聲強測試系統中MAX125與TMS320VC5409的接口

圖1為聲強測試系統的結構簡圖，圖中多路聲強信號在MAX125中實現A/D轉換后，采樣結果通過中斷方式輸入DSP中進行運算處理(FFT變換、相關分析、功率譜分析等)，處理結果由USB接口送至主控計算機存儲和顯示。CPLD實現模塊接口控制邏輯，包括地址跟隨、數據鎖存等功能，8254則為MAX125等提供時鐘信號，便于上位機對時鐘信號的控制。

MAX125與TMS320C54的接口電路示圖2，在系統中，多路聲強模擬信號分別接MAX125的CH1A-CH4A和CH1B-CH4B通道上，MAX125實現A/D轉換后通過接口讀入TMS320C54進行信號處理。MAX125與TMS320C54之間的接口設計主要要考慮兩個問題：3V和5V混合邏輯的設計：C54的外圍工作電壓為3.3V，而它的外圍器件包括MAX125一般工作在5V，必須為DSP和外圍芯片設計一個安全可靠的接口；速度匹配問題：MAX125的時序要求兩次讀操作之間的延遲時間不小于40nS, TMS320C54的指令執行周期為10nS.所以，DSP讀寫A/D時必須解決速度匹配問題。 

如圖2所示，C54的數據總線掛有一個SN74LVT1645A，它是TI公司的3.3V和5V雙向收發器， SN74LVT1645A可以看作兩個8位收發器或一個16位收發器。收發的方向由兩個方向控制引腳(DIR)控制。這樣在數據總線上既可為DSP提供驅動5V數字電路的能力，也可為DSP提供5V信號讀入的保護。所以使用SN74LVT1645A可以為DSP擴展多個外設提供可靠的接口，解決了3.3V和5V混合邏輯設計問題。TMS320VC54X與慢速器件接口可采用硬件或軟件的方法插入等待狀態。軟件的方法插入等待狀態的 方法是通過TMS320C54X內部一個軟件等待狀態寄存器實現的，它最多插入7可等待狀態，非常方便。通過分析在與MAX125接口中最多插入三個等待狀態即可，所以在接口中我們采用了軟件插入等待周期的方法。時鐘信號CLK和啟動轉換信號由可編程計數器/定時器8254為MAX125提供，8254則由上位機通過USB接口控制，從而上位機可以通過USB接口控制MAX125的采樣頻率。高速譯碼器SN74AHCT138用于產生MAX125所需的讀寫信號、和片選信號，簡化了電路結構。TMS320VC54和MAX125之間采了中斷控制的工作方式，在MAX125每完成一次A/D轉換以后，它通過中斷通知TMS320VC54讀取數據，在MAX125進行A/D轉換時，它不受MAX125的影響，這樣提高了TMS320VC54的工作效率。

MAX125與TMS320VC54接口程序

下面給出了MAX125中4通道采樣的接口程序，程序中采用中斷方式讀取數據。將MAX125的端口作為TMS320VC54擴展的外部存儲單元。

MAX125端口占用的地址空間為：

工作方式編程地址ADIN=8000;

獲取轉換結果的地址ADOUT＝800C

ADIN    .set  8000h

ADOUT   .set  800Ch

DSPIN   .set  0800h   ；0800h為DSP內部

       數據緩存區間的首地址

中斷矢量程序

int2: B INT

NOP

NOP

.space 13*4*16  

接口初始化程序

_c_int00:

LD    #0,DP            ;設置頁指針

STM   #3000h,SP   ;設置堆棧指針

SSBX  INTM         ;關閉所有中斷

STM   #0F4BFh,SWWSR ;設置等待

       發生器

ST    #3h,ADIN      ;設置B組四通道

      采樣

STM   #0F6FFh,SWWSR ;設置等待

       發生器

STM   #0FFFFh,IFR    ;清除中斷標志

       寄存器

STM   #0004h,IMR    ;開放中斷2

RSBX  INTM             ;開放所有中斷

中斷子程序

INT   PSHM  AR3

PSHM  AR2

PSHM  AR0           ;保護現場

STM   #1,ARO          

STM   #2048,BK

STM   #ADOUT,AR2

STM   #DSPIN,AR3

RPT   #3

MVDD  *AR2,*AR3+0% ;

       四次讀操作

POPM  AR0

POPM  AR2

POPM  AR3           ;恢復現場

RETE

.end

程序設計中要注意下面的問題：

MAX125的時序要求兩次讀操作之間的延遲時間不小于40nS,而TMS320VC5409的指令執行周期為10nS。所以，TMS320VC5409讀寫A/D時必須插入等待周期.在進行存儲器寫操作時，TMS320VC5409需兩個機器周期；在進行存儲器讀操作時，TMS320VC5409只需一個機器周期。由此可以得出，在MAX125與TMS320VC5409的接口中，對MAX125的寫操作至少需要插入兩個機器周期；讀操作時至少需要插入三個周期。

結語

本接口電路簡單、成本低廉，充分利用了MAX125的多同道A/D轉換功能和TMS320VC5409較強的數據處理能力，滿足了多同道聲強測量的要求。目前，該電路已運用于安徽省十五重點項目“智能聲強測試系統”中，效果良好。