标题:
声强测试系统中DSP和ADC的接口电路(2)
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作者:
yuyang911220
时间:
2016-10-22 10:43
标题:
声强测试系统中DSP和ADC的接口电路(2)
声强测试系统中
MAX125
与
TMS320VC5409
的接口
图
1
为声强测试系统的结构简图,图中多路声强信号在
MAX125
中实现
A/D
转换后,采样结果通过中断方式输入
DSP
中进行运算处理
(FFT
变换、相关分析、功率谱分析等
)
,处理结果由
USB
接口送至主控计算机存储和显示。
CPLD
实现模块接口控制逻辑,包括地址跟随、数据锁存等功能,
8254
则为
MAX125
等提供时钟信号,便于上位机对时钟信号的控制。
MAX125
与
TMS320C54
的接口电路示图
2
,在系统中,多路声强模拟信号分别接
MAX125
的
CH1A-CH4A
和
CH1B-CH4B
通道上,
MAX125
实现
A/D
转换后通过接口读入
TMS320C54
进行信号处理。
MAX125
与
TMS320C54
之间的接口设计主要要考虑两个问题:
3V
和
5V
混合逻辑的设计:
C54
的外围工作电压为
3.3V
,而它的外围器件包括
MAX125
一般工作在
5V
,必须为
DSP
和外围芯片设计一个安全可靠的接口;速度匹配问题:
MAX125
的时序要求两次读操作之间的延迟时间不小于
40nS, TMS320C54
的指令执行周期为
10nS.
所以,
DSP
读写
A/D
时必须解决速度匹配问题。
如图
2
所示,
C54
的数据总线挂有一个
SN74LVT1645A
,它是
TI
公司的
3.3V
和
5V
双向收发器,
SN74LVT1645A
可以看作两个
8
位收发器或一个
16
位收发器。收发的方向由两个方向控制引脚
(DIR)
控制。这样在数据总线上既可为
DSP
提供驱动
5V
数字电路的能力,也可为
DSP
提供
5V
信号读入的保护。所以使用
SN74LVT1645A
可以为
DSP
扩展多个外设提供可靠的接口,解决了
3.3V
和
5V
混合逻辑设计问题。
TMS320VC54X
与慢速器件接口可采用硬件或软件的方法插入等待状态。软件的方法插入等待状态的
方法是通过
TMS320C54X
内部一个软件等待状态寄存器实现的,它最多插入
7
可等待状态,非常方便。通过分析在与
MAX125
接口中最多插入三个等待状态即可,所以在接口中我们采用了软件插入等待周期的方法。时钟信号
CLK
和启动转换信号由可编程计数器
/
定时器
8254
为
MAX125
提供,
8254
则由上位机通过
USB
接口控制,从而上位机可以通过
USB
接口控制
MAX125
的采样频率。高速译码器
SN74AHCT138
用于产生
MAX125
所需的读写信号、和片选信号,简化了电路结构。
TMS320VC54
和
MAX125
之间采了中断控制的工作方式,在
MAX125
每完成一次
A/D
转换以后,它通过中断通知
TMS320VC54
读取数据,在
MAX125
进行
A/D
转换时,它不受
MAX125
的影响,这样提高了
TMS320VC54
的工作效率。
MAX125
与
TMS320VC54
接口程序
下面给出了
MAX125
中
4
通道采样的接口程序,程序中采用中断方式读取数据。将
MAX125
的端口作为
TMS320VC54
扩展的外部存储单元。
MAX125
端口占用的地址空间为:
工作方式编程地址
ADIN=8000;
获取转换结果的地址
ADOUT
=
800C
ADIN
.set
8000h
ADOUT
.set
800Ch
DSPIN
.set
0800h
;
0800h
为
DSP
内部
数据缓存区间的首地址
中断矢量程序
int2: B INT
NOP
NOP
.space 13*4*16
接口初始化程序
_c_int00:
LD
#0,DP
;
设置页指针
STM
#3000h,SP
;
设置堆栈指针
SSBX
INTM
;
关闭所有中断
STM
#0F4BFh,SWWSR ;
设置等待
发生器
ST
#3h,ADIN
;
设置
B
组四通道
采样
STM
#0F6FFh,SWWSR ;
设置等待
发生器
STM
#0FFFFh,IFR
;
清除中断标志
寄存器
STM
#0004h,IMR
;
开放中断
2
RSBX
INTM
;
开放所有中断
中断子程序
INT
PSHM
AR3
PSHM
AR2
PSHM
AR0
;
保护现场
STM
#1,ARO
STM
#2048,BK
STM
#ADOUT,AR2
STM
#DSPIN,AR3
RPT
#3
MVDD
*AR2,*AR3+0% ;
四次读操作
POPM
AR0
POPM
AR2
POPM
AR3
;
恢复现场
RETE
.end
程序设计中要注意下面的问题:
MAX125
的时序要求两次读操作之间的延迟时间不小于
40nS,
而
TMS320VC5409
的指令执行周期为
10nS
。所以,
TMS320VC5409
读写
A/D
时必须插入等待周期
.
在进行存储器写操作时,
TMS320VC5409
需两个机器周期;在进行存储器读操作时,
TMS320VC5409
只需一个机器周期。由此可以得出,在
MAX125
与
TMS320VC5409
的接口中,对
MAX125
的写操作至少需要插入两个机器周期;读操作时至少需要插入三个周期。
结语
本接口电路简单、成本低廉,充分利用了
MAX125
的多同道
A/D
转换功能和
TMS320VC5409
较强的数据处理能力,满足了多同道声强测量的要求。目前,该电路已运用于安徽省十五重点项目“智能声强测试系统”中,效果良好。
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