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1 硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)
本系統(tǒng)設(shè)計(jì)了由 2塊 LTC1859構(gòu)成 8通道的差分信號(hào)輸入,也可以實(shí)現(xiàn) 16通道的單路信號(hào)輸入,或者它們之間的組合,詳細(xì)電路如圖 1。本電路具有通用性,在實(shí)際應(yīng)用中性能穩(wěn)定,效果很好。下面針對(duì) LTC1859芯片引腳對(duì)對(duì)電路進(jìn)行詳細(xì)分析。
CH0~CH7是8路模擬輸入通道,在本系統(tǒng)中構(gòu)成了4路差分輸入信號(hào),每路差分輸入信號(hào)接3000P的濾波電容去干擾。 MUXOUT+、MUXOUT-為模擬復(fù)用器的正負(fù)輸出,把它們連在ADC+、ADC-上進(jìn)行正常操作。 Vref為2.5V的基準(zhǔn)電壓輸出。 ODD為數(shù)字輸出緩沖器的電源,這樣使SPI總線上的數(shù)字信號(hào)的電壓等于 ODD的接入電壓,本系統(tǒng)采用的 DSP2407,它對(duì)輸入的數(shù)字信號(hào)要求為3.3V,所以這里接的 3.3V電壓,就不需要另加電平轉(zhuǎn)換電路。 BUSY為輸出轉(zhuǎn)換器的狀態(tài),當(dāng)正在轉(zhuǎn)換中為低,轉(zhuǎn)換結(jié)束變高,連在 DSP的I/O口上, SDO為SPI總線的串行數(shù)據(jù)輸出,接在 DSP的SPISOMI引腳上,SDI為SPI總線的串行數(shù)據(jù)輸如,接在DSP的SPISIMO引腳上 ,SCK為SPI總線的時(shí)鐘,接在DSP的SPICLK上。RD為引腳SDO數(shù)字輸出的能使信號(hào),當(dāng) RD為低能使輸出,當(dāng) RD為高SDO為高阻抗,該引腳接在 DSP的I/O口上,由于 LTC1859沒有片選信號(hào),為了讓多片 LTC1859在總線上不發(fā)生沖突,把要工作的 LTC1859的RD置為低,把要沒工作的LTC1859的RD置為高。CONVST為啟動(dòng)轉(zhuǎn)換引腳。其它引腳分別接電源、數(shù)字地、模擬地,就不再詳細(xì)介紹。
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圖 1 硬件系統(tǒng)圖 Fig1 Hardware system configuration
2軟件設(shè)計(jì)
由于采用標(biāo)準(zhǔn) SPI總線通信,軟件的關(guān)鍵是 DSP和 LTC1859之間的時(shí)序匹配,首先介紹 LTC1859軟件配置。
2.1 LTC1859不管是在發(fā)送系統(tǒng)中還是接收系統(tǒng)中,都是在 SCK的下降沿傳輸,上升沿被捕獲,這就要求 DSP在進(jìn)行 SPI初始化時(shí)采用上升沿?zé)o延時(shí)模式。8位的控制字通過(guò) SDI輸入,用于配置 LTC1859以進(jìn)行下一個(gè)轉(zhuǎn)換,同時(shí)前一個(gè)轉(zhuǎn)換輸出在 SDO上輸出,在數(shù)據(jù)交換的末端在 CONVST上施加一個(gè)上升沿啟動(dòng)被請(qǐng)求的轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換完成后,轉(zhuǎn)換結(jié)果將在將在下一個(gè)數(shù)據(jù)傳送周期提供。LTC1859的 8位命令控制字在首 8個(gè) SCK的上升沿按時(shí)間順序記錄到 SDI輸入中,SDI隨后的輸入的位被忽略??刂谱值?8位定義如表 1
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其中復(fù)用器通道選擇如表 2
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其中輸入范圍選擇如表 3
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2.2下面詳細(xì)介紹軟件編寫,考慮到 SPI總線的時(shí)鐘很快,采用查詢方式,其軟件流程如圖 2,這里只介紹 LTC1859(1)的流程及源代碼,其它原理都一樣。
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圖 2流程圖 Fig2 Flow chart
程序源代碼及其詳細(xì)注釋:
void SPIAD_Init()
{ MCRB=MCRB | 0x001C; // SPISIMO,SPISOMI,SPICLK特殊功能方式 SPICCR=0x000F; // 16bit數(shù)據(jù), 上升沿?zé)o延時(shí)模式 SPICTL=0x0006; //禁止中斷 SPIBRR=0x0004; // 8M波特率 ,40M/5=8M SPICCR=SPICCR | 0x80;
}
void ADLTC()
{ PADATDIR=PADATDIR|0x1010; //將 A4即 LTC2RD置高 PADATDIR=PADATDIR&0xFFFD; //將 A1即 LTC1RD置低 PADATDIR=PADATDIR&0xFFFE; //將 A0即 LTC1CON(CONVST)置低 PADATDIR=PADATDIR|0x0101; //將A0即LTC1CON(CONVST)拉高啟動(dòng)轉(zhuǎn)換 asm(" NOP "); while((PADATDIR&0x0004)!=0x0000); //等待 A2即 LTC1BUSY(BUSY)變低 PADATDIR=PADATDIR&0xFFFE; //A2即 LTC1BUSY(BUSY)變低后再將 A0即 LTC1CON(CONVST)拉低 while((PADATDIR&0x0004)!=0x0004); //等待 A2即 LTC1BUSY(BUSY)變高 SPITXBUF=(0x0004<<8); // 輸入通道 1控制字,當(dāng) LTC1BUSY變高說(shuō)明轉(zhuǎn)換完成 ,則可寫入下次轉(zhuǎn)換的命令字 while((SPISTS&0x0040)!=0x0040); //等待總線傳輸
SPIRXBUF=SPIRXBUF; PADATDIR=PADATDIR|0x0101; asm(" NOP "); while((PADATDIR&0x0004)!=0x0000);PADATDIR=PADATDIR&0xFFFE;
while((PADATDIR&0x0004)!=0x0004); SPITXBUF=(0x0014<<8);
while((SPISTS&0x0040)!=0x0040);
/*虛讀寄存器以清除中斷標(biāo)志*/ //將A0即LTC1CON(CONVST)拉高啟動(dòng)轉(zhuǎn)換
//等待 A2即 LTC1BUSY(BUSY)變低 //A2即 LTC1BUSY(BUSY)變低后再將 A0即 LTC1CON(CONVST)拉低 //等待 A2即 LTC1BUSY(BUSY)變高 //輸入通道 2控制字,當(dāng) LTC1BUSY變高說(shuō)明轉(zhuǎn)換完成,則可寫入下次轉(zhuǎn)換的命令字 //等待總線傳輸
ADINRESULT[4]=(0x0FFF&SPIRXBUF); /*保存轉(zhuǎn)換結(jié)果 */ SPIRXBUF= SPIRXBUF; /*虛讀寄存器以清除中斷標(biāo)志*/ PADATDIR=PADATDIR|0X0101; //將 A0即 LTC1CON(CONVST)拉高啟動(dòng)轉(zhuǎn)換 asm(" NOP "); while((PADATDIR&0x0004)!=0x0000); //等待 A2即 LTC1BUSY(BUSY)變低 PADATDIR=PADATDIR&0xFFFE; //A2即 LTC1BUSY(BUSY)變低后再將
A0即 LTC1CON(CONVST)拉低 while((PADATDIR&0x0004)!=0x0004); //等待 A2即 LTC1BUSY(BUSY)變高 SPITXBUF=(0x0024<<8); //輸入通道3控制字當(dāng)LTC1BUSY變高說(shuō)明轉(zhuǎn)換完成,
則可寫入下次轉(zhuǎn)換的命令字
while((SPISTS&0x0040)!=0x0040); //等待總線傳輸
ADINRESULT[5]=SPIRXBUF; /*保存轉(zhuǎn)換結(jié)果 */
SPIRXBUF=SPIRXBUF; /*虛讀寄存器以清除中斷標(biāo)志*/
……………………………………………通道 3、4的轉(zhuǎn)換程序原理一樣 }
3 結(jié) 論
本文作者創(chuàng)新點(diǎn)是成功實(shí)現(xiàn)了基于 DSP和 LTC1859的 16位高精度數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),給出了全新實(shí)用的硬件和軟件設(shè)計(jì),特別適合差分信號(hào)和電壓范圍變化較大的系統(tǒng)該設(shè)計(jì),對(duì)與 LTC1859與其它的 CPU的設(shè)計(jì)也有很大的參考價(jià)值。該系統(tǒng)性價(jià)比高,具有一般通用性能,有一定的應(yīng)用推廣價(jià)值。
大家好,我是鲏。認(rèn)識(shí)我的朋友都知道,我是一個(gè)實(shí)踐派,相比研究枯燥的理論知識(shí),我更喜歡做自己想做的項(xiàng)目,用技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)自己的想法的感覺真的很棒。所以從大學(xué)期間一直到現(xiàn)在,除了工作中的項(xiàng)目外,我依然保持著自己做項(xiàng)目的習(xí)慣,有堅(jiān)...
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