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单片机在高速数据采集中的接口设计

发布时间:2020-07-08 发布时间:
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概述

TMS320VC5402是TI公司的第五代DSP专门基于数字信号处理的低功耗的DSP芯片,工作频率高达10ns,在数字信号处理中应用广泛。该芯片提供了2个MCBSP,既可以工作在SPI模式又可以工作在通用串口模式,在系统设计中应用灵活。MAX121是MAXIM公司推出的带有专用DSP接口的14位具有片上T/H、低漂移、低噪声、低功耗快速转换的模拟/数字转换器,功耗只有210mW,转换时间为2.9 s,78dB的SIND,可以和TMS320系列DSP、ADSP系列和Motorola系列单片机进行连接,设计简单。

MAX121芯片介绍

MAX121工作参数

VDD对DGND 0.3~+6V;VSS对DGND +0.3~ 7V;

AIN对AGND 15V;AGND对DGND 0.3V;

数字输入对DGND(CS、CONVST、MODE、CLKIN、INVCLK、INVFRM)-0.3(Vdd+0.3V);

数字输出对DGND(SFRM、FSTRT、SCLK、SDATA)+0.3(Vdd+0.3V);强度超出上述极限参数可能导致器件的永久性损坏。这些参数只是极限参数,并不意味着在极限参数条件下,或者任何其它超出技术规范规定的工作条件下器件能有效工作。

MAX121的工作原理 如图2,当转换开始时,缓冲器与AIN端断开,对输入信号采样。在转换结束时,缓冲器输入端又连接到AIN端,而且保持电容跟踪输入电压。无论何时,只要转换没有进行,T/H就处于跟踪模式。在转换开始以后,保持模式启动时间接近10ns(窗口延迟)。从一次转换到下一次转换延迟变化的典型时间为30ps(窗口抖动)。 [NextPage]

电路时钟频率

MAX121工作时需要一个与TTL、CMOS电平兼容的时钟,时钟频率的范围从0.1~5.5MHz。为满足2个时钟周期400ns采集时间的要求,最大时钟频率限制在5MHz。由于内部T/H电压下降速率的限制,所有模式的时钟频率不应低于0.1MHz。

输出数据

转换结果以16位串行数据流输出,前14位为数据位(首先为MSB),后2位为零。输出数据为二进制补码形式。在CLKIN的上升沿,数据在SDATA端同步输出。输出数据可用FSTRT或者SFRM输出来分帧。要求每次转换最少为18个时钟周期,以获得有效输出。

高速接口设计及编程

MAX121共有三种工作方式:

1 )由/CONVST控制转换;

2 )/CS控制转换;

3 )连续模式。

三种模式中第一种是用于和DSP以及其他微处理器连接,第二种用于多个器件组合应用,第三种MAX121工作在连续转换状态下,应用于数据的连续采样。



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