模拟音频芯片在数据采集过程二次通讯中的应用

1音频模拟芯片tlc320ad50c

ti公司的tlc320ad50c采用过采样σδ技术，在dac前有一个插值滤波器，在adc后有一个抽样滤波器，这种结构使系统接收、发送可同时进行。而且tlc320ad50c可实现高分辨率，低速信号，高采样率(最高可达22.5kb/s)的ad/da转换。它由一对16位的同步串行转换通道组成，可直接和dsp连接进行通信。　　

tlc320ad50c的特点如下：　　

(1)器件中的adc为64倍过采样，dac为256倍过采样(内部)；

(2)带有内建抗混叠滤波器和sinx/x补偿；

(3)可配置成主机或从机方式，一个串行接口可支持3个从设备和dsp进行通讯。　　

tlc320ad50c中的可选项和电路配置可以通过串行口进行编程，具体可编程项有：复位，掉电，通信协议，串行时钟率，信号采样率，增益控制，测试模式等。　　

tlc320ad50c有7个控制寄存器，其中主要4个寄存器功能如表1。由于寄存器4可修改采样频率，所以可能经常被修改，二次通讯很多涉及到它。

2tlc320ad50c与tms320c30dsp芯片的连接　　

tms320c30是ti公司浮点运算dsp芯片中比较典型的一种，它的主时钟达到40mhz，采用32位 浮点运算处理器，可以实现自适应信号处理和信号转换等高速浮点运算，是一种性价比很高的产品。

本文采用tlc320ad50c和tms320c30的接口电路完成数据的采集和tlc320ad50c寄存器的读写 过程。tms320c30和tlc320ad50c的接口电路如图1。

芯片连接的主要引脚有复位信号reset；同步信号：ad50c上fs，fsd(延迟帧信号)，tms320c30上fsx(帧发送信号)，fsr(帧接收信号)；数据读写信号：din，dout，dx，dr；时钟信号：sclk，mclk，clkx；二次通信请求：ad50c上fc，c30上xf。在时钟信号作用下，c30的帧信号(fsx，fsr)及数据的传输(dr，dx)时序图如图2。片外复位电路提供上电复位，晶振电路可提供10mhz以上的主时钟频率，数据采样频率和其他时钟信号均由此频率分配。c30与ad50c之间有两种通信格式，即主串行通信格式和二次串行通信格式。前者用来接收和发送转换信号，后者在有请求的时候才进行二次通信。在主串行通信格式时，有两种数据传送模式：16位和15+1位，可通过控制寄存器设定，省却情况下为15+1位。采用15+1位传送模式，其最低位d0为非数据位，输入dac数据的d0位为二次通信请求位，输出adc数据的d0位为m/s脚的状态位。　　

二次通信只有在发出请求时产生，当首次通信采用15+1位模式时，可以用d0进行二次通信请求，当首次通信采用16位模式时，则必须由fc脚输入信号来产生二次通信请求。二次通信数据格式如图2中所示，其中d7～d0为控制寄存器数据，d12～d8为控制寄存器地址，d13=1为读控制寄存器数据，d13=0对控制寄存器写数据。通过二次通信，可实现tlc320ad50c初始化和修改tlc320ad50c内部控制寄存器。

3数据采集电路及通讯软件实现

主ad50c的fsd接到从片的fs端，见图3。

首先对相关寄存器进行设置。如果需要8khz采样速率的模拟信号，且送到tms320c30器件的时钟输入频率是30mhz，则下面的值应该加载进c30串口和定时器。

具体通信过程如下：ad50c数据输入输出与c30数据接收管脚相连，ad50c发出的帧频信号通过fs脚与c30达到同步，fsd为同步延时信号，主要用来扩展主从器件，ad50c上m/s可控制ad50c的主从方式。c30中时钟和同步信号脚可用软件设置成外部输入，这样数据发送/接收，帧同步，时钟信号均由ad50c产生，主时钟(mclk)信号由晶振提供，fc、xf端作为二次通讯请求，假设数据传输格式为16位，则fc高电平时发出二次通讯请求。　　

程序的流程图见图4。

4结束语　

本文就两种典型的芯片连接进行了介绍，从而很好地实现了数据的采集过程中寄存器的数据读写，在实际中也得到了很好的应用。