基于McBSP的高速串行数据采集系统设计

1. 序言

本文介绍了基于TI公司的新一代DSP芯片TMS320C6711和AD公司的串行模数转换芯片AD974的嵌入式数据采集系统的设计方法。

TMS320C6711是32bit浮点信号处理器，核心电压1.8V，工作频率100-150MHz，2级Cache，运算速度 900MFLOPS。其多通道缓冲串口（Multi-channel Buffered Serial Port，McBSP）可直接与AD974进行串口连接，为系统提供高性能的A/D转换和数据处理能力。

AD974是美国模拟器件公司生产的一个200kSPS、4通道、16位数据采集系统。具有高通过率、低功耗、高精度等特性，此外，该器件还集成了外围器件，并采用串行通讯方式，因而可极大地简化数据采集电路的设计，非常适合于体积小、信号复杂的应用系统，如工业控制、医疗仪器等。

2. AD974芯片的特点及工作原理

2.1 AD974芯片的特点

AD974是一个四通道、16位串行通讯数据采集模数转换器。该器件内含模拟输入多路转换器、高速16位采样模数转换器和+2.5V参考电压。从应用角度看，AD974具有如下特点：

（1）支持复杂的信号采集系统。具有四个单端的模拟输入通道，能提供多种可设置的模拟输入范围，包括0V～4V、0V～5V或-10V～+10V；
（2）采用串行接口。与大多数微处理器的串行接口兼容，具有数据传送效率高、数据连线少的特点；
（3）可简化电路的设计，AD974由单电源+5V供电，并且只需较少的外围电路。为了达到简化电路设计的目的，AD974内部还集成了模拟输入多路转换器、高速逐次逼近开关电容ADC、时钟电路和内部2.5V参考电压电路等（参考电压也可以由外部参考电路供应）；

（4）高通过率、低功耗。AD974可提供200kSPS的高通过率，而功率耗散最大却只有120mW，因此其转换速率可以高达2kSPS/mW。此外，在掉电模式下，AD974的功耗仅为50μW（典型值）。