高精度模数转换芯片ad7656与dsp的接口设计

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1、万方数据第1l卷第12期2009年12月电手元嚣件主用ElectronicComponent＆DeviceApplicationsVoLllNo．12Dec．2009doi：10．3969，j．issn．1563—4795．2009．12．006高精度模数转换芯片AD7656与DSP的接口设计靳红涛，赵勇进，张晓曦，刘释骏(中国兵器工业第二零八研究所，北京102202)摘要：介绍了DSP处理器TMS320F2812和多通道高分辨率模数转换器AD7656的性能及其在并行接口模式下的工作原理，给出了AD7656与TMS320F

2、2812进行接口的硬件电路与软件编程方法。关键词：ADC；AD7656；DSP；TMS320F2812O引言TMS320F2812以其高速的运算能力和丰富的片上资源在电机控制、工业过程控制等工控领域获得了广泛的应用。然而。美中不足的是TMS320F2812自带的模数转换模块(ADC)精度较差(12位、O一3V)。这在一定程度上限制了该器件的应用．故可采用AD7656对TMS320F2812进行辅助模数转换。AD7656是一款多通道、高精度、同步采样的模数转换器。具有并行和串行(SPI)两种接口形式，可满足工控等领域对高分辨

3、率、多通道、低功耗的要求，并可方便地与单片机、PCI04等控制器进行接口连接。为此。本文详细介绍了AD7656与DSP处理器TMS320F2812之间的接口和软硬件设计方法。1芯片介绍1．1TMS320F2812数字信号处理器TMS320F2812是TI公司最新推出的DSP芯片．是功能强大的32位定点DSP芯片。它既具有数字信号处理能力，又具有强大的事件管理能力和嵌入式控制功能，同时，其内核还具有高效的C，C++性能，并具有虚拟浮点编程能力，因此，TMS320F2812特别适用于有大批量数据处理的测控场合，如工业自动化控制

4、、电力电子技术应收稿日期：20019_06一1214电手元器件主用2伽哼．12埘伽．ecd正c，I用、智能化仪器仪表及电机、马达伺服控制系统等。TMS320F2812的硬件运算能力为150MIPS．并带有36K×16位SRAM、128K×16位FLASH、16位外部存储器接口、两个事件管理器、看门狗定时器、16路12位ADC、3个32位CPU定时器、串行设备接口(SPI)、两路串行通信接口(SCI)、一路CAN总线、多路IO口和三个外部中断源，芯片核心电压为1．8V、I／O电压为3．3V。此外。TMS320F2812丰富的

5、外设还可以在大多数情况下满足工业控制的需要，在需要高精度模拟量数据采集时，其处理器上集成的ADC模块难以满足要求。DSP处理器的外部存储器接口(EMIF)可为扩展各种外部设备提供方便，本文采用AD7656来为DSP处理器扩展高精度的多通道ADC。1．2AD7656高精度模数转换器AD7656是美国模拟器件公司(ADI)采用iC—MOS工艺制造的一款高集成度、6通道16-bit逐次逼近(SAR)型ADC，该器件内含一个2．5V基准电压源和基准缓冲器，其功耗比最接近的同类双极型ADC降低了60％。AD7656在每信道250kS

6、／s采样速率下的精度(±4L5B最大值积分线性误差)是同类产品的2倍。图l所示为AD7656的功能框图。AD7656的主要特性如下：◇为6通道16-bit逐次逼近型ADC：◇最大吞吐率为250kS，s：万方数据第ll卷第12期2009年12月薪祷墓孺、虞痢V01．1lNo．12Dec．2009V1V2v4V5v6CONVSTBvDoCONvslAIcoNvsTcAV。。DV。。同I热逻辑控制输出驱动CSsE刚丽￡‰。STBYD洲TASCLKD。TBD∞TCDA髓CONTRoLLINESRDWRVIsAGNDDGND图lAD

7、7656的功能框图◇AVCC范围为4．75～5．25V；◇在供电电压为5V、采样速率为250kS／s时的功耗仅为160mW：◇宽带宽输入：输入频率为50kHz时的信噪比(SNR)为85dB；◇片上有2．5V基准电压源和基准缓冲器：◇同时带有并行和串行接口：◇带有与SP啪SPI，“Wire，DSP兼容的串行接口：◇可通过引脚或软件方式设定输入电压范围(±10V，±5V)；◇采用iCMOS工艺技术；◇封装采用“引脚QFP。2AD7656与TMS320F2812的接口设计2．1AD7656的工作原理具有并行和串行两种工作模式。本

8、文采用并行工作模式，图2所示是AD7656在并行方式下的工作时序图。首先，由CONVST管脚启动转换．并保持为高电平。然后由AD7656在启动转换信号后输出丽信号，当丽信号出现下降沿时，代表AD模数转换已经结束。此时，AD7656内部的寄存器已经保存了转换的数据。可通过控制片选CS和读信号RD来依次读出