基于定點DSP芯片TMS320F206和ADS7805的接口應用電路設計

由于DSP有先進的并行結構使其特別適合于信號處理，故已經越來越多的應用于工業控制領域和各類儀器儀表的開發設計。而在用數字信號微處理器構成的智能儀器儀表中，外部的各種模擬信號必須通過A/D轉換器變換為數字信號后才能送入微處理器芯片。而BB公司的高精度轉換器ADS7805具有較高的性能價格比，最高的轉換頻率可達100KHz，在儀器儀表中得到廣泛的應用。ads7805芯片有28腳雙排直插式或貼片式封裝，只需單端5V電源供電即可正常工作；芯片內部含有采樣保持、電壓基準和時鐘等電路，極大簡化用戶的電路設計，同時提高了系統的穩定性。ADS7805采用CMOS工藝制造，功耗低（最大功耗為100mW），單通道輸入，模擬輸入電壓的范圍為±10V，采用逐次逼近式工作原理，轉換結果由16位數據線并行輸出，啟動轉換和讀取上次轉換的結果可以同時進行。

1、引腳及功能

ADS7805共有28個引腳，圖1為其引腳圖。這些引腳大體可以劃分為3類。

i. 電源類

數字電源Vdig（28腳）和模擬電源Vana（27腳）通常一起接到5V電源上；數字地DGND（14腳）和模擬地AGND1（2腳）、AGND2（5腳）通常共地；參考電壓端REF（3腳）對地接2.2μF鉭電容，則芯片內部就會產生2.5V基準電壓；參考電容端CAP（4腳）對地接2.2μF鉭電容。

ii.信號類

模擬信號輸入端Vin（1腳）；D15～D8（6腳到13腳）與D7～D0（15腳到22腳）為數字信號并行輸出口。

iii.控制信號類

片選信號輸入端/CS（25腳）；讀取結果/模數轉換控制信號輸入端R/C（24腳）；轉換結果指示輸出端/BUSY（26腳）；控制從總線讀出的數據是轉換結果的高字節還是低字節信號輸入端BYTE（23腳）。

2、啟動A/D轉換和讀取轉換結果

美國BB公司生產的ADS78XX系列A/D轉換器的啟動轉換和讀取轉換結果的時序都比較特別，且大致相同，ADS7805的轉換時序圖如圖2所示。

首先要在R/C引腳輸入一個低電平信號，此低電平信號的持續時間要求在40～7000ns之間；這時BUSY引腳電平被拉低表示正在進行轉換，在經過了大約8μs（即為/BUSY信號保持低電平的時間）以后，轉換完成，BUSY引腳電平相應變高；再把R/C腳電平拉高，此時ADS7805就會將轉換結果輸出到數據總線上。雖然轉換結果為16位，但對于具有16位數據總線的DSP微處理器而言，不必分兩次讀入，故可將BYTE腳從始至終同一信號電平，當BYTE腳為高電平時，Pin6～13輸出低字節，Pin15～22輸出高字節；反之當BYTE腳為低電平時，Pin6～13輸出高字節，Pin6～13輸出低字節。如果用/CS引腳來控制ADS7805的轉換，其時序同R/C引腳相似，故這里就不詳細說明。ADS7805轉換得到的數字結果是以補碼形式給出的，現給出其理想的數據轉換表，表1所列即為ADS7805的模擬電壓與其補碼形式的數字輸出關系， -10V～9.99512V為量程

3、與DSP的接口

TI公司的16-bit定點DSP TMS320F206，是一種低功耗器件，采用了改進的哈佛結構，有1條程序總線和3條數據總線，流水線操作，有高度并行32-bit算術邏輯單元、16*16-bit并行硬件乘法器、片內存儲器、片內外設和高度專業化的指令集。當TMS320F206外接16MHZ的晶振，工作時鐘控制模式選為×1時，可以將ADS7805的/CS腳接到DSP的/RD信號引腳，但為了減少控制線，可以將/CS引腳直接接成低電平，R/C引腳接到DSP的擴展輸出口，而/BUSY信號只需連接到普通的端入端口即可，如DSP的IO口、擴展芯片74LS244的輸入口等。圖3是一個ADS7805與TMS320F206的典型接口電路。