TLC320AD545編解碼器與C54x DSP接口設(shè)計

時間：2024-08-06 15:55:49 理工畢業(yè)論文我要投稿

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摘要：介紹一種TLC320AD545編解碼器與TMS320C54x DSP的McBSP接口設(shè)計方法。內(nèi)容包括硬件設(shè)計和與之相關(guān)的軟件設(shè)計；介紹AD545與DSP各自的初始化以及它們之間的通信協(xié)議。

TLC320AD545（AD545）是TI公司生產(chǎn)的一種單通道數(shù)據(jù)/傳真編解碼器（Codec）。它是一種常用的混合信號寬帶連接芯片，廣泛應(yīng)用于音頻和傳真數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)中。它可以TMS320C54x DSP的McBSP（多通道緩沖串口）無縫串行連接進行數(shù)據(jù)采集、存儲和處理。本文提出一種AD545 Codec與VC5402 DSP的McBSP接口設(shè)計方法，包括硬件連接及相關(guān)軟件代碼。

1 芯片介紹

1.1 主要特性

AD545是一種單通道的數(shù)據(jù)/傳真編解碼器。它由一個單通道的Codec和帶有一個串口的模擬混合電路組成，其中的串口用于和外接主處理器接口相連。此芯片同時包含了可編程增益控制器和一個AT41話簡驅(qū)動器。其電源可以是模擬5V、數(shù)字5V和監(jiān)控5V；也可是模擬3.3V、數(shù)字3.3V和監(jiān)控3.3V；還可是模擬5V、數(shù)字3.3V和監(jiān)控5V。芯片封裝是48腳TQFP。

AD545的主要特點有：差分和單端驅(qū)動模擬輸出；采樣速率最大可達11.025kHz；采樣精度16位，2的補碼數(shù)據(jù)格式；80dB動態(tài)范圍；具有可編程增益放大器；帶有可編程增益放大器的8ΩAT41差分話筒驅(qū)動器；Flash寫使能電路為外部的Flash提供電源；溫度范圍-40～85℃。

1.2 功能框圖

AD545內(nèi)部功能框圖如圖1所示。

1.3 各功能部分簡介

Codec部分：①1個ADC通道；②低通濾波；③模擬輸入和模擬輸出增益控制；④1個16位與外部主處理器接口的串口；⑤最大采樣速率可達11.025kHz。

模擬混合電路部分：①1個集成放大器，其增益和濾波器頻率可由外部的電容和電阻設(shè)定；②1個可編程增益放大器和1個8Ω的差分話筒驅(qū)動器相連，通過對控制寄存器進行編程，話筒驅(qū)動器可以設(shè)置為0dB增益或者不發(fā)聲，通過編程，話筒驅(qū)動器的輸入可以選擇放大了的DAC輸出（Data_Out PGA），也可以是ADC的輸入信號；③變換器的參考電壓輸入端（DT_REF）應(yīng)接2.5V或1.5V電壓（當DACDD是5V時，應(yīng)接2.5V；當DAVDD是3.3V時，應(yīng)接1.5V）。

邏輯和其它電路部分：邏輯電路的功能是執(zhí)行串口操作以及通過串口的二次通信對控制寄存器進行編程。這些控制寄存器用于設(shè)置放大器增益，選擇循環(huán)功能以及讀取ADC的溢出標志等。此外，還有一個Flash寫命名能電路，它提供了一個外部的邏輯輸入，并且可以為外部存儲器設(shè)備的寫使能電路提供電源，這個Flash寫使能電路采用數(shù)字電源供電。

2 硬件連接

AD545與VC5402硬件連接原理如圖2所示。

AD545的幀同步信號可以是高電平有效，也可以是低電平有效，這取決于AD545串行接口模式選擇引腳SI_SEL的狀態(tài)。本設(shè)計采用低電平有效方式和VC5402接口，因此，AD545的串行接口模式選擇SI_SEL接高電平DVDD。

3 軟件設(shè)計

3.1 串行通信工作時序

DSP與Codec串行通信工作時序如圖3所示。

3.2 VC5402 DSP的McBSP寄存器設(shè)置

McBSP應(yīng)該配置成單相位通信、16位字長的標準模式。由于AD545提供了串行時鐘和幀同步時鐘信號，因此，不必要配置McBSP的采樣速率發(fā)生器。鑒于上述的串行通信工時序圖，表1給出了McBSP控制寄存器的典型配置值。

表1 VC5402 DSP的McBSP控制寄存器的典型配置值

McBSP的控制寄存器名設(shè)置值（16位）SPCR x (串口控制寄存器1)0000000000000001B（0001HSPCR2x (串口控制寄存器2)1000000000000000B（8000HRCR1x (接收控制寄存器1)0000000001000000B（0040HRCR2x (接收控制寄存器2)0000000000000100B（0004HXCR1x (發(fā)送控制寄存器1)0000000001000000B（0040HXCR2x (發(fā)送控制寄存器2)0000000000000100B（0004HPCRx (幀控制寄存器)0000000000001110B（000EH

3.3 AD545寄存器設(shè)置

DSP對AD545控制寄存器的設(shè)置是通過串行通信來完成的。主通信在DSP和AD545的ADC通道和DAC通道之間傳輸實際信號數(shù)據(jù)，二次通信用來配置AD545的控制寄存器。二次通信是在主通道期間通過設(shè)置所傳輸?shù)紸D545中數(shù)據(jù)字的最低有效位（LSB）的值來標識的。如果LSB是1，則下一個通信周期是二次通信周期，AD545所接收到的數(shù)據(jù)就會被變換來對控制寄存器進行寫入操作。圖4給出了主通信數(shù)據(jù)格式。

在二次通信期間，通過DT_DIN傳輸?shù)紸D545的數(shù)據(jù)包含了AD545控制寄存器的地址信息、一位表示寄存器是否正在被讀或?qū)懙奈恍畔⒁约霸趯懠拇嫫鳡顟B(tài)下將被寫到寄存器的數(shù)據(jù)信息。如圖5所示，是在寫寄存器狀態(tài)下的數(shù)據(jù)格式，其中bit15和bit14為缺省值00，bit13為讀/寫位（1表示寫，0表示讀）。

AD545僅有兩個控制寄存器（標識為1和2）。程序代碼中所提供的控制寄存

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