基于McBSP的高速串行數據采集系統設計

1. 序言

本文介紹了基于TI公司的新一代DSP芯片TMS320C6711和AD公司的串行模數轉換芯片AD974的嵌入式數據采集系統的設計方法。

TMS320C6711是32bit浮點(diǎn)信號處理器，核心電壓1.8V，工作頻率100-150MHz，2級Cache，運算速度 900MFLOPS。其多通道緩沖串口（Multi-channel Buffered Serial Port，McBSP）可直接與AD974進(jìn)行串口連接，為系統提供高性能的A/D轉換和數據處理能力。

AD974是美國模擬器件公司生產(chǎn)的一個(gè)200kSPS、4通道、16位數據采集系統。具有高通過(guò)率、低功耗、高精度等特性，此外，該器件還集成了外圍器件，并采用串行通訊方式，因而可極大地簡(jiǎn)化數據采集電路的設計，非常適合于體積小、信號復雜的應用系統，如工業(yè)控制、醫療儀器等。

2. AD974芯片的特點(diǎn)及工作原理

2.1 AD974芯片的特點(diǎn)

AD974是一個(gè)四通道、16位串行通訊數據采集模數轉換器。該器件內含模擬輸入多路轉換器、高速16位采樣模數轉換器和+2.5V參考電壓。從應用角度看，AD974具有如下特點(diǎn)：

（1）支持復雜的信號采集系統。具有四個(gè)單端的模擬輸入通道，能提供多種可設置的模擬輸入范圍，包括0V～4V、0V～5V或-10V～+10V；
（2）采用串行接口。與大多數微處理器的串行接口兼容，具有數據傳送效率高、數據連線(xiàn)少的特點(diǎn)；
（3）可簡(jiǎn)化電路的設計，AD974由單電源+5V供電，并且只需較少的外圍電路。為了達到簡(jiǎn)化電路設計的目的，AD974內部還集成了模擬輸入多路轉換器、高速逐次逼近開(kāi)關(guān)電容ADC、時(shí)鐘電路和內部2.5V參考電壓電路等（參考電壓也可以由外部參考電路供應）；

（4）高通過(guò)率、低功耗。AD974可提供200kSPS的高通過(guò)率，而功率耗散最大卻只有120mW，因此其轉換速率可以高達2kSPS/mW。此外，在掉電模式下，AD974的功耗僅為50μW（典型值）。