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Engineer-to-Engineer指南 EE-245
Analog Devices公司DSP、处理器和开发工具的使用技术指南
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AD7276高速数据转换器与ADSP－BF535 Blackfin®处理器的接口
供稿
Aseem Vasudev Prabhugaonkar
简介
本应用指南是介绍AD7276高速数据转换器与
Blackfin®处理器是如何接口的。本应用指南也
提供了实例代码，演示了如何对Blackfin处理器
的串行端口(SPI和SPORT)编程，来在内核访问
及DMA访问模式中接收来自AD7276设备的数
据。还介绍了DMA模式中AD7276 ADC变换之
间的断电机制。整个参考设计是基于ADSP-
BF535 EZ-KIT Lite™板实现的。
关于AD7276/7277/7278 ADC
AD7276/AD7277/AD7278设备分别是12、10和8
位高速、低功率、连续逼近ADC。该芯片的工
作电源是2.35 V－3.6 V单个电源，每秒吞吐量
高达3百万个采样点（MSPS）。
AD7276/7277/7278产品聚焦
• 6引线TSOT封装内的3 MSPS ADC
• 与AD7476/7477/7478和
AD7476A/7477A/7478A产品管脚兼容
• 高吞吐量和低功耗
• 灵活的功率/串行时钟速率管理
转换速率由串行时钟决定。提高串行时钟
的速率，可以减少转换时间。在断电模式
时（即不变换时）减少了平均功耗。本产
品具有断电模式的特性，可以在较低的吞
吐速率下，使功效最大化。断电模式下的
最大电流消耗是1 µA。
• 参考来自电源
• 无流水线延迟
第一版
-- 2004年10月4日
使用
/CS信号和串行时钟来控制转换过程和数据
采集，允许设备与多种微处理器或DSP互联。
/CS的上升沿对输入信号进行取样，转换也在
在
本产品具有标准连续逼近ADC，通过
/CS
信号和一次停止转换控制可以准确控制采
样值。
该时刻开始。该器件没有流水线延时。
AD7276/7277/7278 A/D应用
AD7276/AD7277/AD7278 ADC使用先进的设计
技术，可以在很高的吞吐速率下实现很低的功
AD7276/7277/7278的应用包括：
耗。
• 电池供电系统
本产品的参考来自VDD内部。这可以得到ADC
的最宽动态输入范围。因此，本产品的模拟输
入范围是0 V－VDD。变换率由串行时钟SCLK
• 个人数字助理
• 医疗器械
决定。
• 移动通信
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确性承担任何责任。
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• 仪器和控制系统
• 数据采集系统
• 高速调制解调器
• 光学传感器
关于ADSP-BF535处理器
ADSP-BF535处理器是Blackfin系列的第一个成
员，Blackfin系列是ADI最新的高性能处理器系
列，基于微信号架构(MSA)。ADSP-BF535产品
具有双MAC、高时钟速率和动态功率管理特
性，使系统性能和功耗最优。另外，通过清
晰、正交RISC指令集的优势，ADSP-BF535处
理器非常适用于高级语言，如C/C++编程，可
以产生极高密度的执行代码。
Blackfin处理器的应用
AD7276与ADSP-BF535接口
本应用指南重点介绍与AD7276高速数据转换器
的接口。AD7277和AD8278转换器接口是一样
的。ADC具有用于DSP和微控制器的串行接
口，用于传输12位数字化数据。ADC支持SPI
(串行外设接口)和SPORT (DSP 串行端口)接口
协议。可以通过Blackfin处理器的SPI或SPORT
接口，与AD7276连接。
AD7276的串行接口包括三种信号：
• /CS芯片选择，是低有效输入信号。这个
信号初始化A/D转换，进行串行数据传
输。
• SDATA AD7276将变换结果送到这个管脚
上。在串行时钟的下降沿，数据位被送
出。
Blackfin处理器的目标应用包括：
• 汽车
• 宽带家庭网关
• 交换局/网络交换
• 数字成像和打印
• 全球定位系统
• 家庭网络
• 因特网设备
• 调制解调器解决方案
• 个人数字助理
• 视频会议
• VoIP电话解决方案
• SCLK 串行时钟，是ADC的一个输入。
转换器在串行时钟的下降沿将数据位送
出。
/CS的下降沿使跟踪和保持处于保持模式，并开
始转换。为了与SPI支持的16字长兼容，ADC输
出16位。第一个两位（零）后面是12个有效的
数据位，在串行数据流的末尾是两个零。虽然
ADC数据是12位的，每个字作为16位字传送。
这确保了与SPI标准的兼容，在Blackfin设备上
可以配置为8或16位字长。与SPORT模块接口
时，串行字长可以配置为14位，因此，最后两
位可以被忽略。在SCLK的第14个上升沿，转换
器逻辑变回跟踪模式。
图
1 AD7276
串行接口的时序图
• PDA和其它便携式/手持式设备
AD7276高速数据转换器与ADSP－BF535 Blackfin®处理器的接口(EE-245) 2
了解时序指标的详细信息，请参照AD7276技术
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资料。
SPI接口详情
这部分介绍ADSP-BF535 EZ-KIT Lite与AD7276
基于SPI的连接。
ADSP-BF535 Blackfin处理器具有两个独立的串
行外设接口(SPI) 端口(SPI0和SPI1)，可以为包
括编解码器、数据转换器和取样率转换器在内
的多种SPI兼容外设提供I/O接口。每个SPI端口
有一组控制寄存器和数据缓冲器。
ADSP-BF535处理器的SPI模块是的业界标准同
步串行链接，支持与多种SPI兼容设备的通信。
SPI外设是一个同步、4线接口，包括两个数据
管脚(MOSI 和 MISO) 、一个设备选择管脚
(/SPISS)和一个门控时钟管脚(SCK)。 ADSPBF535 SPI支持下面的特性：
• 全双工操作
• 主控－伺服模式多主控环境
• 漏开路输出
• 可编程位速率、时钟极性和相位
• 与另一个主控SPI设备进行伺服操作
CPHASE=0、CPOL=1 和 CPHASE=1、CPOL=1模式实
现。已经使用约为6 MHz的串行时钟频率对这些
模式进行了测试。CPHASE=0模式比CPHASE=1模
式有优势的地方是，CPHASE=0模式可以和DMA操
作模式一起使用。对CPHASE=1模式，必须手动
才能声明和取消伺服设备选择(PFx) 。对
CPHASE=0模式，伺服设备选择(AD7276用/CS)由
Blackfin处理器的SPI硬件来控制，因此它是自
动的。与应用指南一起提供的代码包括核心和
DMA SPI模式操作。
在SPI操作的内核访问及DMA访问模式中，通
过在SPI0_CTL寄存器中设置SPI SIZE 位，
SPI被配置为16位字长。
CPHASE=0, CPOL=1 SPI 模式
CPHASE=0时可以使用内核访问及DMA访问SPI
模式操作。了解时序详情，请参照图3。
在CPHASE=0, CPOL=1模式下，在存储到内部
存储器之前，接收到的字必须右移两位，因为
最后两位是零。在串行时钟的上升沿驱动数
据。在串行时钟的下降沿，ADSPBF535 SPI对
数据进行取样。AD7276转换器的数据保持时间
特性来实现这个方案。了解跟保持时间有关的
时序信息，请参照图4。
ADSP-BF535处理器是用于这种接口的SPI主控
者，为AD7276 ADC提供串行位时钟和芯片选
/CS。处理器在其MISO管脚上接收数据。了
择
解接口详细信息，请参照图2。
图3 内核访问模式时
CPHASE=0, CPOL=1
图
2 . ADSP-BF535 SPI与AD7276
的接口
ADSP-BF535 SPI 和 AD7276 接口可以使用
AD7276高速数据转换器与ADSP－BF535 Blackfin®处理器的接口(EE-245) 3
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图
4 CPHASE=0, CPOL=1
的保持时间
内核访问模式－AD7276
CPHASE=1, CPOL=1 SPI模式
CPHASE=1时，由于必须手动控制设备芯片，
所以只有内核访问模式是可能的。了解时序信
息，请参照图5。
在CPHASE=1, CPOL=1模式中，在存储到内部
寄存器之前，接收到的字必须右移3位。由于
SPI在串行时钟的上升沿对串行数据进行取样，
锁存的第二位不是ADC驱动的第二个零。它是
转换器驱动的第一个有效的MSB。
个下降沿和SCLK的第10个上升沿之间的
使转换过程中断。在提供的代码中，演示了这
个特性，说明了操作的DMA模式。在DMA完
全中断中，SPI被配置为8位数据字长。进行一
个虚拟写操作，确保在第10个SCLK之前，
是高电平。这使得ADC进入断电模式。
图
6 AD7276
断电模式
SPORT接口详情
ADSP-BF535处理器具有两个相同的同步串行
端口(SPORT)，支持一系列串行数据特性协
议，可以在多处理器系统的处理器间提供直接
连接。
/CS，
/CS
每个SPORT都是全双工设备，可以在两个方向
同时传送数据。每个SPORT都有一组管脚（数
据、时钟和帧同步）用于传输操作，和另一组
管脚用于接收操作。接收和传输功能是分别编
程的。通过写入存储器映射的寄存器，可以对
SPORT的位速率、帧同步和每字的位数进行编
程。
图
5 CPHASE=1, CPOL=1
内核访问模式
AD7276 ADC可以和ADSPBF53x处理器的串行
端口接口。接口可以在早和晚帧同步模式下工
AD7276断电模式
作。串行端口为内部帧同步和内部串行端口时
钟配置。将串行端口配置为14位字长。由于不
AD7276/7277/7278转换器具有断电模式，用于
功率敏感的设计。这可以在转换间节约功率。
为了进入断电模式，必须通过取消SCLK的第二
AD7276高速数据转换器与ADSP－BF535 Blackfin®处理器的接口(EE-245) 4
用在12位字的末尾添加两个尾随零，提高了
A/D转换器的吞吐量。由于SPORT配置为14位
字长，与SPI的情况不同，不需要移位。
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了解接口详情，请参照图7。
图7 SPORT与AD7276 ADC的接口
与本应用指南一起提供的代码包括早帧同步和
晚帧同步选项。
早帧同步选项
为早帧同步编程时，将帧同步配置为有效的高
帧同步。可以在串行时钟的上升或下降沿进行
数据取样。
了解时序详情，请参照图8。
后帧同步选项
为后帧同步编程时，将帧同步配置为有效的低
帧同步。可以在串行时钟的上升或下降沿进行
数据取样。
了解时序详情，请参照图9。
图
9 SPORT
心模式
后帧同步选项,上升时钟沿取样 –核
总结
从本应用指南中可见，可以将
AD7276/7277/7278 ADC和ADSPBF535 Blackfin
处理器进行无缝互连，可以使用多种接口方法
和模式。
附录
图
8 SPORT
心模式
前帧同步选项,上升时钟沿取样 –核
了解各种操作模式，请参照附录的ZIP文件中的
代码。
参考文献
[1] ADSP-BF535 Blachfin Processor Hardw are Refere nce Ma nu al . Rev 2. 0, Apri l 20 0 3. Anal o g Devices, Inc.
[2] AD7276 Preliminary Technical Dat a Sheet. Rev PrF, June 2004. Analog Devices, Inc.
[3] ADSP-BF535 EZ-KIT Lite Evaluation System Manual. Rev 2.1, April 2003. Analog Devices, Inc.
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