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1、DSP技术与应用课程设计选题名称: A/D接口设计 系（院）: 计算机工程学院 专 业: 计算机科学与技术（嵌入式方向） 班 级: 计算机1073 姓 名: 学 号: 指导教师: 学年学期: 2009 2010 学年 第 2 学期 2010年 6 月 10 日摘要： 在DSP的外部设备中，A/D（模数转换器）是一个十分重要的器件，A/D先将模拟信号转换成数字信号，A/D 转换器是将模拟信号转换为数字信号，转换过程通过采样、保持、量化和编码四个步骤完成，DSP接受A/D输出的数字信号进行信号处理。这次课程设计中使用TLV1571和TMS320VC5416芯片来实现模数转换。通过配TLV1571的
2、两个控制寄存器CR0和CR1选择不同的工作方式，数据总线D8和D9引脚，也就是A0和A1引脚，用于区分配置哪一个寄存器，00表示配置CR0，01表示配置CR1,10和11无效；数据总线其余8位用于配置控制寄存器。TLV1571收到写信号脉冲信号后，就会将数据总线的值写入相应的控制寄存器。实验中只使用INT0与INT1，其他中断使用RETE直接返回，防止误入使用。关键词：A/D；TLV1571;C5416;中断；控制寄存器目录1 引言12 CCS软件概述13 TLV1571的原理及应用13.1 TLV1571的内部结构23.2 TLV1571引脚与其功能23.3 TLV1571 控制寄存器的配置
3、33.4 TLV1571自测方式43.5 TLV1571的基准电压输入43.6 TLV1571的接地44 主程序的运行和调试过程54.1 建立工程文件54.2 编译、链接和运行目标文件54.3 仿真运行输出目标文件54.4 查看存储器信息64.5 设置断点64.6 设置探针64.7 图形显示65 硬件原理图76 程序代码及说明86.1 A/D主程序86.2 中断程序106.3 CMD程序137 程序运行结果13总 结15参考文献16 / 文档可自由编辑打印1 引言随着计算机、通信和多媒体技术的飞速发展，全球高新技术领域数字化的程度已不断加深。如今电子产业已经形成了以数字技术为主体的格局，特别是
4、半导体产业显的尤为突出。半导体技术数字化和集成化的日益提高，在推动微控制（MCU）、数字信号处理器（DSP）、微机械电子系统（MEMS）的发展中，也推动了“嵌入” 或“隐性”模数转换技术的发展。在这些因素的影响下，模数转换技术正朝着高精度、高速度的发展方向迈进。 为了适应模数转换发展的要求，模数转换技术也变得越来越复杂。 DSP数字信号处理(Digital SignalProcessing，简称DSP)是一门涉及许多学科而又广泛应用于许多领域的新兴学科。20世纪60年代以来，随着计算机和信息技术的飞速发展，数字信号处理技术应运而生并得到迅速的发展。数字信号处理是一种通过使用数学技巧执行转换或提
5、取信息，来处理现实信号的方法，这些信号由数字序列表示。在过去的二十多年时间里，数字信号处理已经在通信等领域得到极为广泛的应用。2 CCS软件概述1999年，TI推出了Code Composer Studio(以下简称CCS)集成开发环境。CCS的出现时DSP开发软件的一次革命性变化。CCS集成的源代码编辑环境，使程序的调试与修改更为方便；CCS集成的代码生成工具，使开发设计人员不必在DOS窗口键入大量的命令及参数；CCS集成的调试工具，是调试程序一目了然，大量的观察窗口使程序调试与修改得心应手。更为重要的是，CCS加速和增强了实时、嵌入信号处理的开发过程，提供了配置、构造、调试、跟踪和分析程序
6、的工具，在基本代码生成工具的基础上增加了调试和实时分析的功能。开发设计人员可在不中断程序运行的情况下查看算法的对错，实现对硬件的实时跟踪调试，从而大大缩短了程序的开发时间。CCS在Windows操作系统下运行，它集成了非集成开发环境的所有功能，并扩展了许多其他的功能15。本次毕业设计采用CCS集成开发环境，在该环境下，不用在单独调用汇编命令进行程序设计，汇编和链接，只要设置好了环境变量，就可以进行软件的开发，调试，汇编和链接，并可以将输出目标文件写到目标版中；我们使用CCS1.2版本，用于C54XDSP应用程序的开发。3 TLV1571的原理及应用3.1 TLV1571的内部结构 TLV157
7、1 的内部结构如图 3.1 所示。TLV1571 的时钟源有内部时钟和外部时钟两种方式。TLV1571 的时钟信号可以由 CLK 从外部引入，也可以由 TLV1571 的内部时钟产生。和一般 AD 转换器不同，TLV1571 外部时钟信号必须经过 TLV1571 内部 MUX 时钟电路来提供给各 个通道。由于 TLV1571 内部本身也带有时钟，因此 TLV1571 对各种时钟信号都兼容，这些时钟信号包括正弦波或者方波、TTL 电平或者 CMOS 电平。 图3.1TLV1571 的内部结构3.2 TLV1571引脚与其功能外部模拟信号从 TLV1571 的 AIN 引脚输入，信号到达 TLV1
8、571 的中心元（10bit 触发式AD），将模拟信号转换为数字信号，同时TLV1571内部的输入寄存器和逻辑控制 元控 制信号转变的方式，数字信号经过逻辑校 元到达三态数据输出寄存器输出。此外，TLV1571 提供外部数据输出中断信号 INT 引脚，该引脚信号连接到 DSP 的中断信号，DSP 收到中断信号就可以读取数据总线，获得采样信号。 TLV1571 的引脚分布如图3.2 所示。其中 CS 是片选信号，用于选通芯片；RD 是读信号，即 DSP 每读取一个数据通过该引脚通知TLV1571，TLV1571 从而开始下一次采样；WR 是 写信号，对 TLV1571 初始化寄存器，通过该引脚通
9、知 TLV1571，TLV1571 从而将数据总线 的数据写入到其内部寄存器；REFP 是高电平参考电压，一般直接连接到 VCC；REFM 是低 电平参考电压，一般直接连接到地。 图2.2引脚分布3.3 TLV1571 控制寄存器的配置TLV1571 的控制寄存器用于配置采样控制。TLV1571 有两个控制寄存器 CR0 和 CR1，它们都必须由用户配置。通过配置控制寄存器，TLV1571 可以选择不同的工作方式。数据总线的 D9 和 D8 引脚，也就是 A1 和 A0 引脚，用于区分当前配置哪一个寄存器，00 表示配置 CR0 寄存器，01 表示配置 CR1 寄存器，10和11无效；数据总线
10、其余的8bit用于配置控制寄 存器。TLV1571 收到写信号脉冲信号后，就会将数据总线的值写入相应的控制寄存器。TLV1571 内置有 10MHz 的振荡器，通过设置 CR1 寄存器的 D6 位，可使内部振荡器的 速度提高 1 倍。如果 D6=0，内部振荡器的速度不变；如果 D6=1，内部振荡器的速度提高到 20MHz。通过设置 CR1 寄存器的 D3 位，可以设置 TLV1571 数字信号输出格式。如果 D3=0， 输出数据格式是直接二进制格式；如果 D3=1，输出数据格式是二进制的补码格式。TLV1571 的启动方式由 CR0 寄存器的 D7 位决定，表3.1 给出了 TLV1571 转
11、换启动方式 的说明。 方式启动方式说 明通道输入 CR0.D3=0 CR1.D7=0硬件启动 CR0.D7=0 CSTART 下降沿启动采样 CSTART 上升沿启动转换 INT 方式时，每次转换后产生一个 INT 脉冲 EOC 方式时，转换开始时 EOC 将由高电平变至低电平，转换结束时返 回高电平 软件启动 CR0.D7=1 最初由 WR 的上升沿启动采样。在 RD 的上升沿发生采样 采样开始后的 6 个时钟后开始转换，INT 方式时，每次转换后产生一个 INT 脉冲 EOC 方式时，转换开始时 EOC 由高电平变至低电平，转换结束时返回 高电平 表3.1 TLV1571 转换启动方式3.
12、4 TLV1571自测方式对于 TLV1571，通道输入设置 CR0.D3=0，CR1.D7=0；采用软件启动设置 CR0.D7=1； 采用内部时钟源方式设置 CR0.D5=0；时钟为 20MHz 设置 CR1.D6=1；采用二进制输出方式 设置 CR1.D3=0。最终控制寄存器的设置为 CR0=0080H，CR1=0140H，将这两个数据写到控 制寄存器，TLV1571 将按照以上设置开始工作。TLV1571 提供 3 种自测试方式，并通过写 CR1 寄存器的 D1 和 D0 位来控制这 3 种测试 方式。这些方式可用于不必提供外部信号就可检查 TLV1571 本身工作是否正常。具体方法如
13、表3.2 所示。 CR1(D1,D0)自测试电压数字输出D1=0,D0=0正常工作方式N/AD1=0,D0=1将VREFM作为基准电压加到A/D000hD1=1,D0=0将（VREFPVREFM）/2作为基准电压加到A/D200hD1=1,D0=1将VIN= VREFP作为基准电压加到A/D3FFh表3.2TLV1571自测方式3.5 TLV1571的基准电压输入TLV1571 具有两个基准电压输入引脚：REFP 和 REFM。REFP 引脚的电压，是输入模拟 信号的最大值；REFM 引脚的电压，是输入模拟信号的最小值；REFP、REFM 以及模拟输入 一般不超出正电源电压或低于 GND，它们
14、符合 TLV1571 规定的极参数。当输入信号等于 或高于 REFP 时，数字输出为最大值；当输入信号等于或小于 REFM 时，数字输出为零。 3.6 TLV1571的接地为了制反馈到电源和基准电压的高频瞬变和随机噪声，要注意印制电路板的设计。为此，要求充分考虑旁路电容和基准引脚之间的距离。在许多情况下，0.1F 瓷片电容足以 在宽频带范围内保持低阻抗，但由于它们的频率在很大程度上取决于各电源引脚的靠近 程度，所以电容要尽可能放在靠近电源引脚的地方。为了减少高频和噪声耦合，推荐把数 字和模拟地在芯片引脚处立即短路（可在引脚 DGND 和 AGND 之间布一条低的阻抗线来实现）。4 主程序的运行和调试过程4.1 建立工程文件在CCS环境下，开发汇编应用程序，首先要建立一个工程项目文件，然后向工程项目文件中添加汇编程序文件(.asm)，链接命令文件(.cmd)等等。 (1)建立一个新的工程项目文件执行Project-New命令，所示对话框将.mak文件建立在D/myproject目录下，输入项目文件名yym，单击确定。(2)向工程文件中添加文件执行Project-Add Files To Project命令，分别为项目文件添加汇编程序文件(.asm)，链接命令文件(.cmd)。完成了汇编程序文件和链接命令的添加，下面就可以进行汇编程序的编辑，编译和目标文件的创建了。4.2
