AD7656-1菊花鏈的多通道數(shù)據(jù)采集接口設計

3．2 數(shù)據(jù)采集傳輸流程
通過定時器中斷來控制信號的采樣間隔，設定S3C2410A的定時器0作為采樣定時器，并設置其工作于PWM方式，定時器0的PWM輸出TOUTO作為AD7656-1的模數(shù)轉(zhuǎn)換控制信號CON-VST的輸入，引腳GPFO (EINTO)設置為下降沿觸發(fā)。A／D采樣操作時序如圖6所示。當采樣定時器中斷發(fā)生，TOUTO(引腳GPBO)輸出高電平，發(fā)送CONVST信號給菊花鏈上的每個AD7656-1開始模數(shù)轉(zhuǎn)換。3μs后12個通道的數(shù)據(jù)全部轉(zhuǎn)換完，BUSY信號從高電平向低電平轉(zhuǎn)換，觸發(fā)EINTO中斷，開始數(shù)據(jù)傳送；GPG9輸出低電平給AD7656-1(1)和AD7656-1(2)的CS引腳，同時S3C2410A的SPI通道0開始讀數(shù)據(jù)。讀完12個通道的轉(zhuǎn)換結果后，GPG9恢復高電平輸出，TOUTO輸出低電平，完成一次采樣。等待下一個采樣定時器中斷發(fā)生，進行下一個采樣。可通過設定定時器0的內(nèi)部寄存器TC-MPBO的值來控制TOUTO輸出高電平的寬度TPH。

AD7656-1通過DOUT A發(fā)送采集到的數(shù)據(jù)給S3C2410A，其發(fā)送時序如圖7所示。當BUSY從高電平返回低電平時表示轉(zhuǎn)換結束，觸發(fā)外部中斷，EINTO，通知 S3C2410A啟動SPI接收數(shù)據(jù)，CS信號變?yōu)榈碗娖介_始串行傳輸。在整個傳輸過程中，CS一直維持低電平，直到傳輸完為止。

3．3 軟件設計
在對三相交流電進行數(shù)據(jù)采集過程中，每個周期要求采樣256點，即20 ms采樣256點，也就是每78．125μs采樣一次。S3C241OA定時器O每78．125μs發(fā)生一次定時中斷，啟動A／D轉(zhuǎn)換。12個通道的數(shù)據(jù)全部轉(zhuǎn)換完后，BUSY信號變低觸發(fā)外部中斷0，通知S3C2410A讀取數(shù)據(jù)。S3C2410A輸出片選信號CS給AD7656-1，并通過SPIO開始讀取轉(zhuǎn)換結果。SPIO配置為主入從出(MISO)和MDA接收模式，因其只接收數(shù)據(jù)，故需同時發(fā)送啞元“OxFF”。把12路數(shù)據(jù)讀完，退出中斷，等待定時器下一次定時到，啟動下一次轉(zhuǎn)換。待256點數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換完之后，暫停定時計數(shù)，進行數(shù)據(jù)處理。完成后再次啟動定時，完成下一個周期的256點采集，流程如圖8(a)所示。其包括兩個中斷子程序：采樣定時器中斷子程序，用于啟動采樣信號CONVST并給外部中斷0置位，允許響應BUSY下降沿觸發(fā)中斷，如圖8(b)所示；外部中斷0(EINTO)子程序，用于啟動SPIO接收數(shù)據(jù)，如圖8(c)所示。

4 結 論
本文介紹了16位模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片AD7656-1的菊花鏈工作原理，設計了基于AD7656-1菊花鏈與S3C2410A數(shù)據(jù)采集接口，可實現(xiàn)12通道、高精度的ADC。SPI串行傳輸具有占用微處理器I／O資源少，硬件連接簡單等特點。當菊花鏈中AD7656-1芯片數(shù)量較多時，為了提高數(shù)據(jù)傳輸效率并滿足實時性要求，可以采用2個或3個串行口傳輸數(shù)據(jù)。主控處理器也可以采用DSP芯片，同樣能實現(xiàn)菊花鏈。本設計方案可廣泛應用于電力系統(tǒng)電能質(zhì)量監(jiān)控、變電站保護測控IED等嵌入式系統(tǒng)。