摘要：TMS320F240是由美國(guó)TI公司推出的一種新型數(shù)字信號(hào)處理芯片。文中介紹了該芯片的結(jié)構(gòu)、性能、特點(diǎn)，并分析了它與外圍器件的SPI接口設(shè)計(jì)方法，給出了用SPI接口控制12位串 行A/D MAX186的應(yīng)用實(shí)例。該應(yīng)用系統(tǒng)具有采樣頻率高、穩(wěn)定性好和可靠性強(qiáng)等特點(diǎn)。

    關(guān)鍵詞：數(shù)字信號(hào)處理芯片 SPI接口 串行A/D TMS320F240

1 前言

數(shù)字化已成為當(dāng)今信息處理領(lǐng)域的一大潮流，并代表了今后信號(hào)處理的發(fā)展方向。集VLSI微電子技術(shù)、信號(hào)變換技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)為一體的數(shù)字信號(hào)處理器的誕生，揭開(kāi)了PC通信與消費(fèi)電子市場(chǎng)的新紀(jì)元。它具有運(yùn)算速度快、精度高、接口功能強(qiáng)和開(kāi)發(fā)方便、快捷等優(yōu)點(diǎn)，這使其迅速成為不少新型科技的主要推動(dòng)力，特別是在電信和多媒體系統(tǒng)中，已越來(lái)越多地借助于DSP芯片來(lái)完成數(shù)據(jù)采集、信號(hào)實(shí)時(shí)處理和語(yǔ)音壓縮等功能。筆者在工程應(yīng)用和系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中，對(duì)美國(guó)TI公司的TMS320系列進(jìn)行了一定的研究和開(kāi)發(fā)，對(duì)TMS320F240進(jìn)行了詳細(xì)的分析，本文重點(diǎn)介紹筆者在研發(fā)過(guò)程中涉及到的TMS320F240與外圍器件的SPI接口設(shè)計(jì)。

2 結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)

TMS320F240是TI公司在TMS320C2XX的基礎(chǔ)上推出的一種專用定點(diǎn)DSP芯片，該器件利用了TI的可重用DSP核心技術(shù)，顯示出TI的特殊能力——通過(guò)在單一芯片上集成一個(gè)DSP內(nèi)核和各種外設(shè)器件，從而制造出面向各種工程應(yīng)用的DSP方案。

作為第一個(gè)數(shù)字電機(jī)控制器的專用DSP，TMS320C240和TMS320F240確立了單片數(shù)字電機(jī)控制器的標(biāo)準(zhǔn)，可支持電機(jī)的轉(zhuǎn)向、指令的產(chǎn)生、控制算法的處理、數(shù)據(jù)的交流和系統(tǒng)控制監(jiān)控等功能�？蓮V泛應(yīng)用于廠房自動(dòng)化系統(tǒng)、工業(yè)化電機(jī)驅(qū)動(dòng)和功率轉(zhuǎn)換、供熱、通風(fēng)和空調(diào)（HAVC）系統(tǒng)。其主要特性如下：

●采用TMS320C2XX CPU內(nèi)核：

有32位中央邏輯運(yùn)算單元（CALU）；

內(nèi)含32位累加器（ACC）；

16位×16位并行乘法器；

8個(gè)16位輔助寄存器；

●具有50ns(20MIPS)指令周期；

●含544字節(jié)16位在片數(shù)據(jù)/程序雙向RAM；

●帶有16k字節(jié)Flash EEPROM：

●雙向10位串行數(shù)模轉(zhuǎn)換器的采樣速率可達(dá)166kHz；

●具有28個(gè)獨(dú)立可編程、復(fù)用I/O腳；

●有串行外設(shè)接口（SPI）和SCI接口；

●自帶強(qiáng)大的事件管理器；

●帶有實(shí)時(shí)中斷的看門(mén)狗電路；

●支持硬件JTAG硬件仿真。

TMS320F240的結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。

3 SPI接口

SPI是同步串行外圍接口，主要用于與各種外圍器件進(jìn)行通訊，這些外圍器件可以是簡(jiǎn)單的TTL移位寄存器或是復(fù)雜的LCD顯示驅(qū)動(dòng)器或A/D轉(zhuǎn)換子系統(tǒng)。SPI接口很容易與許多廠家的各種外圍器件直接相連。在多主機(jī)系統(tǒng)時(shí)，SPI也可用于同MCU之間的通訊。

當(dāng)MCU片內(nèi)I/O功能或存儲(chǔ)器不能滿足需要時(shí)，可用SPI與各種外圍器件相連以擴(kuò)展I/O功能。SPI子系統(tǒng)可以在軟件控制下構(gòu)成簡(jiǎn)單或復(fù)雜的系統(tǒng)，如：

●一個(gè)主MCU和幾個(gè)從MCU；

●幾個(gè)MCU互連，構(gòu)成多主機(jī)系統(tǒng)；