是怎样十分容易和高效地实现这些转换，因此必然涉及到接口电路的设计。本文介绍一种单片内集成了ADC通道和DAC通道的模拟接口电路TLC320AD50C（以下简称AD50）与TMS320VC5402缓冲串口的接口的设计实现方法，然后，基于这种接口电路的硬件设计，通过软件编程实现信号的采集与回放。 图1.1 典型的DSP数据处理系统框图 TMS320VC5402是TI公司生产的从属于TMS320C54x系列的一个工作灵活、高速、具有较高性价比、低功耗的16位定点通用DSP芯片。其主要特点包括：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（Host Port Interface）接口，2个多通道缓冲单口MCBSP（Multi-Channel Buffered Serial Port），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。 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，它有一个能与许多DSP芯片相连的同步串行通信接口。AD50C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）。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120 mW。DSP（数字信号处理器）具有强大的数字信号处理能力，在其应用系统中，大多由ADC和DAC通道来完成对模拟信号的数字化处理。了一种集成ADC和DAC于一体的TLC320AD50C模拟接口电路与TMS320VC5402定点DSP接口电路的硬件设计方法，并结合主从模式下软件。2 芯片TLC320AD50C的详细介绍 2.1 TLC320AD50C概述 TLC320AD50C使用过采样的Σ-Δ技术提供从数字至模拟 （D/A）和模拟至数字（A/D）的高分辨率低速信号转换。该器件包括两个串行的同步转换通道 （用于各自的数据方向）；在DAC之前有一个插入滤波器（interpolation filter）和ADC之后有一个抽取滤波器（decimation filter）。其它的高级功能有片内时序和控制。Σ-Δ结构在低系统速度和低价格下产生高分辨率的模数和数模转换。该器件的选项和电路结构可通过串行接口进行编程。其选项包括：复位、掉电、通信协议、串行时钟率、信号采样率、增益控制及测试方式等 。TLC320AD50C 的工作温度范围从0 ℃～70 ℃。 2.2 TLC320AD50C特点 单5V 电源供电或5V 模拟、3V 数字电源 工作方式时功耗 （PD ）100mW（最大） 硬件掉电方式时功耗2.5mW 通用 16 位信号处理 2 的补码数据格式 动态范围91dB（典型） ADC 总的信号/（噪声+失真）88dB（最小） DAC 总的信号/（噪声+失真）85dB（最小） 全部器件为差分结构 内部基准电压（Vref） ADC为64倍过采样，而DAC为256倍过采样（内部） 串行接口 当二次通信（secondary communication）时ALT DATA端提供数据监视 系统测试方式，数字反馈（loopback）测试和模拟反馈测试 支持各种V.34 采样速率 支持