用并行口进行数据采集与控制-电子工程世界

　　在过程控制及各种仪器仪表中，可由微型计算机完成实时数据采集与控制。计算机所加工的信息总是数字量。被测量或测量对象的有关参量往往是一些连续变化的模拟量，如温度、压力、流量、速度等。因此必须将这些模拟量转化为数字量，以送入计算机进行加工，这一过程为模数转换(A/D)。由计算机加工的数字量，转换为模拟量，对被控对象进行控制，这一过程为数模转换(D/A)。
　　使用PC机进行数据采集，便携机和笔记本具有自身的优点。便携机、笔记本重量轻、通用性好，方便携带，满足数据采集工作随时随地进行的要求。但由于便携机和笔记本内，缺少数据采集所需要的内置ISA扩展槽。因而需用并行口或RS232来进行数据采集。若利用便携

图1　通用采集卡结构

图2　一种专用的数据采集卡

图3　×弹膛压曲线

机和笔记本的串口RS-232进行数据采集，速度会受到很大的限制，因此我们利用便携机和笔记本的并行口(Standard Parallel Port)进行数据采集。并行口分为普通型和增强型两种，尽管普通型并行口只有150KB/s的传输率，且由于数据线是单向的，无法直接完成信号的数据采集，而增强型的并行口有高达2MB/s的传输率，可以直接完成信号的数据采集，但考虑到586以下(除部分晚期大486外)的机型均不具备增强型的并行口，为了使数据采集卡有较强的适应性，这里仍选用普通型并行口为设计对象。

1.通用数据采集卡的结构及工作原理
　　通用数据采集卡的结构如图1所示，包括微弱信号放大、通道转换控制、时基发生器、时序控制器、采样/保持控制、A/D转换控制、D/A转换控制、转换驱动电路、数据读入、读出接口控制几部分。其工作原理是被测量(如：温度、压力、流量、速度等)经相应的传感器转换为电信号，经过微弱信号放大器(包括电压放大器、电流——电压转换、电荷放大器及低通滤波器)后，弱小的信号放大到与A/D转换输入电压相匹配；通道转换控制完成多路被测量或被控量轮流切换，分时与模数、数模转换电路接通的任务；时基发生器为A/D、D/A转换提供时钟信号或启动信号；时序控制器用来控制A/D转换、D/A转换的正确进行；采样/保持电路保证A/D转换期间，保持输入信号不变，它对A/D转换的精度起着决定性的影响；转换驱动电路完成对D/A转换控制输出信号的转换及功率放大；数据读入、读出接口控制电路完成与并行口的连接。

图4　存储测试系统原理框图

图5　××弹膛内加速度曲线

2.通用数据采集卡的应用
　　数据采集卡的形式是多种多样的，在此仅介绍两种最基本的形式。
　　2.1　专用的数据采集卡
　　专用数据采集卡只对某种或某类特定的被测信号进行采集，即它具有固定的采样频率、记录方式，通常只需要几个芯片就可以实现。图2给出了一种专用的数据采集卡电原理图。
　　图3给出了利用上述装置测得的×弹膛压曲线。
　　2.2　存储测试装置
　　图4是存储测试系统原理框图。它的工作原理是：自复位后存储测试系统就不断对信号采样转换并循环地写入存储器，触发事件到来时，启动延迟计数器(模块⑥)按采样频率计数，直到计满设定值，停止这一记录过程。这时的存储器地址就是记录的起始地址，这个地址虽是随机的，但由于我们记录的只是一个过程，因此完全可以通过数据形式，得到所需要的有用信号。
　　由这类电路构成的装置可以有效捕获单次瞬变信号，比如车辆碰撞、弹丸发射、炸药爆炸等一次性瞬间信号。
　　图5给出了由上述存储测试系统获取的××弹发射时膛内加速度曲线。

参考文献

1　Rechardson J.Mark and Richard L.Duncan.Operating Characteristics of Down Hole Memory Recorder.Conference Record IMTC/92
2　祖静.申湘南.张文栋.存储测试技术　测试技术学报，1994，2A

关键字：并行采集采样转换引用地址：用并行口进行数据采集与控制

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