音頻接口芯片TLC320AD50C與TMS320VC5402接口連接及軟件實(shí)現

目前發(fā)展起來(lái)的高速數字信號處理器(DSP)在語(yǔ)音處理系統中得到了廣泛應用。TMS320VC5402的TI公司生產(chǎn)的一種性能價(jià)格比較高的16位定點(diǎn)DSP。它的指令周期為10ns,具有運算速度快、通用性能、接口連接方便等特點(diǎn),尤其適合在語(yǔ)音編碼和通信中應用。

　　TLC320AD50C是TI公司生產(chǎn)的∑-Δ型A/D、D/A音頻接口芯片,為V3.4調制解調器以及音頻應用提供了通用的模擬接口,可以直接與TMS320VC5402相連。本文詳細介紹TLC320AD50C與TMS320VC5402的硬件接口連接和軟件設計。

　　1 TMS320VC5402的McBSP

　　TMS320VC5402有兩個(gè)McBSP(多通道緩存串行口)。

　　McBSP提供了全雙工的通信機制,以及雙緩存的發(fā)送寄存器和三緩存的接收寄存器,允許連續的數據流傳輸,數據長(cháng)度可以為8、12、16、20、24、32;同時(shí)還提供了A-律和μ-律壓擴,多達128個(gè)通道的發(fā)送和接收。McBSP通過(guò)7個(gè)引腳使得一個(gè)數據通路和一個(gè)控制通路與外部設備相連。數據經(jīng)McBSP與外設的通信通過(guò)DR和DX引腳傳輸,控制信號則由CLKX、CLKR、FSX、FSR等四條引腳來(lái)實(shí)現。CPU和DMA控制器可以讀取DRR的數據實(shí)現接收,并且可以對DXR寫(xiě)入數據實(shí)現發(fā)送。接收和發(fā)送幀同步脈沖既可以由內部采樣速率產(chǎn)生器產(chǎn)生,也可以由外部脈沖源驅動(dòng)。當FSR和FSX都為輸入時(shí)(FSXM=FSRM=0,外部脈沖源驅動(dòng)),McBSP分別在CLKR和CLKX的下降沿檢測,且DR的數據也在CLKR的下降沿進(jìn)行采樣。而當FSR和FSX都為輸出時(shí),則在CLKX和CLKR的上升沿進(jìn)行檢測。

　　16-bit的串行口控制寄存器SPCR和引腳控制寄存器PCR用來(lái)配置串行口;接收控制寄存器RCR和發(fā)送控制寄存器XCR分別設置接收和發(fā)送的不同參數,如幀長(cháng)度、每幀的數據長(cháng)度等。

　　圖1是當FSR和FSX為輸出時(shí)McBsp的發(fā)送和接收時(shí)序圖。另外,McBSP還可以通過(guò)(R/X)DATDLY設置接收和發(fā)送數據延遲,通過(guò)(R/X)PHASE設置接收和發(fā)送的多階段。

　　2 音頻模擬接口芯片TLC320AD50C

　　TLC320AD50C是TI生產(chǎn)的∑-Δ型單片音頻接口芯片。它集成了16位A/D和D/A轉換器,采樣速率最高可達22.05kb/s,其采樣速率可通過(guò)DSP編程來(lái)設置。在TLC320AD50C內部DAC之前有插值濾波器,而在A(yíng)DC之后有抽樣濾波器,接收和發(fā)送可以同時(shí)進(jìn)行。TLC320AD50C與TMS320VC5402之間采用串行通信方式,有兩種數據傳輸模式：16們傳輸模式和15+1位傳輸模式。若采用15+1位傳輸模式,其中的D0位用來(lái)表示二次通信。TLC320AD50C的數據傳輸時(shí)序如圖2所示。

　　該器件采用兩組模擬輸入和兩組模擬輸出,有足夠的共模抑制能力,可以工作在差分或單端方式。當模擬輸出時(shí),輸出端通常接600Ω的負載。

　　TLC320AD50C的工作由7個(gè)控制寄存器控制。其中,控制寄存器1：軟件復位以及DAC的16位或15+1位模式選擇。

　　控制寄存器2：ADC的16位或15+1位模式選擇。

　　控制寄存器4：選擇輸入和輸出放大器的增益;通過(guò)選擇N確定采樣速率fs;選擇PLL,如果選擇PL(D7=0),則fs=MCLK/(128N),否則(D7=1),fs=MCLK/(512N)。其中,N=1-8。

　　該器件工作方式的設定和采樣頻率均可以由DSP編程來(lái)實(shí)現,所以TLC320AD50C使用靈活、設置容易、與TMS320VC5402的連接易于實(shí)現。

　　3 TMS320VC5402與TLC320AD50C硬件連接及軟件實(shí)現

　　3.1 硬件連接

　　根據圖1和圖2的時(shí)序,則容易實(shí)現TLC320AD50C與TMS320VC5402的硬件連接,如圖3所示。

　　TLC320AD50C的MCLK外接8.192MHz的晶振,TMS320VC5402的FSX和FSR由TLC320AD50C設置。如果選擇D7=0,N=8,則采樣速率為8kHz。

　　3.2 通信協(xié)議

　　TLC320AD50C的通信有兩種格式：一次通信格式和二次通信格式。

　　一次通信格式的16位都用來(lái)傳輸數據。DAC的數據長(cháng)度由寄存器1的D0位決定。啟動(dòng)和復用時(shí),缺省值為15+1位模式,最后一位要求二次通信。如果工作在16位傳輸模式,則必須由FC產(chǎn)生二次通信請求。

　　二次通信格式則用來(lái)初始化和修改TLC320AD50C內部寄存器的值。在二次通信中可以通過(guò)向DIN寫(xiě)數據來(lái)初始化。

　　格式如下：

　　系統復位后,必須通過(guò)DSP的DX口向TLC320AD50C的DIN寫(xiě)數據,如果采用一片TLC320AD50C,只需初始化其寄存器1、寄存器2和寄存器4。