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朱振刚 日记

色谱仪,光谱仪,红外线分析器制造

 
 
 

日志

 
 

嵌入式PC的高速数据采集  

2011-12-02 19:52:01|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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    1 引 言

  随着计算机科学技术的发展,嵌入式测控系统在智能化仪器方面得到广泛应用。特别是嵌入式PC集成了IBM-PC开放式总线的优点,而且具备体积小、高可靠性、长寿命等特殊的优势,基于嵌入式PC的智能仪器得到了长足的发展。

  本文叙述已开发的系统可用来实现对周期性的高速信号(频率2~10 MHz)的采集,同时也很好地突破了计算机对信号采集、数据处理、计算机控制及管理等任务之间的瓶颈时间限制而实现了高速信号采集自动化,并使计算机有更好的时间进行采集后的数据处理、分析、结果和图像显示、管理等其他功能。

  2 系统组成原理

    2.1 系统硬件组成示意图

  系统硬件结构如图1所示。主要包括嵌入式计算机(PC104)、高速A/D转换器、双端口RAM、16 b计数器、译码器、定时器8253、振荡电路等。

    2.2 系统主要部分功能简述

  该数据采集系统由微机通过PC/104总线对8253初始化后,可以以2 Mb以上采样率对高速信号采集,为了使计算机节省大量时间进行其他工作,如采集后的数据处理、分析、结果或目标诊断图像显示,采用扩展一片4 kb双端口RAM(IDT7134),利用双端口RAM的特点,可进行一边存储,一边读取采集数据。

1

 A/D转换与计算机对数据处理各成为子系统,各自周期性独立工作,这样使计算机有更宽余的时间进行除数据采集外的其他任务工作。选用的高速A/D转换器是8 b 20 MS/s的TLC5510,他有一个采样、保持和AD输出控制端CLK,可以利用16 b计数器(HC4040)的最低位输出控制A/D转换器,同时16 b址,也就是利用这些存储数据地址把A/D转换后的数据信息存储在双端口RAM中;8253计数器周期性地控制16 b地址计数器(HC4040)停止或启动,也就是控制A/D转换器周期性地自动数据采集。该系统译码器利用嵌入式计算机地址总线产生双端口RAM和8253,HC4040等片选地址线。在此值得注意的是用户利用PC/104扩充插槽制作电路时保证A9=1,即使I/O口地址在200H~3FFH;而且保证双端口RAM的段地址也要在计算机的扩充数据存储区域段内(如D0000H作为4 kb双端口RAM的起始地址)。计算机从双端口RAM中读取采集数据并进行数据处理、分析,利用CRT显示结果或诊断图像和管理等工作。

  3 系统软件流程图

  系统软件流程图如图2所示。
2

 4 结 语

  本系统通用性良好,只要在软件中把定时时间做相应的修改,就可适用多种频率的高速模拟信号的采集,性能覆盖面广,可采集各种极性的信号。整个系统为一块板卡,利用PC/104扩充插槽嵌入到计算机装入其软件即可工作。全部操作都可以由计算机中的程序来控制,数据送入计算机中进行进一步的处理。该系统使用起来非常方便,广泛适用于各种较高速,大容量的自动化数据采集记录场所,也便于对原有仪器功能的扩展。该系统也充分利用了嵌入式PC有IBMPC开放式总线、体积小、高可靠性、长寿命等优点, 保证了采用该系统进行数据采集的仪器准确性和可靠性,易于实现,有较高的推广价值。

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