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一种简易PC采集卡的设计 程军电子科技公司(济南200052)程 军 郭庆波 摘 要 文章介绍采用单片机和总线译码电路设计的多功能采集卡，借用单片机丰富外设资 源构成了AD采集、PWM、定时器、脉冲计数、数字输入／输出。通过数据交换将数据输出给PC。 本系统用户可以很容易调整并设置，且成本低廉、配置灵活，是一种别具特色的多功能采集卡。 关键词 单片机应用 数据采集卡 InfineonC164CI 端口的控制，所以并不需要很大的程序空间。由于 1 概述 是FlashRAM作为程序存储空间，程序可以很容易 PC采集卡大部分是专业的工业控制计算机公 地进行修改与调整。双口RAM仅用于数据交换， 司的产品，品种繁多，用户一般根据应用的需要进行 所以也不需要很大的空间，几K字节就足够了。单 选择。在很多情况下，用户应用系统比较简单，但很 片机采用亿恒C164CI十六位单片机，它有比较丰 难找到简单的采集卡，而另一方面用户需求的功能 富的外设。 多，往往一个板卡不够用，不得不采用多个采集板 在嵌入式PC中，PCI04总线是十分普遍的。 卡，一般情况下也会造成系统资源的多余和浪费。 由PC构成的采集系统一般属于中小型系统，所需 是由于嵌入式PC的体积要求使Is插槽不再适用， 的外设资源并不是太多，但需要比较多的种类，同时 于是就将其硬件接口改变了一下，缩小体积，但其操 希望系统的大小、种类是可调整的。但专用的采集 作和信号时序与ISA总线基本没有区别。PCI04 卡一般都很难进行调整，只能进行微调整，如设置增 益、采样速率等。 的标准插针。 总之专用Pc采集卡造价高，缺乏灵活性，为此 2．1 系统组成及工作原理 本文提出了一种Pc采集卡的新方法，以克服专用 系统逻辑框图如图1所示，在此系统中，主要包 采集卡的种种弱点，这一方法的思路是利用单片机 括以下几个功能模块： 作为外设端口的资源，省去了专用的A巾转换芯 片、I／O芯片。利用单片机程序完成各种端口的数 块； 据采集，同时通过双口RAM将数据交换给PC，从 (2)FlashRAM(用户程序存储器)模块； 而完成了数据的采集，下面将介绍这一系统的软、硬 (3)双口RAM数据交换模块； 件设计原理。 (4)单片机及其外围电路模块。 系统的工作原理描述如下：首先，启动嵌入式 2硬件设计 本系统是由单片机以及双口RAM组成的，系 统的硬件由可编程逻辑电路实现PC对双口RAM 的地址、数据和控制总线的译码。采用IDT双口 RAM作为数据交换，它主要实现将单片机采集到的 数据写入到双口RAM中，这样PC通过译码电路就 可以将数据读取出来并且在微机中进行显示。 F1ash RAM则是用来存放程序的，这些程序是单片 机的程序，由于这些程序是可以修改的，并且只涉及 图l系统逻辑框图 中国自动化 《电子技术》2002年第2期 一10一(74) http：／／，、Ⅳww．automation．com．cn 万方数据 PC系统，然后由嵌入式PC控制或手动控制单片机数据总线取得该数据。 2．2 Fl嬲h 的启动，运行存储在FlashRAM中的用户程序。此 RAM及双口RAM存储模块 用户程序中除正常的数据采集、运算、输出控制等功 存储模块主要是由Flash 成的。Flash 能外，还有一