概述

tms320vc5402是ti公司的第五代dsp专门基于数字信号处理的低功耗的dsp芯片，工作频率高达10ns，在数字信号处理中应用广泛。该芯片提供了2个mcbsp，既可以工作在spi模式又可以工作在通用串口模式，在系统设计中应用灵活。max121是maxim公司推出的带有专用dsp接口的14位具有片上t/h、低漂移、低噪声、低功耗快速转换的模拟/数字转换器，功耗只有210mw，转换时间为2.9 s，78db的sind，可以和tms320系列dsp、adsp系列和motorola系列单片机进行连接，设计简单。

max121芯片介绍

max121功能框图

图1 功能方框图

max121芯片的功能方框图如图1所示。它有16脚和20脚模式，16脚有dip和so封装，20脚有ssop封装。

max121工作参数

vdd对dgnd 0.3～+6v；vss对dgnd 　 +0.3～ 7v；

ain对agnd 15v；　　agnd对dgnd 0.3v；

数字输入对dgnd（cs、convst、mode、clkin、invclk、invfrm）-0.3(vdd+0.3v)；

数字输出对dgnd(sfrm、fstrt、sclk、sdata)　+0.3(vdd+0.3v)；
强度超出上述极限参数可能导致器件的永久性损坏。这些参数只是极限参数，并不意味着在极限参数条件下，或者任何其它超出技术规范规定的工作条件下器件能有效工作。

max121的工作原理 如图2，当转换开始时，缓冲器与ain端断开，对输入信号采样。在转换结束时，缓冲器输入端又连接到ain端，而且保持电容跟踪输入电压。无论何时，只要转换没有进行，t/h就处于跟踪模式。在转换开始以后，保持模式启动时间接近10ns(窗口延迟)。从一次转换到下一次转换延迟变化的典型时间为30ps(窗口抖动)。

电路时钟频率

max121工作时需要一个与ttl、cmos电平兼容的时钟，时钟频率的范围从0.1～5.5mhz。为满足2个时钟周期400ns采集时间的要求，最大时钟频率限制在5mhz。由于内部t/h电压下降速率的限制，所有模式的时钟频率不应低于0.1mhz。

输出数据

转换结果以16位串行数据流输出，前14位为数据位(首先为msb)，后2位为零。输出数据为二进制补码形式。在clkin的上升沿，数据在sdata端同步输出。输出数据可用fstrt或者sfrm输出来分帧。要求每次转换最少为18个时钟周期，以获得有效输出。

高速接口设计及编程

max121共有三种工作方式：

1 ）由/convst控制转换；

2 ）/cs控制转换；

3 ）连续模式。

三种模式中第一种是用于和dsp以及其他微处理器连接，第二种用于多个器件组合应用，第三种max121工作在连续转换状态下，应用于数据的连续采样。

在方式1中，有两种时钟提供方式，其一由clkr提供时钟，原理框图如图4所示。

但这种连接方式能提供的时钟最大为3.2mhz，另外可由外部电路提供时钟，最高可达系统的最大时钟5.5mhz，实现高速连接，根据设计要求，在实际使用时选择第二种连接方式。具体电路设计如 5所示。

clkin（14）外接一有源振荡器，提供5mhz的时钟；

mode（16）接+5v电源，/cs接地：选择工作模式；

/convst（13）接tms320vc5402的xf引脚，由dsp的通过xf控制数据转换；

sclk（12），fstrt（10），sdata（11）分别和dsp的blckr0，bfsr0，
bdr0连接，传送时钟，帧同步信号，数据。

clkin是max121的输入时钟，而sclk使数据移位进入处max121，clkin由外部时钟振荡器驱动（5mhz）。tms320vc5402的xf引脚（通用i/o口）驱动max121输入端为低，启动一次转换。tms320vc5402的bclkr0(接收时钟)端配置为输入，并由max121的sclk输出端驱动。max121的sdata输出端数据在时钟的上升沿改变状态，而在时钟下降沿，数据被锁存到tms320vc5402的dr输入端。这样可提供1/2个时钟周期，以满dr输入端所需要的数据建立和保持时间。max121 sclk和sdata之间的最大时滞在+25时为65ns，所以1/2个时钟周期足以满足要求的建立和保持时间，工作时序如图6所示。

max121的fstrt输出驱动tms320vc5402的bfsr0输入，以对数据分帧。fstrt输出的下降沿指示msb已准备好,可被锁存。在下一个时钟下降沿，msb被锁存在tms320vc5402。使用这种接口，配置tms320vc5402可接收16位，于是14位数据被时钟同步移入dsp，同时跟随两位尾随的0。

主要程序如下：

writemcbsp .macro value subaddress;设置mcbsp的宏函数
stm subaddress spsa
stm value spsd
.endm
……
tint0 b start
brint0breceive
……
.text
……
ssbx intm
stm #k_prd, prd;初始化内部定时器
stm #k_tcr, tcr
writemcbsp #k_spcr1,spcr1;设置mcbsp控制寄存器
writemcbsp #k_spcr2, spcr2
writemcbsp #k_pcr, pcr
writemcbsp #k_spcr1, spcr1
writemcbsp #k_rcr1, rcr1
writemcbsp #k_rcr2, rcr2
rsbx intm
andm #0ffef，tcr ;开启定时器,当产生中断时，响应start程序
writemcbsp #k1,spcr1 ;启动mcbsp口
writemcbsp #k2h, s