10 串行数据转换器接口.doc

------------------------------------------------------------------------------------------------ —————————————————————————————————————— 10 串行数据转换器接口问: 我现在需要安装节省空间的数据转换器, 认为串行式转换器比较适合。为了选择和使用这种转换器,请问我需要了解些什么? 答: 首先我们看一下串行接口的工作原理, 然后再将它与并行接口相比较,从而可以消除对串行接口数据转换的神秘感。图 101 示出了一种 8 通道多路转换 12 位串行式模数转换器(ADC) AD7890 与一种带串行接口的数字信号处理器(DSP) ADSP 2105 接线图。图中还示出了使用 DSP 与 ADC 通信的时序图。通过一根线以串行数据流的形式传输 12 位转换结果。串行数据流还包括 3 位地址,用来表示 AD789 0 当前被选中的多路转换器中的输入通道。为了区分不同组的数据串行位流,必须提供时钟信号(SCLK) ,通常由 DSP 提供。有时 ADC 作为输出信号提供这种时钟信号。 DSP 通常(但不总是) 提供一个附加的成帧脉冲, 它要么在通信开始第一个周期有效,要么在通信期间( 例如 TFS/R FS) 有效。图 101 串行式 ADC 与 DSP 之间的接线图在这个实例中,利用 DSP 的串行端口来设置 ADC 内部 5 位寄存器。这个寄存器的位控功能包括: 选择通道、设定 ADC 处于电源休眠方式和起动转换。显然,这种情况下串行接口必须双向工作。从另一方面来说,并行式 ADC 的数据总线直接( 或可能通过缓冲器) 与带接口的处理器的数据总线相连。图 102 示出了并行式 ADC AD7892 与 ADSP 2101 的接线图。当 AD7892 完成一次转换后,中------------------------------------------------------------------------------------------------ ——————————————————————————————————————断该图 102 并行式 ADC AD7892 与 ADSP 2001 接线图 DSP , DSP 响应后,按照 ADC 的译码内存地址读一次数据。串行式数据转换器与并行式数据转换器之间的重要差别在于需要的连接线数。从节省空间的角度来看, 串行式数据转换器有明显的优点。因为它减少了器件的引脚数目, 从而有可能做成 8脚 DIP 或 SO 封装的12 位串行式 AD C或 DAC 。更重要的是它节省了印制线路板的空间, 因为串行接口只需连接几根线条。问:我的数模转换器(DAC) 必须离中心处理器及其它处理器距离很远。我最好采用何种方法?答: 首先你必须确定是使用串行式 DAC 还是并行式 DAC 。当使用并行式 DAC 时,你应该确定每个 DAC 进入存储器 I/O 端口的地址, 如图 所示。然后你应该对每个 DAC 编程,将写命令直接写入适当的 I/O 口地址。但这种结构具有明显的缺点。它不但需要并行数据总线,而且到所有远处的端口都需要一些控制信号线。然而串行接口只需要为数不多的两条图 103 多个并行式 DAC 接线图线,显然它比并行接口经济得多。一般说来,虽然串行式数据转换器不能对处理器的存储器寻址,但是可以把许多串行 DA C 接到处理器的串行端口上, 然后利用处理器的其它端口产生片选信号来逐一地启动每个 DAC 。片选信号虽然仅需要一条线就能将每个 DAC 都接到串行接口上,但是接到处理器上传输片选信号线的数目可能受------------------------------------------------------------------------------------------------ ——————————————————————————————————————到限制。解决这个问题的一种方法是采用菊花链(daisy chained) 式结构, 将所用的串行式 DAC 都连在一起。图 示出了如何将多个 DA C 连接到一个 I/O 端口上。每个 DAC 都有一个串行数据输出(SDO) 脚, 将第一个 DAC( 即 DAC0) 的 SDO 脚接到本菊花链中的下一个 DAC( 即 DAC1) 的串行数据输入(SDI) 脚。 LDAC 和 SCLK 以并行方式被送到本菊花链中的所有 DAC 。因为在时钟作用下送入 SDI 的数据最终都要到达 SDO(N 个时钟周期之后) ,所以一个 I/O 端口能够寻址多个 DAC 。但是这个 I/O 端口必