基于PCI總線(xiàn)多通道數據采集系統的設計

作者：時(shí)間：2012-04-16 來(lái)源：網(wǎng)絡(luò )

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　　基于PCI總線(xiàn)的多通道數據采集卡的工作流程是:計算機應用程序根據命令通過(guò)驅動(dòng)程序啟動(dòng)模數轉換，模擬信號通過(guò)信號調理后進(jìn)入A/D芯片，模數轉換后的數據存入FIFO(先進(jìn)先出)存儲器緩存，在數據存儲器中存滿(mǎn)一幀時(shí)，硬件向主機發(fā)中斷，主機響應中斷后通過(guò)PCI9054芯片用DMA方式讀出存放在數據存儲器中的采樣數據，然后進(jìn)行后續處理(如計算、存儲)并將結果顯示于屏幕。
　　DSP實(shí)時(shí)處理模塊是在邏輯控制模塊的控制下與計算機通過(guò)LOCAL總線(xiàn)接口進(jìn)行通訊，以便交換數據，執行命令。?
　　2 系統硬件設計?
　　
　　數據采集系統硬件由兩大部分組成：一是基于PCI總線(xiàn)的數據采集模塊，二是基于DSP擴展實(shí)時(shí)處理模塊。下面將分別敘述，系統總體硬件框圖如圖1所示。?
　　2.1 模擬通道及模數轉換?
　　本設計的模擬通道只對模擬信號進(jìn)行簡(jiǎn)單處理，使模擬信號符合A/D轉換芯片的要求即可。針對該數據采集卡的應用領(lǐng)域信號具有信號相關(guān)性強的特點(diǎn)，應采用多通道的同步采樣芯片，經(jīng)過(guò)比較，選擇了ADS8364。ADS8364是一款高速、低功耗，具有6通道同步采樣轉換，16位高速并行接口的高性能模數轉換芯片。ADS8364的6個(gè)模擬輸入分為3組(A,B和C)，每個(gè)輸入端都有一個(gè)ADC保持信號HOLDX#以用來(lái)保證幾個(gè)通道能同時(shí)進(jìn)行采樣和轉換。實(shí)際上，每片ADS8364由?3個(gè)?轉換速率為250 ksps(當外部時(shí)鐘為5 MHz)的ADC構成，每個(gè)ADC有2個(gè)模擬輸入通道，每個(gè)通道都有采樣保持器，3個(gè)ADC組成3對模擬輸入端，可同時(shí)對其中的1~2對輸入信號同時(shí)采樣保持，然后逐個(gè)轉換。由于6個(gè)通道可以同時(shí)采樣，很適合用于需同時(shí)采集多種信號的場(chǎng)合。?
　　
　　在設計的采集卡上，采用2片ADS8364，每片設計成6路單端輸入，共12路模擬輸入。用相同的外部時(shí)鐘來(lái)控制轉換，每片ADS8364輸出16位數據，兩片的輸出拼接成32位數據，以提高PCI總線(xiàn)的傳輸效率。數據傳輸到計算機后，再進(jìn)行分路處理。另外，在PCI總線(xiàn)傳輸速度允許范圍內，還可以通過(guò)擴展接口進(jìn)行擴展，以處理更多的模擬輸入。?
2.2 數據緩存?
　　因為PCI總線(xiàn)接口數據傳輸效率非常高而A/D采集數據效率較低，所以為了實(shí)現數據的高速傳輸，采樣后的數據必

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