TMS320C5402与MAX147的接口设计

1 TMS320C5402的MCBSP工作方式

　　MCBSP是TMS320C5402的多通道缓冲串口(MCBSP0和MCBSP1)。MCBSP的外部通过6个管脚与其他串行器件相连，在内部与DSP的内核连接。串行数 据收发管脚与内部各个串口寄存器相连。

　　根据MCBSP的功能和结构，可以将其工作方式概括为：SPI工作方式和多通道缓冲工作方式。

　　本文主要介绍SPI操作方式。MCBSP的外部管脚为：串行数据接收管脚DR、接收时钟管脚CLKR、接收帧同步信号管脚FSR、发送时钟管脚CLKX、串行数据发送管脚DX、发送帧同步信号管脚FSX。在时钟和帧同步信号控制下，接收和发送通过DR和DX引脚与外部器件直接通讯。在T MS320C5402内部CPU对MCBSP的操作，利用了数个16位控制寄存器，通过2个中断和4个事件信号控制模块触发，对片内外设总线进行存取控制。在进行数据接收时，数据到达接收管脚DR后，在接收时钟CLKR的上升沿(或下降沿)处被逐位依次移入RSR中，当收满一个字后，RSR被拷贝到缓冲寄存器RBR，接着再拷贝到数据接收寄存器DRR，此刻CPU可以通过外设总线从DRR中读取收到的数据。发送数据时，CPU将数据写入数据发送寄存器DXR,接着拷贝到发送移位寄存器XSR，在发送帧同步信号FSX后，CLKX的上升沿(或下降沿)到来时，XSR的内容被逐位依次移到发送管脚DX上。

2 MAX147的主要特点

　　A/D芯片MAX147是一种具有8路通道，12位精度的串行数据转换器。可以工作于SPI和QSPI方式。输入电压范围：0～2.5V(或-1.25V～+1.25V)。采样频率可达133kHz。MAX147的管脚定义见图1。CH0～CH7为8路模拟采样输入；COM为模拟信号的参考地，VREF为2.5V外部基准电压输入；AGND为模拟地，DGND为数字地；DOUT为串行数据输出，DIN为串行数据输入；SSTRB为串行信号输出，MAX147每次输出12位转换结果时，都会在最高位输出之前产生一个时钟周期的正脉冲；CS为低电平有效的片选管脚；SCLK为串行时钟输入，最高频率为2MHz；SHDN为Shutdown模式选择，该脚悬空可使MAX147工作在外部比较模式；REFADJ为ReferenceBuffer Amplifier输入，该脚接高电平可以使MX147工作在外部比较模式；VDD为工作电压。

3 TMS320C5402 DSP与MAX147的接口电路

　　如图1所示，MAX147的8路采样通道作为模拟信号输入，与前端传感器相连。MAX147需要外部的2.5V基准电压，用LM385-2.5提供。MAX147的第9脚(COM)是模拟信号的参考地，直接关系到A/D转换的精度与准确度，一定要与模拟地良好连接。MAX147的数字部分与TMS320C5402DSP的多通道缓冲串口MCBSP相连接，见图2。在与MAX147接口时，DSP作为SPI主设备，向作为从设备的MAX147提供串行时钟、命令和片选信号。因此，连接时可以直接相连，而且能够工作于内部转换时钟。FSX作为低有效的片选信号输出到MAX147的CS端(低有效)；CLKX输出的时钟信号是串行数据的基准时钟，而且还决定了A/D转换速率。DX为SPI通讯中的主出从入；DR为SPI通讯中的主入从出。DSP串口工作在CLOCK STOP模式(兼容SPI协议)下，CLKX脚和CLKR脚已经在内部相连。




4 程序设计

　　对DSP的串口编程时，首先要复位MCBSP串口，其次是配置一些16位寄存器，设置控制和收发寄存器中各位的值。配置好寄存器，对串口的操作实际上就变成了对寄存器DRR和DXR的操作，发送数据就是对DXR进行写操作，接收数据就是对DRR进行读操作。MCBSP支持包括8、12、16和32位字长格式的数据收发。编程复位和配置寄存器的程序如下：
　

　　MAX147每次从DIN接收一组8位的控制字，启动一次转换，DOUT上输出一组12位的A/D转换数值。一般控制字为1XXX1111，其中包括选择输入通道、采样极性和转换时钟方式(内部时钟和外部时钟)、功耗模式等设置信息。在最后一位控制字输出结束后的第一个时钟下降沿，触发一次A/D转换。在A/D转换数据的最高位移出之前，SSTRB产生一个高电平脉冲，可以作为DSP串口的帧同步信号。如果在A/D转换器空闲时出现第一个高电平或在第5位A/D转换数值后出现的第一个高电平，MAX147都判断为起始位。图3所示为16时钟周期转换时序。

　　一组16个时钟的数据包对应一组12位的A/D转换数据，DSP读入的16位数中最高1位和最低3位是无效位。当一组数据包传送完毕后，至少有2个SCLK周期的空闲，这是由SPI方式的特点所决定的，所以，在SPI模式下，最快的采样周期并不是16个SCLK周期，而是18个SLCK周期。MCBSP在时钟的下降沿发送数据，上升沿接受数据。以下是向DXR传送一次控制字，将接收寄存器DRR中的数据存入缓冲区的中断服务子程序。

　；tint中断服务程序
　－tint：SSBX　INTM；/屏蔽所有中断
　　STM　#COMMAND，DXR11；/向DXR11传送控制字
　　LDM　DRR1l，A；/DRR11为Mcbsp1的数据接收寄存器
　　STL　A，-3，*AR1+％；/数据存入缓冲区，循环寻址
　　RETE
　　.end

　　本系统已成功地应用到温度、振动加速度信号检测系统中。

参考文献

［1］TMS320C54X DSP Reference Set Volume 5：Enhanced Peripherals［Z］.T I,1999.Literature Number.SPRU302.
［2］申敏.DSP原理及其在移动通信中的应用［M］.北京：人民邮电出版社，2001.