近年來,，數(shù)字信號處理器的應用越來越廣泛,，數(shù)字信號處理器并非只局限于音視頻層面，它廣泛的應用于通信與信息系統(tǒng),、信號與信息處理,、自動控制,、雷達、軍事,、航空航天,、醫(yī)療、家用電器等許多領域,。以往是采用通用的微處理器來完成大量數(shù)字信號處理運算，速度較慢,，難以滿足實際需要,；而同時使用位片式微處理器和快速并聯(lián)乘法器，曾經(jīng)是實現(xiàn)數(shù)字信號處理的有效途徑,，但此方法器件較多,，邏輯設計和程序設計復雜，耗電較大,，價格昂貴,。數(shù)字信號處理器DSP的出現(xiàn)，很好的解決了上述問題,。DSP可以快速的實現(xiàn)對信號的采集,、變換、濾波,、估值,、增強、壓縮,、識別等處理,，以得到符合人們需要的信號形式。

   2 TMS320F2812的SPI工作原理

　　TMS320F2812數(shù)字信號處理器是TI公司最新推出的32位定點DSP（Digital signal o數(shù)字信號處理器）控制器,，是目前控制領域最先進的處理器之一,。其頻率高達150MHz，大大提高了控制系統(tǒng)的控制精度和芯片處理能力,。TMS320F2812芯片基于C/C++高效32位TMS320C28x DSP內(nèi)核,，并提供浮點數(shù)學函數(shù)庫，從而可以在定點處理器上方便地實現(xiàn)浮點運算,。在高精度伺服控制,、可變頻電源、UPS電源等領域廣泛應用,，同時是電機等數(shù)字化控制產(chǎn)品升級的最佳選擇,。

　　圖1為SPI模塊與CPU接口結(jié)構框圖。

　　由圖1可知,，SPI模塊數(shù)據(jù)傳輸由40,、41,、34、35引腳完成,，其引腳功能見表1,。

　　TMS320F2812支持125種不同的波特率和4種不同的時鐘模式。根據(jù)SPI的工作模式（從動或主控）,，引腳SPICLK可分別接收一個外部的SPI時鐘信號或由片內(nèi)提供SPI時鐘信號,。

　　在該設計中，SPI工作在主控模式,，SPI時鐘由片內(nèi)的SPI產(chǎn)生并由SPICLK引腳輸出,。TMS320F2812波特率的設置是由系統(tǒng)的低速外設模塊時鐘頻率LSPCLK和SPI主控制器中的SPIBRR寄存器的值決定的，其計算公式如下：

　　SPI波特率=LSPCLK／（SPIBRR+1）SPIBRR=3～127

　　SPI波特率=LSPCLK／4 SPIBRR="0",、1,、2

　　引腳SPICLK上的四種不同的時鐘模式是由時鐘極性位和時鐘相位位控制的，其中時鐘極性位選擇時鐘有效沿為上升沿還是下降沿,，時鐘相位位則設定是否選擇時鐘的1/2周期延時,。四種不同的時鐘模式如表2所示。

　　3 TLC5620I簡介

　　TLC5620I是四路8位電壓輸出數(shù)模轉(zhuǎn)換器（DAC）,，帶有緩沖基準輸入端（高阻抗）,，包含上電復位功能以確保可重復啟動,，用5 V電源工作,。每個D／A轉(zhuǎn)換的核心是帶有256個抽頭的單電阻，分別對應256個可能的代碼,。每個電阻串的一端連接到GND端,，另一端由基準輸入緩沖器的輸出饋電。通過使用電阻串保持單調(diào)性,。線性度取決于電阻元件的一致性以及輸出緩沖器的性能,。由于輸入端是經(jīng)過緩沖的，所以DAC對于基準源總是呈現(xiàn)為高阻抗負載,。每一個DAC的輸出由可配置增益輸出放大緩沖,，它可以配置為一倍或兩倍增益。

　　通過簡單的3線串行總線可數(shù)字控制TLC5620I,，此總線與CMOS兼容且易于與所有常用的微處理器作為控制器器件接口,。11位的命令字由8位數(shù)據(jù)（D0～D7），2個DAC選擇位（A0,、A1）和1個范圍位（RNG）組成,。后者允許在一倍或兩倍輸出范圍之間作選擇。DAC寄存器是雙緩沖的,，允許完整的新數(shù)值組寫入器件,，然后DAC輸出通過LDAC端的控制同時更新,。每個通道輸出的電壓V0由下式計算：

　　V0=REF×（CODE／256）×（1+RNG bit value）

　　式中，REF為相應通道基準電壓,，CODE是從數(shù)據(jù)位（D7～D0）計算出的十進制數(shù),，RNG是范圍位串行控制字的0或1。

　　4 TLC5620I和TMS320F2812的接口電路

　　該設計中,，引出4路D／A轉(zhuǎn)換通道電壓,，均由LM358構成電壓跟隨器輸出，如圖3所示,。該圖為AD0和AD1口由LM358組成的同向放大電路,。AD2和AD3的放大電路與之相同。

　　TMS320F2812在引腳SPISIMO上將數(shù)據(jù)輸出,，與之相對應的是TLC5620I的DATA數(shù)據(jù)接收引腳：TMS320F2812的SPICLK引腳和TLC5620I的CLK引腳相對應，二者共用串行時鐘,；TMS320F2812的IOPB1模擬控制TLC5620I的LOAD引腳電平,，以鎖存數(shù)據(jù)，更新輸出電壓,。當所有的數(shù)據(jù)傳輸完畢時,，控制LDAD引腳跳至低電平，所選擇的D／A通道的輸出電壓得到更新,。由于TLC5620I的控制信號要求的VIH較高,，所以需要將DSP輸出的SPI-CLK、SPISIMO以及I／O口模擬的CS信號的高電平提高,，該設計采用MM74HC08器件來實現(xiàn),。

　　5 軟件設計

　　由于TLC5620I的工作頻率是1 MHz，故將DSP的SPI通信頻率也設置為1 MHz,。程序采用C語言模塊化編寫,，其流程如圖4所示，圖4a主程序完成系統(tǒng)初始化,，中斷使能,，等待中斷等工作；圖4b中斷服務程序主要完成輸出電壓的數(shù)字量計算和數(shù)據(jù)發(fā)送等工作,。在編寫程序過程中,，要注意TMS320F2812的低速外設預分頻和通信頻率間的關系。

　　利用該實驗程序,，可以通過示波器在DACOUT0和DA-COUT1接口輸出端觀測到三角波,，利用萬能表在DACOUT2接口輸出端測得電壓為2.475 V，在DACOUT3接口輸出端測得電壓為1.65 V,。

　　6 結(jié)束語

　　以TMS320F2812與TLC5620I為例,，詳細討論兩者的串口通信的硬件接口及軟件設計,，實現(xiàn)數(shù)字信號到模擬信號的轉(zhuǎn)換，擴展TMS320TMS320F2812在控制領域的應用范圍,。在設計過程中,，充分利用TMS320F2812的SPI模塊，只有少量的數(shù)據(jù)線和控制線,，使電路設計簡化,，提高了設計可靠性，并在實際應用中效果良好使產(chǎn)品更便宜,。