基于TMS320VC5409的水聲通信Modem設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
1.4 DSP模塊
系統(tǒng)核心由5409及其附加電路、控制邏輯電路組成,完成系統(tǒng)控制及運(yùn)算處理功能。
系統(tǒng)中5409與CH375之間采用并行接口方式,與AD73311L之間采用串行接口方式,即McBSP工作在SPI模式下,與AD73311L連接。
5409芯片采用雙電源供電機(jī)制,即1.8 V或更低的內(nèi)核電源,為該器件的內(nèi)部邏輯提供電壓;3.3 V的 I/O電源便于直接與外部低壓器件接口。由電壓調(diào)節(jié)器芯片TPS73HD318實(shí)現(xiàn)該功能。
5409的時(shí)鐘采用外接頻率為8 MHz晶體,內(nèi)部倍頻的大小由芯片上CLKMDl~CLKMD3一組引腳的狀態(tài)決定。開始設(shè)置CLKMDl~CLKMD3為001,即PLL×lO,5409工作頻率為80 MHz。
5409片內(nèi)包括3個(gè)高速、全雙工、多通道緩沖串行接口McBSP,其方便的數(shù)據(jù)流控制可使它與大多數(shù)同步串行外部設(shè)備接口。它由數(shù)據(jù)線BD(R/X)、幀同步線BFS(R/X)和移位時(shí)鐘線BCLK(R/X)組成。
通過McBSP主要完成與AD7331lL支持SPI接口之間的數(shù)據(jù)交換,5409對(duì)AD73311L的控制通過GPIO的XF(輸出)引腳來完成。5409與AD73311L硬件連接電路原理如圖4所示。本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/157546.htm
5409的McBSP作為SPI的從設(shè)備與SPI的主設(shè)備AD73311L連接。在這種方式下,McBSP的移位時(shí)鐘線BCLK(R/X)在內(nèi)部相連,幀同步線BFS(R/X)在內(nèi)部相連。系統(tǒng)時(shí)鐘的輸出引腳CLKOUT連接MCLK引腳,為AD73311L提供主時(shí)鐘信號(hào)。這種主從SPI模式實(shí)現(xiàn)5409對(duì)AD7331lL的初始化以及數(shù)據(jù)交換。
1.5 A/D~D/A模塊
AD733l1L是AD公司的16位串行A/D/A集成轉(zhuǎn)換器,廣泛應(yīng)用于語(yǔ)音信號(hào)處理、無線通信、數(shù)據(jù)通信等領(lǐng)域。系統(tǒng)采用AD73311L芯片,完成D/A,A/D轉(zhuǎn)換功能。圖4中A/D的輸入采用單端輸入方式,D/A的輸出采用雙端輸出方式。其中,C10,R10,C11組成帶通濾波器。
1.6 功放模塊
系統(tǒng)信號(hào)放大電路分為兩路:D/A→信號(hào)放大→換能器;換能器→信號(hào)放大→A/D。兩路信號(hào)放大電路的原理和組成結(jié)構(gòu)采用相同模式,都采用兩級(jí)級(jí)聯(lián)放大:第一級(jí)選擇TLC2652M作小信號(hào)放大;第二級(jí)由運(yùn)放OP07構(gòu)成,實(shí)現(xiàn)功率放大及濾波。調(diào)整電路中的電阻、電容參數(shù),以實(shí)現(xiàn)兩路信號(hào)放大的需求。
由TLC2652M構(gòu)成的放大電路,理論上閉環(huán)放大倍數(shù)約為100倍;低通截止頻率f=33.86 kHz。
由運(yùn)放OP07構(gòu)成的放大電路,理論上放大倍數(shù)為30倍,低通截止頻率f=24.11 kHz。
1.7 換能器
根據(jù)系統(tǒng)對(duì)換能器的指向性要求、電聲特性以及工作條件等要求,直接生產(chǎn)專用換能器。
2 軟件系統(tǒng)構(gòu)成
軟件主要由CH375計(jì)算機(jī)端口和DSP端口編程及初始化、5409初始化、McBSP0初始化以及對(duì)AD73311L的初始化等程序模塊組成。初始化流程圖如圖5所示。
USB數(shù)據(jù)傳輸模塊的主要程序包括兩部分:計(jì)算機(jī)端口軟件編程和DSP端口軟件編程。
計(jì)算機(jī)端,使用VC作為計(jì)算機(jī)端應(yīng)用軟件的開發(fā)平臺(tái),利用CH375器件中DLL提供的API函數(shù)對(duì)其進(jìn)行操作。本地端,5409采用C語(yǔ)言編程,編寫內(nèi)置固件程序的基本框架如下:
5409的初始化程序是完成DSP堆棧、CPU時(shí)鐘及其他各個(gè)工作寄存器的初試值設(shè)置,以滿足系統(tǒng)工作要求。
評(píng)論