ISA总线多路高速采集系统设计.docVIP

基于ISA总线的高速采集系统设计 摘 要：介绍了一种基于ISA总线的高速数据采集系统的硬件及软件设计，该系统采用异步启动4块ADS7810模数转换器的方法来相对缩短A/D转换时间，从而在ISA总线上实现了频率2.6MHz的高速采集速率。用便于移植的虚拟设备驱动程序(VxD)采集数据，并由Windows应用程序显示和处理。应用表明，其高速的数据采集、灵活的双向数据交换能力及数据的同步性，可广泛用于信号测量的各种领域。该系统的性能指标满足高压脉冲电场食品杀菌装置的电压采集要求。 关键词：ISA总线，高速数据采集，虚拟设备驱动程序 Abstract: The hardware and software design of a high2speed data sampling system based on ISA bus was introduced.In this system , four pieces of ADS7810 AD converters are started in turn at a certain interval to shorten the AD con2verting time comparatively , thus obtaining a high data sampling speed of 2. 6MHz in the system on ISA bus . Virtual Device Driver (VxD) , which is easy to transplant to other applied situations , is adopted to read the sampled data. The sampled data are displayed and processed through a Windows application. Experiment results show that the perfor2mances of the system can meet the requirements of the food sterilization device with high2voltage pulsed electric field. Key wor ds : ISA bus ; high2speed data sampling ; virtual device driver1前言 计算机技术可以说是日新月异，就拿处理器来说吧，几年前1GHz的主频率还是难以逾越的门槛，而现在则已经轻易地提升到了3.4GHz，预计频率再提高到4-5GHz都不会成问题。我们今天将要讨论的在计算机中有重要地位的I/O技术也没有停止前进的步伐，不过相较其它计算机技术来说，I/O技术则要显得冷静得多。 自从IBM PC问世至今，虽然期间经历了包括MCA、VESA等在内的多种总线规格，但从整体来看，大致只经过了ISA和PCI总线两个阶段。 ISA的发展最早的PC总线是IBM公司1981年在PC/XT电脑采用的系统总线，它基于8bit的8088处理器，被称为PC总线或者PC/XT总线。在1984年的时候，IBM推出基于16-bit Intel 80286处理器的PC/AT电脑，系统总线也相应地扩展为16bit，并被称呼为PC/AT总线。而为了开发与IBM PC兼容的外围设备，行业内便逐渐确立了以IBM PC总线规范为基础的ISA（工业标准架构：Industry Standard Architecture）总线。 ISA是8/16bit的系统总线，最大传输速率仅为8MB/s，但允许多个CPU共享系统资源。由于兼容性好，它在上个世纪80年代是最广泛采用的系统总线，不过它的弱点也是显而易见的，比如传输速率过低、CPU占用率高、占用硬件中断资源等。后来在PC‘98 规范中，就开始放弃了ISA总线，而Intel从i810芯片组开始，也不再提供对ISA接口的支持。 随着大规模集成的电路的飞速发展，PC机性能不断提高。在PC机扩展槽中嵌入以高性能微处理器为核心的智能型功能卡，可以组成综合性能极佳的分布式控制系统。这种结构方式可充分利用微处理器的控制功能、PC机的快速数据处理能力，以及多任务工作方式等特点。对于这种分布式控制系统，主机要频敏接收到来自扩展卡从机所采集的数据、工作状态等信息；向从机发送控制命令或处理数据等。这种主、从机之间的通讯，根据应用条件的不同有多种方式。但在数据传输速度较高、数据量较大且需经常交换信息的场合，采用双口共享RAM缓冲区方式是最合适的。 另外，在工程应用中经常需要采集微秒级甚至纳秒级高速瞬变信号，以便在计算机上对其进行处理。本文在ISA接口总线的基础上，用4块ADS7810