一种用AD7858提高DSP采样精度的新方法
0 引言
ti公司生产的tms320x系列dsp是专为实时信号处理而设计的。该系列dsp控制器将实时处理能力和控制器外设功能集于一身，可为控制系统的应用提供一个理想的解决方案。笔者在设计一款新型金属探测器时，采用tms320lf2407xa芯片来对ad采样数据进行分析，从而成功地实现了对电机运转的控制。
dsp芯片tms320lf2407xa内部具有10位a／d转换器。但是，由于它仅含有10位a／d转换器，若除去第一位符号位，也就是真正有用的只有九位，达不到本项目的检测精度要求。为此，本文介绍一种通过外接12位a／d转换器（ad7858）来提高dsp检测精度的新方法。
1 ad7858的主要特性
ad7858是ad公司推出的12位串口、高速、低功耗、逐次逼近式ad转换器。它可在3～5.5 v的电压下工作，其数据通过率高达200 ksps。该芯片内含一个低噪声、宽频带的跟踪／保持放大器，可以处理高达200 khz的宽频信号。
ad7858很容易与微处理器或dsp接口。输入信号从convst的下降沿开始被采样（此位可通过硬件引脚或软件位操作），转换也从此点启动。忙信号线在转换起始时为高电平，之后在400μs后跳变为低电平以表示转换结束。
ad7858的主要特性如下：
◇支持3～5.5 v电压供电；
◇上电时，具有系统自动校准（校验芯片本身或芯片外设是否出错）和自动自校准（校验校
准寄存器是否出错）的功能；
◇具有高速串行接口；
◇低功耗。在3 v电压下，功耗仅为12 mw；
◇片内集成有高性能的抽样和保持放大器，输入信号可以采用单端输入方式，也可以采用差分输入方式；
◇ad7858芯片能够支持用硬件或软件启动ad转换；
◇转换完成自动进入休眠模式，休眠时的功耗为25μw；
◇采用24引脚dip、soic或tssop等多种封装形式。
图1所示为ad7858的内部功能框图。
2 ad7858的引脚功能
ad7858的主要引脚功能如下：
convst：转换开始位。当时钟下降沿到来时，系统为保持模式，且开始进行数模转变。如此脚不用，应与dvdd相连；
busy：忙信号输出端。用于表明器件所处的状态。在convst下降沿或cal上升沿之后，忙信号变为高电平，并在转换期间保持高电平。一旦转换结束并将转换结果存入输出寄存器，该端复位为低电平；
sleep：休眠或低功耗模式。该脚为低时，器件处于休眠模式，如若此时不存在数模转换或校准工作，那么，所有的电路（包括内部参考电压），全处于关断模式；若该脚为1，则器件正常运行。如若休眠模式只用软件控制，那么，此脚始终为高电平；
refin／refout：参考输入／输出。此脚可作为模数转换的内部参考电压，并可通过串联电阻与内部电路相连；
avdd：模拟电源端（3.0～5.5 v）；
agnd：模拟地；
cref1：参考电容。此引脚必须接0.01μf的电容到agnd脚；
cref2：参考电容。此引脚必须接0.01 μf的电容到agnd脚；
ain1-ain8：模拟输入。可用作单端输入或差分输入；
cal：校验输入端。此脚有0.15μa的内部提升电流。为使芯片在上电时能自动自校准。此脚必须用10 nf电容接dgnd脚；
dvdd：数字电源端（3.0～5.5 v）；
dgnd：数字地；
dout：16位串行数据输出端；
din：16位串行数据输入端；
clkin：数字时钟输入端。该时钟可决定数模转换的时间；
sclk：串行时钟信号；
sync：同步信号输入端。低电平有效。
3 硬件设计
dsp与ad7858芯片的连接方法如图2所示。设计时，模拟电源和模拟地、数字电源和数字地都应通过电容网络去耦，以减小电源输入噪声。为了得到较好的信噪比，可将agnd与dgnd连在一起，并采用单端输入，同时选择两路单独的通道ain1、ain4；sleep引脚与dvdd相连，表明此时的休眠模式只受软件控制；cal引脚可通过0.01μf与dgnd连接，转换结果将以16位二进制从dout输出，并通过spisomi回送给dsp。该数据的前4位始终为0。在busy位为低电平时，dsp将向ad7858发送convst信号，并在convst的下降沿开始转换。该电路的给定主脉冲频率为4mhz，系统可通过i／o口向ad7858发送同步信号sync。
4 软件设计
软件设计的主要任务是完成数据采集。本设计，采用ti公司的tms320lf2407a芯片作为主机。系统调试环境为ccs2.0版本。并采用c语言编程。图3所示为ad7858工作在模式2时的软件流程图。
5 结束语
s该dsp的最高采样电压为3.3 v，ad转换器（ad7858）则为12位转换器，因此，除去一位最高位（符号位），也就是说：该电路具有11位采样精度。
另外应当指出的是，在实际应用中，模拟地和数字地最好采用地层的形式，且模拟地和数字地应在芯片下单点接地。由于ad7858模／数转换器是采用串口并通过串行方式输出数据，而这种数据输出口与并口相比，其管脚较少，因而能节省器件在pcb板中所占的空间，比较适用于各类小型装置。
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dsp芯片tms320lf2407xa内部具有10位a／d转换器。但是，由于它仅含有10位a／d转换器，若除去第一位符号位，也就是真正有用的只有九位，达不到本项目的检测精度要求。为此，本文介绍一种通过外接12位a／d转换器（ad7858）来提高dsp检测精度的新方法。
1 ad7858的主要特性
ad7858是ad公司推出的12位串口、高速、低功耗、逐次逼近式ad转换器。它可在3～5.5 v的电压下工作，其数据通过率高达200 ksps。该芯片内含一个低噪声、宽频带的跟踪／保持放大器，可以处理高达200 khz的宽频信号。
ad7858很容易与微处理器或dsp接口。输入信号从convst的下降沿开始被采样（此位可通过硬件引脚或软件位操作），转换也从此点启动。忙信号线在转换起始时为高电平，之后在400μs后跳变为低电平以表示转换结束。
ad7858的主要特性如下：
◇支持3～5.5 v电压供电；
◇上电时，具有系统自动校准（校验芯片本身或芯片外设是否出错）和自动自校准（校验校
准寄存器是否出错）的功能；
◇具有高速串行接口；
◇低功耗。在3 v电压下，功耗仅为12 mw；
◇片内集成有高性能的抽样和保持放大器，输入信号可以采用单端输入方式，也可以采用差分输入方式；
◇ad7858芯片能够支持用硬件或软件启动ad转换；
◇转换完成自动进入休眠模式，休眠时的功耗为25μw；
◇采用24引脚dip、soic或tssop等多种封装形式。
图1所示为ad7858的内部功能框图。
2 ad7858的引脚功能
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busy：忙信号输出端。用于表明器件所处的状态。在convst下降沿或cal上升沿之后，忙信号变为高电平，并在转换期间保持高电平。一旦转换结束并将转换结果存入输出寄存器，该端复位为低电平；
sleep：休眠或低功耗模式。该脚为低时，器件处于休眠模式，如若此时不存在数模转换或校准工作，那么，所有的电路（包括内部参考电压），全处于关断模式；若该脚为1，则器件正常运行。如若休眠模式只用软件控制，那么，此脚始终为高电平；
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avdd：模拟电源端（3.0～5.5 v）；
agnd：模拟地；
cref1：参考电容。此引脚必须接0.01μf的电容到agnd脚；
cref2：参考电容。此引脚必须接0.01 μf的电容到agnd脚；
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cal：校验输入端。此脚有0.15μa的内部提升电流。为使芯片在上电时能自动自校准。此脚必须用10 nf电容接dgnd脚；
dvdd：数字电源端（3.0～5.5 v）；
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dout：16位串行数据输出端；
din：16位串行数据输入端；
clkin：数字时钟输入端。该时钟可决定数模转换的时间；
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sync：同步信号输入端。低电平有效。
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