TMS320C30与A/D和D/A接口的设计

MAX153 和MX7545 是美国MAXIM 公司近几年推出的8位A/D转换器和12位D/A 转换器。MAX153具有高达1MSPS的采样率,MX7545具有4MSPS的数/模转换速度。它们集跟踪/保持器于一体,因而由它们构成的数据采集和波形产生电路结构较为简单。与其它同类产品相比,具有性能太诱电感/价格比高的优点,故在高速数据采集、数字信号处理及可变增益放大器等动态性能要求比较高的系统中,用它们作为数据采集和波形产生器件或控制信号的产生器件十分理想。MAX153和MX7545可以很容易地与一般的微处理器接口,而不需要过多地考虑时序问题。然而,当它们同时与高速数字信号处理器(DSP)接口时,就需要从软硬件的设计上仔细考虑时序问题和其它问题。下面先简单介绍一下MAX153和MX7545 的工作模式,随后以它们与TMS320C30数字信号处理器的接口为例,详细介绍其接口的软硬件设计方法。

1 MAX153的工作模式

根据MODE管脚上信号的不同,MAX153有两种不同的工作模式。当MODE接地(0V)时,转换器处于RD工作模式;当MODE接高电平(+5V)时,转换器处于WR-RD工作模式。限于篇幅,下面将只介绍WR-RD工作模式。

从图1可以看出,转换器在的下降沿开始启动,当变高时,高4位的数据已转换完毕且已送到输出缓冲器,同时低4位数据开始转换,380ns后变低,表明低四位数据转换也已完成。数据的读取有两种方式,这里仅介绍最快工作模式下的数据读取方式。

图1所示的是由外部信号控制的转换时序图。在这种读取数据的模式中,号提前有效,可以获得最快的转换时间。一般在的上升沿250ns后变为低,就可以完成转换获得数据。在的下降沿变为低,之后,随着或的上升沿而变为高。

2 MX7545的工作模式

与一般的D/A转换器一样,MX7545也有电流和电压两种工作模式。其中,电流工作模式又分为单极性和双极性两种,这里只介绍单极性电流工作模式。不论是电流工作模式还是电压工作模式,MX7545的工作时序是一样的,如图2所示。其中,MX7545在一个转换周期内,片选信号有效时间tcs需要180ns,写信号的有效时间tWR需要160ns。

3 硬件接口

根据汽车防撞雷达系统的要求,在发送三角波调频信号的同时需采集雷达的回波信号。由于系统资源的限制,我们把A/D和D/A同时配置在TMS320C30的扩展总线上。TMS320C30是TI公司的通用DSP芯片,绕行电感器有很强的功率电感器浮点/定点数据运算能力和很高的处理速度,特别适合于实时数据采集及运算处理(如FFT,FIR,IIR滤波等)。图3是该接口的硬件连接图。图中,XA[8～10]为扩展总线的地址线中的3条,经过译码器(74LS138)译码后,其输出Y1、Y2分别接到MX7545和MAX153的片选信号()端,分别作为他们的片选信号。RD/WR为TMS320C30扩展总线的读写控制信号,为扩展总线的选通脉冲,XD[0～11]为扩展总线的数据总线。A/D和D/A的读写信号由DSP的扩展总线的读写信号和选通信号来决定,它们的关系可由下式表示:

当A/D工作时,Y2寻址选中MAX153。DSP的写信号有效时,A/D转换启动;DSP的读信号有效时, A/D输出数据。当D/A工作时,Y1寻址使MX7545有效。DSP的写信号有效时,D/A转换启动。MAX153工作于最快的转换方式,口地址是804200;MX7545工作于通用的单极性电流工作模式,口地址是804100。从图中可以看出,其硬件电路是较为简单的。

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