摘  要: 提出了一種使用視頻A/D芯片ti" title="ti">title="TLC5510" title="TLC5510">TLC5510">TLC5510與低檔DSP" title="DSP">DSP芯片TMS320F206" title="TMS320F206">TMS320F206實現(xiàn)圖像采集的接口設(shè)計方案,同時給出了接口程序,為低檔DSP芯片提供了一條新的應(yīng)用途徑。

　　關(guān)鍵詞:  ADC  DSP  接口設(shè)計  視頻

　　數(shù)字信號處理器(DSP)是數(shù)字信號處理理論與超大規(guī)模集成電路(VLSI)技術(shù)融合的結(jié)晶。目前DSP技術(shù)正廣泛地應(yīng)用于通信、語音、圖像、航天航空、儀器儀表等領(lǐng)域,在推動當(dāng)代信息處理數(shù)字化方面正發(fā)揮著越來越大的作用。

　　在利用電話線傳輸視頻圖像這一低比特率多媒體通信領(lǐng)域中,如果選用圖像處理的專用芯片,如SAA7110、8×8 3104VCP以及LSI公司的專用芯片等,或者選用具有高速運算性能的高檔DSP進行圖像處理,都會使產(chǎn)品價格大幅度標(biāo)升。本文介紹的采用TI公司的低檔DSP芯片TMS320F206和視頻A/D芯片TLC5510的圖像采集卡" title="圖像采集卡">圖像采集卡,則為低比特率多媒體通信提供了一個廉價的解決方案。

1 TLC5510芯片和TMS320F206芯片簡介

1.1 TLC5510簡介

　　TLC5510是CMOS、8位、20MSPS模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC),它利用了半閃速(semiflash architecture)結(jié)構(gòu)。TLC5510用單5V電源供電,只消耗100mW的功率。它還有內(nèi)部采樣和保持電路,高阻的并行輸出以及內(nèi)部基準(zhǔn)電阻。

　　與閃速轉(zhuǎn)換器(flash converter)相比,半閃速結(jié)構(gòu)減少了功率損耗和芯片尺寸。通過在2步過程(2-step-process)中實現(xiàn)轉(zhuǎn)換,可大大減少比較器的數(shù)目。轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)的等待時間為2.5個時鐘周期。

　　無需外部基準(zhǔn)電壓源和精密電阻,僅使用內(nèi)部基準(zhǔn)電阻和VDDA就可實現(xiàn)2V的滿量程轉(zhuǎn)換范圍。25℃時的線性度誤差為±0.75LSB,在整個溫度范圍內(nèi)的線性度誤差最大值是±1LSB。25℃時的差分線性度誤差為±0.5LSB,在整個溫度范圍內(nèi)的差分線性度誤差最大值是±0.75LSB。

1.2 TMS320F206簡介

　　TMS320F206是TI公司推出的一種DSP芯片,它是基于TMS320C5x之上的高速定點數(shù)字處理芯片,具有改進的哈佛結(jié)構(gòu)(并行分離的程序和數(shù)據(jù)總線)、高性能CPU及高效的指令集等特點。其主要特性如下:

　　CPU具有32位CALU、32位累加器、16×16位并行乘法器、三個移位寄存器、八個16位輔助寄存器。

　　存儲器具有224K字可尋址存儲空間、544字片內(nèi)DRAM、4K字片內(nèi)SRAM或32K字片內(nèi)快閃存儲器。

　　指令速度為50ns、35ns及25ns單指令周期。

　　外圍電路有軟件可編程定時器、軟件可編程等待狀態(tài)發(fā)生器、片內(nèi)鎖相環(huán)時鐘發(fā)生器、同步和異步系列串口。

2 硬件接口電路設(shè)計

2.1 TLC5510前端電路設(shè)計

　　TLC5510前端電路如圖1所示。

　　在電路中,模擬電源VDDA和數(shù)字電源VDDD相互獨立。VDDA與數(shù)字地AGND之間及VDDD與模擬地DGND之間都用4.7μF電容、0.1μF電容和鐵氧磁環(huán)去耦和消除電源的紋波。AGND與DGND分開,以避免數(shù)字信號給模擬信號帶來噪聲。放大后的視頻信號直接加在TLC5510的19腳。TLC5510的時鐘信號由TMS320F206的時鐘信號輸出腳CLKOUT1提供。

2.2 TLC5510 與TMS320F206接口電路設(shè)計

　　TLC5510與TMS320F206接口電路圖如圖2所示。

    TLC5510數(shù)字地與TMS320F206的地相連。因TLC5510內(nèi)部有數(shù)據(jù)輸出緩沖,所以TLC5510的腳[D1:D8]與TMS320F206腳?眼D0:D7?演直接相連。TMS320F206的CLKOUTI腳通過一小電阻給TLC5510提供時鐘信號。TMS320F206管腳A11和/IS為邏輯控制,當(dāng)A11為邏輯高,/IS為邏輯低時,TMS320F206就可從TLC5510讀取采樣數(shù)據(jù)。

2.3 TMS320F206與計算機串口通信

    存入TMS320F206的圖像數(shù)據(jù)通過串口以9600 b/s的速率送入計算機,計算機將數(shù)據(jù)存到緩存區(qū),然后通過像素點與圖像轉(zhuǎn)換程序在顯示器上顯示出來。

3 接口程序設(shè)計

3.1程序常量的初始化

　　(1) 設(shè)采樣數(shù)據(jù)存儲區(qū)的起始地址為0900h

　　(2) 設(shè)采樣數(shù)為1000h

　　(3) 設(shè)A/D地址為0800h

3.2 程序步驟

　　(1) 初始化TMS320F206

　　(2) 加載合適的ARn

　　(3) 選通TLC5510

　　(4) 讀取A/D轉(zhuǎn)換值

　　(5) 初始化UART

　　(6) 向UART 傳數(shù)

　　(7) 程序結(jié)束

3.3 具體程序

　　.title       ″TLC5510 Interface″

　　.copy    　　″init.h″

　　.copy    　  ″vector.h″

　　.text

　　ADC_Addr    　.set 0800h   ;設(shè)置TLC5510的地址

　　Mem_pointer   .set 0900h   ;設(shè)置采樣數(shù)據(jù)存儲區(qū)的起始地址

　　Count         .set 1000h   ;設(shè)置采樣個數(shù)

　　start:      lar  ar2,#ADC_Addr

                lar  ar3,#Mem_pointer

　　　　　      lar  ar4,#Count

　　* 開始A/D轉(zhuǎn)換

                ldp         #6h            ;設(shè)置頁面指針使其指向

                                            50h×6=0300h處

                splk        #Count,0h      ;把采樣個數(shù)放入0300h

                lar        ar4,#0300h      ;使AR4指向0300h

                mar *,ar4                  ;把AR4設(shè)為當(dāng)前寄存器

                rpt *,ar3                  ;設(shè)置RPTC寄存器后,把

                                           AR3設(shè)為當(dāng)前寄存器

                in *+,ADC_Addr,ar4         ;讀入并存儲A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果

　　*通過UART向計算機傳輸數(shù)據(jù)

　　*初始化UART口

       clrc    CNF  　             ;把B0塊映射為數(shù)據(jù)空間

       ldp     #0h    　           ;設(shè)置葉面指針使其指向0h處

       setc    INTM                ;禁止所有中斷

       splk    #0ffffh,ifr         ;清中斷

       splk    #0000h,60h

       out     60h,wsgr            ;設(shè)置零等待

       splk    #0c180h,61h         ;把 UART口復(fù)位

       out     61h,aspcr           ;允許I/O中斷

       splk    #0e180h,61h

       out     61h,aspcr           ;打開I/O斷口

       splk    #4fffh,62h       

       out     62h,iosr            ;禁止自動波特率

       splk    #00082h,63h

       out     63h, brd            ;設(shè)置波特率為9600

       splk    #20h,imr            ;允許UART中斷

       lar     ar3,#0900h          ;恢復(fù) AR3

       lar     ar4,#( Count-1)     ;恢復(fù)AR4

       mar     *,ar3               ;設(shè)置 AR3為當(dāng)前寄存器

       clrc    intm                ;打開中斷

uart1:     setc    xf              ;把xf置1,開始傳數(shù)

           mar     *,ar3           ;把AR3設(shè)為當(dāng)前寄存器

           out     *+,adtr         ;傳出數(shù)據(jù)后,把AR3加1

wait:      clrc    xf              ;關(guān)閉xf,停止傳數(shù)

           mar     *,ar2           ;把AR3設(shè)為當(dāng)前寄存器

           in      *,0fff6h        ;讀入IOSR寄存器的狀態(tài)

           bit     *,4             ;檢測第12位是否為0

           bcnd    cont,tc         ;如果為0，等待直到IOSR的第12位為1

           b       wait

skip:      splk    #0020h,ifr      ;清中斷

           clrc    intm

           mar     *,ar4           ;傳輸個數(shù)減1

           banz    uart1,ar3       ;未傳完,則跳到UART1,

                                   傳下一個數(shù)

           ret                     ;返回

inpt1:     ret

inpt23:    ret

timer:     ret

uart:      ret

codtx:     ret

codrx:     ret

.end

　　我們將TLC5510與TMS320F206的接口設(shè)計用于煤礦井下遠程多媒體低比特率通信監(jiān)控系統(tǒng)中,已取得初步進展, 這一應(yīng)用可以為TMS320F206用于圖像處理提供一種思路,從而為低比特率多媒體通信開辟一條廉價的途徑。

參考文獻

1 TMS320C2xx User’s  Guide. TI公司,1997

2 彭啟琮，李玉柏.DSP技術(shù).成都:電子科技大學(xué)出版社,1999.10

3 趙慧民, 莊宏成.利用電話線傳輸視頻圖像的一種DSP應(yīng)用. 電子應(yīng)用技術(shù),1999;25(11)