3.2 与数字音频数据的接口
TLC320AD75C的串行端口有两种工作方式:当M/S引脚为高电平时,ADC串行端口配置为主方式,TLC320AD75C从MCLKI产生LRCKA和SCLKA;当M/S接低电平时为从方式,器件从外部接收LRCKA和SCLKA。
本文以ADC的主方式为例说明TLC320AD75C
与微控制器间的接口。主方式时LRCKA在内部由MCLKI产生,LRCKA固定为采样频率fs(MCLKI/256)。在此信号为高电平期间,左通道数据串行移至输出端;在低电平期间,右通道数据移至输出端。转换周期由LRCKA的上升沿同步。图4中的(a)、(b)、(c)三个波形表示了在左、右通道数据所用的32个SCLKA周期中的前20个周期内,从TLC320AD75C中移出的20位、MSB在前的ADOUT数据。
从图4可以看出,TLC320AD75C与具有同步串口的微控制器如TI公司DSP系列TMS320C2X/3X/5X/2XX/54X的接口相当容易。然而,目前我国DSP的开发和应用还不普遍,大量的科技和工程技术人员对 DSP比较生疏。与此相反,单片机如MCS51、8098、MCS196系列却在我国相当普及并得到了广泛的应用。遗憾的是MCS51系列单片机没有同步串口,而且目前的大量数据采集系统的输出要求的是并行数据。考虑到上述情况,为了同MCS51系列接口,就要在满足图4时序的前提下,设计串转并电路和并转串电路。
图5是TLC320AD75C的ADC与MCS51接口电路,DAC接口电路是上述电路的逆过程,只要将8位输出锁存移位寄存器 (三态、串入并出)74LS595改成8位输入锁存移位寄存器74LS597(三态、并入串出)即可,此处不再详述。图5与图3的画法一样,鉴于篇幅的限制,省略掉了一些电路细节,读者应用本文中的电路时应补上。下面简单讲述一下图5所示电路的工作过程。根据图4串行接口时序,要求利用LRCKA和 SCLKA生成图4(d)所示的脉冲。在该脉冲的高电平期间20位串行数据送到由三片74LS595级联而成的串入并出接口电路中;在脉冲的下降沿将 74LS595中移位寄存器中的数据传输到锁存器;在脉冲的低电平期间发中断到MCS51的INT0,MCS51依次发出三个片选信号,读走该20位数据,从而完成一个声道的采集工作。因此如何产生图4(d)所示的脉冲是本电路的核心问题。在图5所示电路中,74LS123捕捉到的LRCKA上升沿和下降沿通过线与的方式生成图4(e)形式的极窄脉冲。在该脉冲的低电平期间置位74LS74;两片74LS160接成20进制的计数器,在74LS74输出高电平到来时对SCLKA进行计数,当计满20个脉冲时输出一高电平脉冲,该脉冲经一非门倒相去74LS74的复位端。74LS74在上述的置位与复位作用下即产生图4(f)所示的脉冲,同时在该脉冲的低电平期间还要去清除计数器,停止计数器工作,直至该脉冲的下一个高电平到来。要指出的是图4(f)所示脉冲比图4(d)所示的脉冲有一延迟,但只要该延迟时间小于TSCLKA/2,即图4(f)所示脉冲的上升沿比转换开始后SCLKA的第一个上升沿早,同步计数器就可正确计数,不会漏掉1位串行数据。