數(shù)字信號(hào)處理器DSP是數(shù)字信號(hào)處理理論與超大規(guī)模集成電路VLSI技術(shù)融合的結(jié)晶。目前DSP技術(shù)正廣泛地應(yīng)用于通信,、語音,、圖像、航天航空,、儀器儀表等領(lǐng)域,,在推動(dòng)當(dāng)代信息處理數(shù)字化方面正發(fā)揮著越來越大的作用。
在利用電話線傳輸視頻圖像這一低比特率多媒體通信領(lǐng)域中,,如果選用圖像處理的專用芯片,,如SAA7110、8×8 3104VCP以及LSI公司的專用芯片等,,或者選用具有高速運(yùn)算性能的高檔DSP進(jìn)行圖像處理,,都會(huì)使產(chǎn)品價(jià)格大幅度標(biāo)升。本文介紹的采用TI公司的低檔DSP芯片TMS320F206和視頻A/D芯片TLC5510的圖像采集卡,,則為低比特率多媒體通信提供了一個(gè)廉價(jià)的解決方案,。
1 TLC5510芯片和TMS320F206芯片簡(jiǎn)介
1.1 TLC5510簡(jiǎn)介
TLC5510是CMOS、8位,、20MSPS模擬/字轉(zhuǎn)換器ADC,,它利用了半閃速semiflash architerture結(jié)構(gòu)。TLC5510用單5V電源供電,,只消耗100mW的功率,。它還有內(nèi)部采樣和保持電路,高阻的并行輸出以及內(nèi)部基準(zhǔn)電阻,。
與閃速轉(zhuǎn)換器flash converter相比,,半閃速結(jié)構(gòu)減少了功率損耗和芯片尺寸。通過在2步過程2-step-process中實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換,,可大大減少比較器的數(shù)目,。轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)的等待時(shí)間為2.5個(gè)時(shí)鐘周期。
無需外部基準(zhǔn)電壓源和精密電阻,,僅使用內(nèi)部基準(zhǔn)電阻和VDDA就可實(shí)現(xiàn)2V的滿量程轉(zhuǎn)換范圍,。25℃時(shí)的線性度誤差為±0.75LSB,在整個(gè)溫度范圍內(nèi)的線性度誤差最大值是±1LSB,。25℃時(shí)的差分線性度誤差為±0.5LSB,,在整個(gè)溫度范圍內(nèi)的差分線性度誤差最大值是±0.75LSB。
1.2 TMS320F206簡(jiǎn)介
TMS320F206是TI公司推出的一種DSP芯片,,它是基于TMS320C5x之上的高速定點(diǎn)數(shù)字處理芯片,,具有改進(jìn)的哈佛結(jié)構(gòu)并行分離的程序和數(shù)據(jù)總線,、高性能CPU及高效的指令集等特點(diǎn)。其主要特性如下:
- CPU具有32位CALU,、32位累加器,、16×16位并行乘法器、三個(gè)移位寄存器,、八個(gè)16位輔助寄存器,。
- 存儲(chǔ)器具有224K字可尋址存儲(chǔ)空間、544字片內(nèi)DRAM,、4K字片內(nèi)SRAM或32K字片內(nèi)快閃存儲(chǔ)器,。
- 指令速度為50ns、35ns及25ns單指令周期,。
- 外圍電路有軟件可編程定時(shí)器,、軟件可編程等待狀態(tài)發(fā)生器、片內(nèi)鎖相環(huán)時(shí)鐘發(fā)生器,、同步和異步系列串口,。
2 硬件接口電路設(shè)計(jì)
2.1 TLC5510前端電路設(shè)計(jì)
TLC5510前端電路如圖1所示。
在電路中,,模擬電源VDDA和數(shù)字電源VDDD相互獨(dú)立,。VDDA與數(shù)字地AGND之間及VDDD與模擬地DGND之間都用4.7μF電容、0.1μF電容和鐵氧磁環(huán)去耦和消除電源的紋波,。AGND與DGND分開,,以避免數(shù)字信號(hào)給模擬信號(hào)帶來噪聲。放大后的視頻信號(hào)直接加在TLC5510的19腳,。TLC5510的時(shí)鐘信號(hào)由TMS320F206的時(shí)鐘信號(hào)輸出腳CLKOIU1提供,。
2.2 TLC5510 與TMS320F206接口電路設(shè)計(jì)
TLC5510與TMS320F206接口電路圖如圖2所示。
TLC5510數(shù)字地與TMS320F206的地相連,。因TLC5510內(nèi)部有數(shù)據(jù)輸出緩沖,,所以TLC5510的腳D1:D8與TMS320F206腳D0:D7直接相連。TMS320F206的CLKOUTI腳通過一小電阻給TLC5510提供時(shí)鐘信號(hào),。TMS320F206管腳A11和為邏輯控制,,當(dāng)A11為邏輯高,為邏輯低時(shí),,TMS320F206就可從TLC5510讀取采樣數(shù)據(jù),。
2.3 TMS320F206與計(jì)算機(jī)串口通信
存入TMS320F206的圖像數(shù)據(jù)通過串口以9600 b/s的速率送入計(jì)算機(jī),計(jì)算機(jī)將數(shù)據(jù)存到緩存區(qū),,然后通過像素點(diǎn)與圖像轉(zhuǎn)換程序在顯示器上顯示出來,。
3 接口程序設(shè)計(jì)
3.1程序常量的初始化
(1) 設(shè)采樣數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)的起始地址為0900h
(2) 設(shè)采樣數(shù)為1000h
(3) 設(shè)A/D地址為0800h
3.2 程序步驟
1 初始化TMS320F206
2 加載合適的ARn
3 選通TLC5510
4 讀取A/D轉(zhuǎn)換值
5 初始化UART
6 向UART 傳數(shù)
7 程序結(jié)束
3.3 具體程序
我們將TLC5510與TMS320F206的接口設(shè)計(jì)用于煤礦井下遠(yuǎn)程多媒體低比特率通信監(jiān)控系統(tǒng)中,已取得初步進(jìn)展,, 這一應(yīng)用可以為TMS320F206用于圖像處理提供一種思路,從而為低比特率多媒體通信開辟一條廉價(jià)的途徑。