电力系统中多通道同步采样AD7606与浮点DSP通信的设计与实现

电力系统中多通道同步采样AD7606与浮点DSP通信的设计与实现
电力系统中多通道同步采样ADC（AD7606）与浮点DSP
（ADSP-21479）通信的设计与实现
内容
1. 简介3
1．1 AD7606简介3
1．2 ADSP-21479简介4
2. AD7606和ADSP-21479配置与连接5
3. 时序分析6
4. 测试结果和结论7
4．1测试结果7
4．2结论10
5. DSP参考代码10
6. 参考文献12
1简介
1.1AD7606简介
AD7606是16位，8通道同步采样模数数据采集系统。

AD7606完全满足电力系统的要求，具有灵活的数字滤波器、2.5V基准电压源、基准电压缓冲以及高速串行和并行接口。

它采用5V单电源供电，可以处理±10V和±5V真双极性输入信号、同时所有通道均能以高达200kSPS 的吞吐率采样。

图1 AD7606的内部原理框图。

图2 AD7606的管脚图。

• A Vcc 模拟电源，4.75V~5.25V
• Vdrive 逻辑部分电源
• Vdd 模拟输入部分正电压
• Vss 模拟输入部分负电压
• DGND 数字地
• AGND 模拟地
1.2ADSP-21479简介
ADSP-21479是SIMD （单指令多数据）SHARC家族中的一员，它基于65nm的最新工艺，具有低成本，低功耗的的特点，是一颗集成有大容量片上SRAM和ROM的32/40位浮点DSP。

ADSP-21479是性能出色，266MHZ/1596MFLOP：
• 266 MH z/1596FLOPS SIMD SHARC内核，支持32-bit浮点、40-bit浮点以及16/32-bit 定点数据类型
• 支持多达5 Mb 片内SRAM
• 支持16位宽SDR、SDRAM存储器接口
• 数字应用接口DAI，支持多达8个的高速同步串口(SPORT)及SPI串口
• 2个精确时钟发生器
• 20线数字I/O端口
• 3个定时器、UART、I2C兼容接口
• ROM/JTAG安全模式
• 供应196引脚CSP_BGA封装与100引脚LQFP封装产品，适合于工业客户的要求• 供应商业级、工业级温度与汽车级温度等级产品
图3 ADSP-21479的内部原理框图。

2AD7606和ADSP-21479配置与连接
AD7606芯片的供电采用单5V供电，见图4所示：
图4。

AD7606供电示意图。

AD7606采用硬件配置方式，具体配置如下：
1) 设置RANGE=0时，模拟输入范围是±5Vref。

2) 设置/PAR /SER/BYTE SEL为高电平，选择使用串行模式。

3) CONVSTA, CONVSTB ,使用同源激励。

4) 设置REF SELECT=0 ,使用外部参考电压
SHARC ADSP-21479 SRU设置：
SPORT0_SCLK ◊ DAIP 1
SPORT0_FS ◊ DAIP 4
SPORT0_DA ◊ DAIP 5
FLAG4 ◊ DPI_PIN1
FLAG5 ◊ DPI_PIN2
根据以上配置，ADSP-21479通过SPORT口与AD7606联系的系统示意图如图5所示：
图5 采用串行方式时，AD7606与ADSP-21479硬件连
接示意图
3时序分析
AD7606工作时序如图6，通过DSP的FLAG信号驱动CONVST A/B信号启动转换过程，BUSY标志着工作状态，连接到DSP的中断输入。

BUSY为高时表示处于转换状态，转换完毕后高到低的下降沿引起DSP中断，DSP在响应中断通过SPORT0读取8通道ADC转换好的数据。

图6 AD7606串行读取数据时序
ADSP-21479 SPORT口的时序如图7所示，在FS信号启动后，数据随着时钟节拍被读取。

我们选择SPORT数据宽度是32位，那么四次FS信号即可读取八个通道的数据。

图7 ADSP-21479 SPORT串行数据接收时序
4测试结果和结论
DSP软件设置50K的采样信号，对8个通道的数据进行同时采样。

各模拟通道输入信号分别为：通道5连接1KHz正弦波，其余通道接地。

4.1测试结果
1) 利用VDSP5.0++ 的plot窗口(VDSP->View->Debug Windows->Plot)观察5通道数据，
* (volatile int *)SPCTL0 =( SPEN_A | SLEN32 | ICLK | IFS | LAFS | SDEN_A | FSR | DITFS| LFS );
#endif
#ifdef CORE
* (volatile int *) SPCTL0 =( SLEN16 | ICLK | IFS | FSR | LAFS | LFS | DITFS);
*(volatile int *) SPCTL0 |=SPEN_A ;
#endif
}
3. SPORT初始化程序
void init_sport(){
* (volatile int *) SPCTL0 = 0;
* (volatile int *) SPCTL1 = 0;
* (volatile int *) SPMCTL0 = 0;
* (volatile int *) SPMCTL1 = 0;
SPORT_DMA_setup:
* (volatile int *) IISP0A =(int)rx_buf0a ;
* (volatile int *) IMSP0A = 1;
* (volatile int *) CSP0A = CHNUM;
//configure the sport
/* */
/* CLKDIV0=[fCCLK(266 MHz)/4xFSCLK(17 MHz)]-1 = 0x0005 */
/* FSDIV0=[FSCLK(10 MHz)/TFS(2 MHz)]-1 = 31 = 0x001F */
//13m hz 1m 0x00080003;
/* Configure SPORT0 as a reciever (Rx) */
* (volatile int *) DIV0 = 0x001F0005;
}
4. SPORT 中断程序
void Count_SPORT0_RX_IRQs(int sig_int)
{
SP0I_counter++;
#ifdef CORE
rx_buf0a[(SP0I_counter-1)*CHNUM]=(short)(*pRXSP0A);
#endif
* (volatile int *) SPCTL0 =0;
finished=1;
#ifdef DMA
if(SP0I_counter==1024){
* (volatile int *) IISP0A =(int)rx_buf0a ;
SP0I_counter=0;
}
else
* (volatile int *) IISP0A =(int)(rx_buf0a+ (SP0I_counter)*CHNUM); * (volatile int *) IMSP0A = 1;
* (volatile int *) CSP0A = CHNUM;
#endif
interrupt(SIG_SP0,SIG_IGN);
}。