基于TMS320VC5409的水聲通信Modem設(shè)計與實現(xiàn)
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1．4 DSP模塊
系統(tǒng)核心由5409及其附加電路、控制邏輯電路組成，完成系統(tǒng)控制及運算處理功能。
系統(tǒng)中5409與CH375之間采用并行接口方式，與AD73311L之間采用串行接口方式，即McBSP工作在SPI模式下，與AD73311L連接。
5409芯片采用雙電源供電機制，即1．8 V或更低的內(nèi)核電源，為該器件的內(nèi)部邏輯提供電壓；3．3 V的 I／O電源便于直接與外部低壓器件接口。由電壓調(diào)節(jié)器芯片TPS73HD318實現(xiàn)該功能。
5409的時鐘采用外接頻率為8 MHz晶體，內(nèi)部倍頻的大小由芯片上CLKMDl～CLKMD3一組引腳的狀態(tài)決定。開始設(shè)置CLKMDl～CLKMD3為001，即PLL×lO，5409工作頻率為80 MHz。
5409片內(nèi)包括3個高速、全雙工、多通道緩沖串行接口McBSP，其方便的數(shù)據(jù)流控制可使它與大多數(shù)同步串行外部設(shè)備接口。它由數(shù)據(jù)線BD(R／X)、幀同步線BFS(R／X)和移位時鐘線BCLK(R／X)組成。
通過McBSP主要完成與AD7331lL支持SPI接口之間的數(shù)據(jù)交換，5409對AD73311L的控制通過GPIO的XF(輸出)引腳來完成。5409與AD73311L硬件連接電路原理如圖4所示。本文引用地址：http://www.biyoush.com/article/157546.htm
5409的McBSP作為SPI的從設(shè)備與SPI的主設(shè)備AD73311L連接。在這種方式下，McBSP的移位時鐘線BCLK(R／X)在內(nèi)部相連，幀同步線BFS(R／X)在內(nèi)部相連。系統(tǒng)時鐘的輸出引腳CLKOUT連接MCLK引腳，為AD73311L提供主時鐘信號。這種主從SPI模式實現(xiàn)5409對AD7331lL的初始化以及數(shù)據(jù)交換。
1．5 A／D～D／A模塊
AD733l1L是AD公司的16位串行A／D／A集成轉(zhuǎn)換器，廣泛應(yīng)用于語音信號處理、無線通信、數(shù)據(jù)通信等領(lǐng)域。系統(tǒng)采用AD73311L芯片，完成D／A，A／D轉(zhuǎn)換功能。圖4中A／D的輸入采用單端輸入方式，D／A的輸出采用雙端輸出方式。其中，C10，R10，C11組成帶通濾波器。
1．6 功放模塊
系統(tǒng)信號放大電路分為兩路：D／A→信號放大→換能器；換能器→信號放大→A／D。兩路信號放大電路的原理和組成結(jié)構(gòu)采用相同模式，都采用兩級級聯(lián)放大：第一級選擇TLC2652M作小信號放大；第二級由運放OP07構(gòu)成，實現(xiàn)功率放大及濾波。調(diào)整電路中的電阻、電容參數(shù)，以實現(xiàn)兩路信號放大的需求。
由TLC2652M構(gòu)成的放大電路，理論上閉環(huán)放大倍數(shù)約為100倍；低通截止頻率f=33．86 kHz。
由運放OP07構(gòu)成的放大電路，理論上放大倍數(shù)為30倍，低通截止頻率f=24．11 kHz。
1．7 換能器
根據(jù)系統(tǒng)對換能器的指向性要求、電聲特性以及工作條件等要求，直接生產(chǎn)專用換能器。
2 軟件系統(tǒng)構(gòu)成
軟件主要由CH375計算機端口和DSP端口編程及初始化、5409初始化、McBSP0初始化以及對AD73311L的初始化等程序模塊組成。初始化流程圖如圖5所示。
USB數(shù)據(jù)傳輸模塊的主要程序包括兩部分：計算機端口軟件編程和DSP端口軟件編程。
計算機端，使用VC作為計算機端應(yīng)用軟件的開發(fā)平臺，利用CH375器件中DLL提供的API函數(shù)對其進行操作。本地端，5409采用C語言編程，編寫內(nèi)置固件程序的基本框架如下：
5409的初始化程序是完成DSP堆棧、CPU時鐘及其他各個工作寄存器的初試值設(shè)置，以滿足系統(tǒng)工作要求。
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