基于C P LD的 OMA-L137與ADS1178數(shù)據(jù)通信設(shè)計(jì)

1．2 硬件原理
在SPI從模式下，設(shè)計(jì)使OMAP-L137、ADS1178作從片，CPLD作主片來提供進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r(shí)鐘。OMAP-L137的SPI接口支持3針、4針、5針三種傳輸模式，這里采用3針模式(即CLK、SIMO、SOMI)。OMAP- L137引出一個(gè)GPIO口作同步信號(hào)線SYCN，ADS1178的READY信號(hào)線送給CPLD用來產(chǎn)生采樣時(shí)鐘，硬件連接如圖1所示。CLK用來傳遞接收和發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)的同步時(shí)鐘信號(hào)，SIMO在OMAP-L137作主片時(shí)為輸出數(shù)據(jù)線，在OMAP-L137作從片時(shí)為輸人數(shù)據(jù)線。SOMI在此模式下不被采用。
OMAP-L137的SPI接口工作在從模式的配置如下：SPIGCR1寄存器的低2位配置為00，選擇SPI工作在從模式；通過配置SPIPC0和 SPIPC1寄存器來選擇采用的針模式和引腳的信號(hào)方向，這里選擇使能CLK、SIMO、SOMI三根信號(hào)線，并分別配置為輸入、輸入和輸出；配置 SPIFMT0寄存器先輸出每組數(shù)據(jù)的“大端MSB”，根據(jù)ADS1178手冊(cè)中對(duì)數(shù)據(jù)輸出時(shí)序的要求，配置數(shù)據(jù)在CLK信號(hào)的下降沿輸出，使CLK信號(hào)工作在13MHz，同時(shí)配置現(xiàn)在的數(shù)據(jù)總線為16位。SPI的參考配置如表1所列。

在采樣數(shù)據(jù)送到OMAP-L137的SPI接口時(shí)，可以啟動(dòng)EDMA模塊來對(duì)采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行搬移。EDMA的觸發(fā)事件為SPI的每一通道數(shù)據(jù)(16位)的接收中斷，相當(dāng)于完成一組(8通道)數(shù)據(jù)的傳輸需要8個(gè)觸發(fā)事件。EDMA的參數(shù)相關(guān)配置如圖2所示。其中，OPT、DSTCINT、SRCCIND和 CCNT都需要根據(jù)應(yīng)用情況來進(jìn)行參數(shù)配置。

2 軟件設(shè)計(jì)
2．1 CPLD程序設(shè)計(jì)
CPLD中主要實(shí)現(xiàn)ADS1178對(duì)數(shù)據(jù)格式的要求。在檢測(cè)到READY信號(hào)的電平變化后，以外部時(shí)鐘ECLK為時(shí)鐘基準(zhǔn)，產(chǎn)生128個(gè)時(shí)鐘周期 (CLK)分別送給OMAP-L137和ADS1178，來完成8通道的數(shù)據(jù)傳輸。圖3為等效原理圖，CPLD程序流程如圖4所示。

2．2 采樣程序設(shè)計(jì)
代碼調(diào)試中的主要工作是測(cè)試同步采樣A／D的8路通道。SPI和EDMA的參考配置及使能在上面已經(jīng)完成。當(dāng)ADS1178開始數(shù)據(jù)采集時(shí)，通過GPIO口由OMAP-L137先向ADS1178發(fā)送一個(gè)由低變高的同步信號(hào)來通知 ADS1178開始工作。當(dāng)ADS1178完成了數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換時(shí)，向OMAP-L137發(fā)送一個(gè)由高到低的READ-Y信號(hào)，通知OMAP-L137數(shù)據(jù)已經(jīng)準(zhǔn)備就緒，等待主芯片的時(shí)鐘將數(shù)據(jù)送到數(shù)據(jù)線上；并在CPLD送出采樣時(shí)鐘后，等待EDMA的數(shù)據(jù)接收中斷，當(dāng)中斷到來時(shí)完成數(shù)據(jù)的采集工作。采樣程序流程如圖5所示。