基于AD73360和TMS320F2812的数据采集系统设计

　　这些寄存器中每一位的详细含义请参阅TMS320F2812技术手册，其中一些重要参数将在下面提到。

2 系统实现

　　在图2所示的系统框图中，A/D转换器AD73360将模拟输入量转换成数字量，TMS320F2812负责从AD73360读取数字量并进行相应的计算，计算结果则通过RS232C和RS485标准串行口传输给上位机。在这个系统中，难点在于AD73360与TMS320F2812的接口设计。

2.1 AD73360与TMS320F2812的通信接口设计

　　AD73360具有一个同步串行通信接口SPORT与上位机通信，该接口可以很好地兼容现在大多数的DSP。本文利用TMS320F2812的多通道缓冲串口McBSP与AD73360进行通信。

2.1.1 AD73360与TMS320F2812之间的连接方式

　　根据对AD73360的同步串行通信接口SPORT的分析可知，在首次上电和复位后AD73360便进入编程状态，自动产生输出帧同步信号，该信号不受外部器件的影响。所以在AD73360与TMS320F2812的通信接口中，AD73360应为主设备，TMS320F2812应为从设备。主从关系确定以后，才可以确定信号线的连接方式和程序设计。
　　两者之间的信号线连接方式如图7所示，AD73360的输出帧同步端SDOFS不仅连接到DSP的两个帧同步端MFSRA和MFSXA，而且还连接到自己的输入帧同步端SDIFS。其同步时钟SCLK端也同时连到DSP的两个时钟端MCLKXA和MCLKRA。另外，DSP的两个通用I/O端口GPIOA0、GPIOA1则连接到AD73360的复位端和串行接口使能端SE，实现对AD73360的控制。

2.1.2 DSP的McBSP配置

　　McBSP的配置应以AD73360的时序图为依据。分析图3～图6，可以得出McBSP的一些重要参数如下：
　　(1) 发送帧同步MFSXA为高电平有效，FSXP=0。
　　(2) 接收帧同步MFSRA为高电平有效，FSRP=0。
　　(3) 帧同步均为输入，FSRM= 0，FSXM=0。
　　(4) 发送时钟MCLKXA和接收时钟MCLKRA均为输入，CLKXM=0，CLKRM=0。
　　(5) 数据输出在发送时钟的上升沿，CLKXP=0。
　　(6) 数据接收采样在接收时钟的下降沿，CLKRP=0。
　　(7) 单相帧，RPHASE=0，XPHASE=0。
　　(8) 每帧一个字，RFRLEN1=00b，XFRLEN1=00b。
　　(9) 每个字16位，RWDLEN1=010b，XWDLEN1=010b。
　　(10)数据延迟为1位，RDATDLY=01b，XDATDLY=01b。
　　确定了以上各个参数的值，才可以在程序中正确配置McBSP的各个寄存器。

2.1.3 DSP程序设计

　　DSP程序采用C语言编写，在TI公司的集成开发环境CCS2.0下调试通过。程序流程如图8所示，主要包括DSP端口（GPIO和McBSP）初始化、AD73360初始化（复位和输出控制命令）、等待接收A/D转换数据等步骤。

　　初始化GPIO主要是配置GPIOA0和GPIOA1，分别控制AD73360的复位端和串行接口使能端SE。初始化McBSP是按照上文所述的重要参数值配置各个寄存器，使McBSP的工作方式与AD73360吻合。各寄存器的具体值如下：
　　RCR2 = 0x0041；
　　RCR1 = 0x0040；
　　XCR2 = 0x0041；
　　XCR1 = 0x0040；
　　SRGR2 = 0x2000；
　　SRGR1 = 0x0101；
　　PCR = 0x0000；
　　MFFINT = 0x0004；
　　初始化AD73360的流程如图9所示。TMS320F2812与AD73360接口系统设计中最关键的部分是AD73360的初始化。由于AD73360是主设备，TMS320F2812是从设备，所以帧同步信号由AD73360发出。TMS320F2812需要在每个帧同步信号到来之前准备好要发送的数据，要做到这一点，首先，在AD73360开始工作前将要发送的数据写入发送寄存器DXR1中；然后，将AD_SE置为高电平，AD73360的SPORT开始工作。当帧同步信号到来后，DSP将数据发送给AD，同时接收数据。随后及时将下一个数据写入发送寄存器DXR1中。这样在每一个帧同步信号到来时，DXR1中都有正确的数据以供发送。

　　AD7336初始化完成后，就自动采样并输出采样数据。为了提高DSP程序的效率，应采用中断方式接收测量数据。TMS320F2812的中断系统通过外设中断扩展PIE（Peripheral Interrupt Expansion）模块来控制。PIE可以支持96个独立中断，并分成12组，每组8个中断。通过切换开关，可以使每组中断对应一个CPU内核中断线，12组共需12根CPU内核中断线(INT1～INT12)。McBSP的接收中断MRINT位于第6组的第5位，中断初始化程序不再赘述。

2.2 两片AD73360级联与TMS320F2812的接口设计

　　如果想要增加模拟通道的数目，可以将多片AD73360级联起来。如图10所示，两片AD73360级联起来可以获得12个模拟通道。AD73360片1的SDI接DSP的MDXA，SDO、SDOFS分别接片2的SDI、SDIFS。AD73360片2的SDO接DSP的MDRA、SDOFS则接片1的SDIFS和DSP的MFSXA、MFSRA。数据的流程可以归纳为：(1)流出DSP方向：DSP→AD73360片1→AD73360片2；(2)流入DSP方向：AD73360片1→AD73360片2→DSP。