TMS320F2812的ADC模塊

TMS320F2812芯片中集成了一個(gè)12位A/D轉(zhuǎn)換模塊。為了滿足系統(tǒng)多傳感器的需求，F(xiàn)2812的A/D轉(zhuǎn)換模塊有16個(gè)通道，可配置為兩個(gè)8通道模塊，這樣就形成了兩個(gè)A/D轉(zhuǎn)換器。在內(nèi)部邏輯的控制下，用戶可同時(shí)啟動(dòng)這兩個(gè)或是其中某一個(gè)A/D轉(zhuǎn)換模塊。

F2812的ADC模塊是嵌入式的，它與傳統(tǒng)的A/D相比具有以下特點(diǎn)：A/D模塊的硬件資源配置好了之后，用戶可以用軟件指令隨時(shí)啟動(dòng)A/D采樣，并獲得A/D轉(zhuǎn)換的結(jié)果。同傳統(tǒng)A/D不同的是，采集功能單元的硬件資源配置還有一部分是通過軟件完成的。

在TMS320F2812芯片中，A/D轉(zhuǎn)換單元的模擬電路包括前向模擬多路開關(guān)（MUX）、采樣/保持（S/H）電路、A/D轉(zhuǎn)換內(nèi)核以及其他模擬輔助電路。A/D轉(zhuǎn)換單元的數(shù)字電路包括可編程轉(zhuǎn)換序列器、結(jié)果寄存器、與模擬電路的接口等。圖5為ADC模塊的構(gòu)成框圖。

圖5 ADC模塊構(gòu)成框圖

ADC模塊功能包括：

1）內(nèi)置雙采樣/保持（S/H）的12位A/D轉(zhuǎn)換模塊，模擬輸入為0-3V。

2）同時(shí)或順序采樣模式。

3）快速轉(zhuǎn)換時(shí)間，可運(yùn)行在25MHz的數(shù)模轉(zhuǎn)換時(shí)鐘或12.5MSPS。

4）多輸入通道達(dá)16通道。

5）自動(dòng)排序能力。一次可執(zhí)行多達(dá)16通道的“自動(dòng)抓換”。

6）兩個(gè)獨(dú)立的可選擇8個(gè)模擬通道的排序器（SEQ1和SEQ2）可獨(dú)立工作于雙排序器模式，或級聯(lián)后工作在可選擇16個(gè)模擬轉(zhuǎn)換通道的排序器模式。

7）可分別訪問的16個(gè)結(jié)果寄存器用來保存轉(zhuǎn)換結(jié)果。

輸入模擬電壓轉(zhuǎn)換為數(shù)字值可由下式得到：

其中，ADCLO是A/D轉(zhuǎn)換低電壓參考值。

8）使用多個(gè)觸發(fā)信號啟動(dòng)數(shù)模轉(zhuǎn)換（SOC），比如：

? S/W：軟件立即啟動(dòng)。

? EVA：時(shí)間管理器EVA（在EVA中有多個(gè)時(shí)間源可以啟動(dòng)轉(zhuǎn)換）。

? EVB：時(shí)間管理器EVA（在EVB中有多個(gè)時(shí)間源可以啟動(dòng)轉(zhuǎn)換）。

9）在雙排序模式下，EVA和EVB觸發(fā)器可各自獨(dú)立的出發(fā)SEQ1和SEQ2。

10）中斷控制方式靈活，可在每次轉(zhuǎn)換結(jié)束或每隔一次轉(zhuǎn)換結(jié)束發(fā)出中斷。

數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)A/D采樣設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)信號輸入設(shè)計(jì)為24路。DSP本身的A/D輸入通道是16路，所以要外接多路模擬轉(zhuǎn)換器進(jìn)行擴(kuò)展。在電路設(shè)計(jì)中，使用3條DSP的A/D輸入通道ADCINA0- ADCINA2，每一通道掛接一片8輸入1輸出多路模擬轉(zhuǎn)換器4051，這樣就可以擴(kuò)展為24路模擬信號輸入。為了減小信號通道之間切換帶來的串?dāng)_，需在通道切換后加放大器減小信號輸入阻抗，為了減小A/D轉(zhuǎn)換產(chǎn)生的誤差，用兩路己知信號電平輸入引入信號參考，提高采集精度。