摘 要： 介绍了A/D" title="A/D">A/D转换芯片ADS8364与数字信号处理器芯片TMS320LF2407的接口技术及其工程应用。给出了硬件接口电路" title="接口电路">接口电路及软件编程方法。
    关键词： 同步采集   ADS8364   TMS320LF2407DSP

    电力系统配网自动化是一个庞大、复杂、综合性的系统工程，如何将配电网在正常及事故情况下的监测、保护、控制有机地融合在一起，提高供电质量，是电力系统微机保护的一个重要课题；而对配电网的电压、电流参数进行快速、准确地采集，及时反映配电网的故障状态并进行相应处理，是配电系统微机保护的首要任务。使用美国德州仪器公司（TI）推出的ADS8364 A/D芯片与TMS320LF2407 DSP芯片构成控制系统是一个较好的解决方案，现已将其成功应用到配电网中。
    本文在简介ADS8364和TMS320LF2407的功能、性能和特点的基础上，介绍ADS8364与TMS320LF2407的硬件接口电路和软件编程方法。
1 ADS8364介绍^[1]
    ADS8364是TI公司推出的专为高速同步数据采集系统设计的高速、低功耗、6通道同步采样的16位A/D转换芯片，共有64个引脚，大致可以分为两类，各引脚功能如表1所示。

    图中的PTout为模拟信号的输入，其电压范围为-5V～+5V，经过差分电路输入到ADS8364的模拟输入通道A0。ADS8364的BYTE和ADD引脚都接地，因此选择16位数据输出方式，并且对每个通道转换结果的读取通过地址线A2、A1、A0来选择。ADS8364的片选信号由TMS320LF2407的地址线A15、A14、A13和I/O空间选通因此ADS8364芯片地址所占用的是TMS320LF2407的I/O空间的低32K地址空间,与程序的调试和运行地址无关。为了实现ADS8364六个通道的同步采样，ADS8364的A、B、C三组启动控制信号同一I/O引脚控制，这样只要TMS320LF2407使该引脚有效就可以同时启动ADS8364的六个通道，从而实现六通道的同步采样。
    ADS8364的时钟信号由TMS320LF2407的定时器4的周期PWM输出信号T4PWM提供，频率为4MHz。在DSP复位时，A/D芯片也复位。A/D转换结束信号接到DSP的外部中断引脚 XINT2，因此对A/D转换结果的读取可采用中断和查询两种方式，视编程和工程应用的具体要求而定。
    由于ADS8364的转换速度很快，在启动A/D转换之后，只需等待5μs即可读取转换结果，因此采用等待方式，等待时间大于5μs即读数据。图2为定时器中断采样程序的流程图。
    A/D采样在定时器1的周期中断中完成。TMS320LF2407通过ADS8364实现等间隔的采样程序如下：
    （1）在头文件中定义
    由16根地址线和确定的硬件I/O空间存储器，高3位(bit15～13)由74LV138的片选信号确定，低3位与ADS8364的相同（参见表2），其余10位(bit12～3)可忽略，本定义只给出了Ad_A0（0通道）和Ad_A1（1通道）的定义，其余A2～A5可参照定义，在程序中就可以象使用数据存储器一样使用定义的I/O空间存储器。
    #define FCMR portFF0F   /*Flash 控制方式寄存器*/
    ioport unsigned int portFF0F; /*C2xx编译特定关键字*/
    #define WSGR portFFFF    /*等待插入状态寄存器*/
    ioport unsigned int portFFFF; /*C2xx编译特定关键字*/
    #define Ad_A0 port2000
    ioport unsigned int port2000;  /*定义AD采样通道A0*/
    #define Ad_A1 port2001
    ioport unsigned int port2001;   /*定义AD采样通道A1*/
    （2）主程序及中断程序（TMS320LF2407的C语言中断矢量表及头文件参见参考文献［3］）
    Main()                  /*TMS320LF2407主程序*/
    {
      asm(' SETC INTM'); /*禁止所有中断*/
      asm(' CLRC SXM');    /*抑制符号位扩展*/
      asm(' CLRC OVM');  /*累加器结果正常溢出*/
      asm(' CLRC CNF');     /*DSP的B0配置为数据存储空间*/
      SCSR1=0x81FE;    /*对系统时钟进行4倍频，使其工作于24MHz */
      WDCR=0xE8;        /*关看门狗 */
      WSGR=0x1C0;           /*对访问IO空间插入等待状态 */
      IFR=0xFFFF;    /*清中断标志*/ 
      IMR=0x2;        /*使能中断INT2(定时器1的定时AD采样中断)*/
      MCRC=MCRC&0xfeff; /*将IOPF0设为I/O口*/
      PFDATDIR=PFDATDIR|0x0101; /* IOPF0设为输出,作为ADS8364的启动信号，初始时为1，不启动AD */
      AD_Init();        /*调AD定时器1初始化子程序*/
      asm(' CLRC INTM'); /*使能全局中断*/
      while(1);    /*程序进入循环，可在此添加用户处理程序*/
    }

    AD_Init()          /*A/D初始化子程序*/
    {
      T4PR=5;        /*使T4PWM输出频率为4MHz*/
      T4CMPR=3;    /*T4PWM的周期输出作为ADS8364的时钟信号 */
      T4CNT=0;               /*计数器清0*/
      GPTCONB=0x48;  /*使能所有通用定时器比较输出,高有效  */
      T4CON=0x104a;   /*使能定时器4比较操作*/
      T1PR=0x3a90;        /*使定时器1每0.625ms产生一次中断*/
      T1CNT=0;
      T1CON=0x100C;  /*设置定时器1周期中断*/
      EVAIMRA=0x80;  /*使能定时器1周期中断*/
      EVAIFRA=0x80;  /*清定时器1周期中断标志位 */
      T1CON=0x104C;   /*启动定时器1*/
      return;
    }

    T1_interrupt()          /*定时器1周期中断程序*/
    {
      EVAIFRA=0x80;        /*清定时器1的周期中断标志 */
      T4PR=5;           /*使T4PWM输出频率为4MHz*/
      T4CMPR=3;    /*T4PWM的周期输出作为ADS8364的时钟信号*/
      T4CNT=0;
      GPTCONB=0x48;
      T4CON=0x104a;  /*使能定时器4比较操作*/
      PFDATDIR=PFDATDIR&0xfffe; /*IOPF0置低，启动A/D转换*/
      asm(“ NOP”); 
      asm(“NOP”); 
      PFDATDIR=PFDATDIR|0x01;  /*已启动A/D转换，IOPF0置高，本次不再启动A/D转换*/
      asm(“RPT #120”);  /*延时，大于5微秒，等待A/D转换结束 */
      asm(“NOP”); 
      AD0=Ad_A0;    /*读取6个通道的转换结果，分别存放在AD0～AD5的RAM中*/ 
      AD1=Ad_A1;   /*AD0～AD5为定义在TMS320 TMS320LF2407 RAM空间的变量*/
      AD2=Ad_A2;    
      AD3=Ad_A3;   
      AD4=Ad_A4;  
      AD5=Ad_A5; 
      /* 可在此添加用户处理程序*/
      return;
    }
    上面介绍的ADS8364与TMS320LF2407的接口电路已成功应用于电力系统配网自动化装置中。实践证明，该电路具有良好的抗干扰能力，A/D采样结果能很好地满足系统要求。
参考文献
1 ADS8364 250kHz, 16-Bit, 6-ChannelSimultaneous Sampling Analog-to-digital Converters.TI Company,2002
2 刘和平，严利平，张学锋. TMS320LF240x DSP结构、原理及应用.北京:北京航空航天大学出版社,2002年4月
3 刘和平，王维俊，江 渝. TMS320LF240x DSP  C语言应用.北京:北京航空航天大学出版社, 2003
4 TMS320LF/LC240xA DSP Controllers Reference Guide: System and Peripherals. TI Company, April 2001