DSP――MAX548A与TMS320LF2407的SPI通信系统设计精

1、湖南科技大学 信息与电气工程学院DSP原理及应用目：MAX548A与TMS320LF2407的SPI通信系统设计自动化级:名:口号:指导教师：谢道文2015年5月19日摘要TI公司的TMS320LF240理 DSP微控制器内嵌的同步串行口（ SPI）支持CPU与其它使用标准格式的同步外设之间的数字通讯，通过 MAX548可以方便地进行DSP之间或与PC机之间的同步通信。串行外设接口（ SPI）是一个高速同步串行输入/输出（I/O ）端口，常用于 DSP控制器和外部器件或其它控制器间的通讯。本设计正是通过TMS320LF2407所带有的SPI模块进行DSP的数据传输通信。此实例电路结构简单易懂，

2、非常适合刚接触 DSP的初学者使用，具有很好的参考价值。本设计还介绍了 MAX548A勺基本工作原理及其功能,设计了其与TMS320LF2407勺同步串行外设接口（SPI的通信方案，给出了系统的硬件接口和软件设计.关键词：MAX548A;TMS320LF2407;SPI目录第一章MAX548A的介绍41.0 MAX548A的简介 41.1 MAX548A的特点 41.2 MAX548A的外部特性和内部结构41.3匚作原理及操作方式6第二章 MAX548A 与 TMS320LF2407 的 SPI 接口应用 82.0 SPI接口的主要特点82.1硬件电路82.2软件设计9第三章结论10第四章参考

3、资料10第一章MAX548A勺介绍1.0 MAX548A 的简介MAX548A是美信公司生产的高速串行数模转换芯片，其最高转换速度可达10MHz,可用于需要高速模拟量输出的场合，兼容SPl,QSPI,MI2CROWIRE接口标准，将其与TMS320LF2407所带的串行外设接口 (SPI进行连接，利用DSP的高速及可编程特性， 实现高速的数模转换，与实现同样功能的并行数模转换相比，可以减少系统的硬件开销，减小系统体积.本文以TMS320LF2407和MAX548A的连接为例，介绍了 SPI与D/A芯片的通信 设计方法。1.1 MAX548A 的特点MAX548A是8位电压型2路低功耗模数转换芯

4、片,3线输入，兼容SPl,QSPI,MICROWIRE接口标准.它具有如下特点：(1宽电压范围：工作电压从+2.5V到+5.5V;(2低功耗：每个D/A通道在VDD=+2.5V时典型工作电流为 75卩A;(3具有睡眠模式，内部R-2R梯形网络从电源断开，参考输入电流减小到 1卩A;(4灵活的工作方式：允许每个D/A通道单独断开，输入寄存器和DAC寄存器可以单独更新，也可以同时更新;(5上电复位，清所有寄存器为零； (610MHz时钟频率，三线串输入，满足SPI/QSPI,MICROWIRE接口标准;1.2 MAX548A的外部特性和内部结构i .1!'1llLrLlJ10N NGiLh

5、llhDIP/uMAX外部引脚如图1所示:其引脚功能见表1：表I引円功能Tab 1 Pinnf TunfTinnIII<；D地r<)1 TADAC-L祚片选5亂人低电平时允许剃徴据 时神频華移入输人野仔器程 奇链具上升沿籾疗4Dl串行計摇轲人課 教据在5CL K的上 升桔移人m位赚人*细番存器5S<T K串行M种输fl.LD*W DMil叭怖器在变离乙右. 如舉狀控制字塢程苴T降沿更新 D丸彌器玮用时接DDOl TQDA< D Iff出VDD正电沥电压其内部由输入移位寄存器及控制逻辑、2个DAC输入寄存器、2个DAC寄存器、2个R-2R梯形解码电阻网络组成. 输入移位寄

6、存器及控制逻辑的功能是接受串行输入的2进制其内部结构如图2所示:数,并实现DAC输入寄存器、DAC寄存器数据的加载及更新： 可以同时控制 2个D/A通道，也可以对每个通道单独进行控制 . 每个通道的8位数字量经过 DAC输入寄存器、DAC寄存器 两级缓冲，直接到R-2R梯形解码电阻网络解码输出模拟量，因 此MAX548A 可工作于双缓冲输入方式，但输出无缓冲，换句话 说，数模转换在正常模式下，只要更新DAC寄存器的内容，输出 模拟量就会随之改变.在睡眠模式下，内部R-2R梯形网络从电源断开，因此此时模拟量无法输出，但这并不影响对 DAC输入 寄存器、DAC寄存器的操作。1.3工作原理及操作方式

7、DWGl!d乜11： in:j- -必 1L&3 D' D- D- DC P. QIti tB? LS '和实亞.窃理蛙 r： *上WK JB克口耐m Ttj： WhIKH乂咖 护T両二*4曲IR範SitTlW(iC*F¥B' "itsD5乍昭TJ i t-lj? - i-f：r对DAC输入寄存器、DAC寄存器的控制，包括如对 A、B通 道的寻址（即确定相应操作通道的相应寄 存器、相应寄存器值的更新、工作于正常模式或是睡眠模式 等,是通过输入移位寄存器的内容来完成的，它是16位的二进制数，包含8位控制位,8位数据位，其格式及各位的功能如表2所

8、示：图3是MAX548I勺工作时序图:It 时+hVJ和-ZDmmoQocoDoaaoooDzLiAl >a n a IL it* H H H H H M J在CS为低时,输入移位寄存器在串行时钟 SCLK的上升沿接受从DIN输入的串行数据.其中UB1首先移入，D0最后移入.传输的数据可以是16位的字,也可以是2 个字节（之间有停顿,当16位数据输入移位寄存器后,CS的上升沿对DAC编程,可同 时或单独的加载输入寄存器而不更新 DAC寄存器,这样可以允许每个DAC寄存器用不同的数值同时更新丄DAC独立于CS,可用于不同时更新DAC寄存器的值的情况,当C1=1,可设置1个或2个DAC寄存器

9、在LDAC的下降沿或是CS上升沿更新。1 bitU 1. A.L L? I LT>I 41*1IlE帕 IVt、.tiI* h >1OMR: irg rw：*TT-.FHHidonsi ； 丽« f* -苒11 j1.5mnet i 1t ftLTumn:g 秤 I1I|ii ：小根据不同控制位的取值不同，可以分别形成不同的指令，表3列出了部分指令，其他指令可依控制位的不同类推。第二章 MAX548Ar TMS320LF2407勺 SPI 接口应用2.0 SPI接口的主要特点TMS320LF2407是 DSP控制器24X系列产品之一,它具有处理速度快,外设集成度高等优点，

10、为多种用途的产品提供了经济的可编程方案，其同步串行外设接口主要特点有:(14 个输入输出口 ,即 SPISIMO,SPISOMI,SPISTE'SPICLK;(2主动和从动2种工作方式;(3125种可编程的波特率;(4发送和接收可同时操作；(5发送和接收可采用中断或查询方式来完成；(6116个数据位.与接收和发送有关的主要寄存器包括串行外设接口配置控制寄存器（SPICCR串行外设接口操作控制寄存器（SPICTL、串行外设接口状态寄存器（SPISTS串行外 设接口波特率寄存器（SPISTS、串行外设接口串行接收缓冲寄存器（SPIRXBUF串行 外设接口串行发送缓冲寄存器（SPITXBUF

11、串行外设接口串行数据寄存器（SP2IDAT.发送和接收数据时的操作方式和过程与这些寄存器有关。2.1硬件电路利用TMS320LF2407的SPI接口与MAX548A构成DAC电路如图4所示.图中SPI 工作在主动工作方式.MAX548A的DIN接到SPI的SPISIM0,由于DIN在SCLK的上升沿接收数据，因此程序中必须通过设定SPICCR,使SPI在上升沿输出数据;MAX548A的SCLK接到SPI的SPICLK,SPICLK的频率可通过软件编程得到，由 于SCLK的最高频率可达10MHz,这里利用设定 SPIBRR来设定SPICLK频率为 10MHz;MAX548A 的CS接到SPI的S

12、PISTE,通过主动工作方式下，启动数据输出使 之输出为低完成对MAX548A的片选.因此，该DAC电路基本工作过程为：在主动工 作方式下，启动数据传输时,SPISTE（CS变低,16位数据以SPICLK（SCLK频率输入MAX548A的输入移位寄存器,当16位数据传输完成后，一次数据传输结束,SPI STE（CS变高,在 SP ISTE（CS的上升沿，执行 MAX548A 的指令,完成对MAX548A内部寄存器的操作及控制，如此循环，完成全部数字量的转换.由于MAX548有上电复位清零功能，因此常规的DAC电路的初始化（送模拟量0清所有寄存器这里并不需要。MIME沁IKvn»OUI

13、APlLl!'!?SC QAtniN“MV2.2软件设计假设系统初始化时已设定系统时钟频率为 40MHz,而SPICLK频率为10MHz, 因此,这里取SPIBRR=0;另外，在初始化时，需通过设定 MCRB,设定通用引脚为 SPI 功能引脚；通过SPICCR设定数据传输时刻和数据长度，等.下面是通过MAX548A的 A 口输出正弦波形的程序序：,包含对SPI各个控制寄存器的配置及正弦波的产生程#in clude“register.h” #include “ math.h ” #include “ stdio.h ” intvout;/*系统初始化子程序*intin itial(asm

14、( “setcINTM ”屏蔽中断 WSGR=0X00;/禁止所有的等待状态asm( “ CLRCSX”;asm( “ CLRCOVM;asm( “ CLRCCN” ;/B0被配置为数据空间3SCSR1=0X00FE;3WDCR=0X0E8;/不使用看门狗/*SPI块初始化及波形产*mainin tAi nitial(;MCRB=0X003C;/设置通用引脚为SPI功能的引脚SPICCR&=0X000F;/16位数据长度，上升沿发送数据SPICTL=0X0006;/使能主动模式，允许发送 SPIBRR=0X0000;SPICCR|=0X0080;/使SPI退出复位状态SPI TXBUF

15、=0X0B80;while(S PISTS&0X40=0X00A=S PI TXBUF;voidS PIADCSIN(un sig nedi ntV0=0X0B80;u nsig nedi ntTE MPin ti ;n ext: i=0; *while(i<=360角度最大为 360°*vout=V0+1283sin(3.141593i/180; / 计算每 10°勺正弦值SP ITXBUF=voutSPI TXBUF=0X0B80;while(S PISTS&0X40=0X00TEMP=SPI TXBUF;i=i+2; /角度 +2got on ext; /重复输出正弦波第三章结论本文利用双通道 8位串行D/A芯片 MAX548A,设计其与 TMS320LF2407 的SPI接口电路，结构简单，编程方便，节省电路板空间，并能节约成本，具有较高 的实用价值。第四章参考资料1 Texas Instruments Corporation.TMS320C20XUs