12位A/D转换器ADS7864在电网谐波分析仪中的应用分析

　　在许多相关文献中，为保证DSP运行速度与A/D转换器响应速度相匹配，往往采用片内I/O口与A/D转换器接口，依靠软件实现A/D转换器的片选(CS)与数据读取控制(RD)，这种方式虽然可保证操作的可靠性，但同时也占用了DSP上的I/O口资源，而且具有接口连接的A/D转换器数量非常有限。

　　经过仔细分析，在电网谐波分析仪的硬件设计中F206与ADS7864仍然采用了传统的地址译码片选的接口方式，将F206的I/O空间选择端IS与地址线ADl2～ADl5先输入可编程逻辑器件GAL22V10，再输出片选信号CS。F206的RD端直接与ADS7864的读数据控制端RD端连接。

　　由于F206外部数据总线为16位，可将ADS7864的输出数据宽度控制端BYTE接地，16位输出直接与F206的数据总线相连。

　　由于在电网谐波分析中要求同时对三相电压、电流信号进行采样，所以ADS7864的采样保持启动控制端HOLDA、HOLDB、HOLDC直接与F206的I01端连接，当I01输出低电平时，同时启动三组6路信号的采样保持并进行转换。
在谐波分析仪的设计中，ADS7864的数据读取采用地址模式，每次转换结束后，由ADS7864的BUSY端通过反相器向F206的INT2端发出中断信号，完成一次6路信号的采样转换共响应3次中断，在每次中断服务程序中读取相应地址的转换数据。

5 结束语

　　根据笔者长期的设计体会，在DSP与A/D转换器接口的硬件与软件设计过程中，有几个带有共性的问题需要引起足够的重视：

(1)地址建立时间对接口的影响

　　在微处理器系统中为保证正确读取数据，在读数据控制信号RD有效前，需要提前建立地址总线信号，这一时间称为地址建立时间。在40 MHz主频时，F206的地址建立时间最小值为8.5 ns，而ADS7864要求的地址建立时间至少为10 ns(使用8MHz外部时钟时，下同)。显然，由于地址建立时间的约束，F206在40 MHz主频时不能采用传统的地址译码片选方式与ADS7864接口，为保证时序的要求，必须使用I/0口。

　　当F206工作在20 MHz主频时，地址建立时间为2l ns，则可以采用传统的地址译码片选方式与ADS7864接口，这也是本文实际应用的接口方式。

(2)数据建立时间对接口的影响

　　为保证微处理器可靠地读取数据，在距读数据控制信号RD上升沿一段时间时，数据就应稳定地出现在数据总线上，这一时间称为数据建立时间。在ADS7864中，要求读数据控制信号RD和片选信号CS在输出数据有效前必须保持低电平至少30 ns，但是当工作在20 MHz主频时，F206的读数据控制信号RD所能提供的数据建立时间在20 MHz主颍时最少为30 ns，显然是不能可靠满足要求的，必须使用F206的软件状态等待发生器来产生等待信号以读取数据。

　　综上所述，在DSP与A/D转换器的接口设计中，只要仔细分析并充分考虑DSP运行速度与A/D转换器响应时间之间的关系，并充分发挥DSP上软件等待状态发生器的作用，完全可以采用传统的地址译码片选方式实现DSP与A/D转换器之间的可靠接口，从而节约宝贵的I/O口资源。