3 接口设计
这样合适的处理器芯片是谐波电能计量结果准确性的重要保证。三相多功能谐波电能表要求能准确计量基波和2~21次谐波的各次电能,其要求的采样频率为fs≥2fmax=2x21x50 Hz=2 100 Hz。FFT算法通常取采样点数为2N。根据AD73360的转换速度以及ADSP-BF53l的数据处理速度。本设计取N=9,即采样点数为29=512。ADSPBF531在主频300 MHz时可实现每秒6亿次乘加,完全可以满足对AD73360的各种控制、数据转换、读取和保存等各项操作指令的时间要求。
ADSP-BF53l处理器有2个SPI兼容端口,能够使控制器与多个SPI兼容的设备通信。SPI端口提供有全双工的同步串行接口,可支持主从模式和多主环境。另外,SPI的波特率和时钟相位/极性都是可编程的,而且都集成有一个DMA控制器,可配置为发送或接收数据流。而SPI的DMA控制器在任意给定时间,只能进行单向访问。故在传输过程中,SPI端口在2个串行数据线上可以通过移入和移出数据.来同时完成发送和接收工作。它的串行时钟线可以保持2条串行数据线上的数据移位和采样同步。
AD73360和ADSP-BF53l的接口电路如图4所示。由于AD73360和ADSP-BF531都支持工业标准的六线同步串行口。因而两者之间的接口电路非常简单。图4中的四个帧同步信号连接成帧同步返回环方式,即让AD73360的输出帧同步信号SDOFS输出到AD73360的输入帧同步信号SDIFS,而让BF531的发送帧同步信号TFS输出到接收帧同步信号RFS。这样,无论是发送帧同步信号还是接收帧同步信号,都会被强迫与SDOFS保持同步。AD3360的数据输入信号SDI和数据输出信号SDO分别与BF531的数据发送信号DX和数据接收信号DR相连。BF53l的标志输出信号XF连接到AD73360的使能信号SE和复位信号。