高精度數(shù)據(jù)采集卡的應(yīng)用

摘要：高精度數(shù)據(jù)采集卡的采集技術(shù)是控制科學(xué)的一個(gè)重要分支，同時(shí)也是傳感器、信號(hào)的獲取和處理以及儲(chǔ)存技術(shù)的重要產(chǎn)物。近年來，隨著我國科學(xué)技術(shù)和工業(yè)發(fā)展水平的不斷提高，工業(yè)現(xiàn)場進(jìn)行的數(shù)據(jù)采集工作也就顯得愈發(fā)重要，有很多的被測參數(shù)比如流量、壓力、液體、液位、速度、溫度等都是需要對(duì)連續(xù)變化的模擬量數(shù)據(jù)進(jìn)行高精度采集、存儲(chǔ)以及后續(xù)的數(shù)據(jù)分析處理，另外，我國有很多企業(yè)單位和政府對(duì)計(jì)算機(jī)的遠(yuǎn)程通信質(zhì)量和數(shù)據(jù)穩(wěn)定性方面的要求也逐漸提高，高精度的模擬量采集卡可以在復(fù)雜環(huán)境下進(jìn)行采集工作，從而為計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)的采集帶來很多利益。

關(guān)鍵詞：高精度；模擬量；采集卡

中圖分類號(hào)：TP274.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007—9599 （2012） 14—0000—01

本文研究的采集卡是凌華科技生產(chǎn)的PCI一9524數(shù)據(jù)采集，其卡內(nèi)置24位高分辨率的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，高精度模擬量采集卡可以滿足部分對(duì)于采集精度要求比較高的地方場所，如實(shí)驗(yàn)室、研究院等等。而這款采集卡的使用主要是基于PCI協(xié)議的RS—458總的線方式來進(jìn)行使用的，PCI協(xié)議是由一家名為mod icon的公司開發(fā)出來的，PCI是世界工業(yè)最流行的一種協(xié)議方式，PCI協(xié)議支持RS—422、RS—485、RS—232的設(shè)備，有了PCI協(xié)議，各國不同廠商生產(chǎn)的控制設(shè)備可以連接成工業(yè)網(wǎng)絡(luò)，從而進(jìn)行集中監(jiān)控。以下是對(duì)高精度模擬量采集卡應(yīng)用的分析：

一、高精度模擬量采集卡的抗干擾措施應(yīng)用

高精度模擬量采集卡在計(jì)算機(jī)硬件電路中進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，采取了很多種抗干擾的措施分別是：1.高精度模擬量采集卡的模擬量輸入通道時(shí)通常采用低通濾波的方式，從而消除大部分的高頻噪聲信號(hào)，模擬量的輸入除了可以消除大部分的高頻噪音信號(hào)以外，還可以對(duì)正在進(jìn)行分析是出現(xiàn)的頻譜重疊現(xiàn)象進(jìn)行減小。2.供電系統(tǒng)的抗干擾是使用7508構(gòu)成計(jì)算機(jī)電源的模塊，從而為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)提供更加穩(wěn)定的AD轉(zhuǎn)換器和V cc的參考電源電壓。3.做好接地工作，技術(shù)人員可在計(jì)算機(jī)的實(shí)用中對(duì)模擬地、數(shù)字地采用浮地的方式，使地平面相互且不共地，另外模擬地和數(shù)字地應(yīng)該在適當(dāng)?shù)奈恢锰庍M(jìn)行短接工作，在適當(dāng)?shù)奈恢眠M(jìn)行短接工作可以防止地線作出干擾，從而保證計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可以正常的進(jìn)行工作。4.對(duì)計(jì)算機(jī)的配線進(jìn)行合理的布置，并采用隔絕噪聲的覆銅以及使焊盤更為牢固的補(bǔ)淚滴，從而進(jìn)行穩(wěn)固工作。5.計(jì)算機(jī)的通訊通道一般是采用光電對(duì)其進(jìn)行隔離，從而有效抑制尖峰脈沖和噪聲方面的干擾。

二、高精度模擬量采集卡在計(jì)算機(jī)軟件中的應(yīng)用流程

（一）計(jì)算機(jī)的初始化

當(dāng)計(jì)算機(jī)接上電源之后，計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)會(huì)立即執(zhí)行初始化的電腦程序，這其中包括了單片機(jī)串口波特率和CS5532型的A/D轉(zhuǎn)換芯片的初始化設(shè)置的兩個(gè)部分，因CS5532型的A/D轉(zhuǎn)換芯片沒有上電自動(dòng)恢復(fù)方面的功能，所以必須要編寫計(jì)算機(jī)的初始化程序，從而使CS5532型的A/D轉(zhuǎn)換芯片處于接受命令的狀態(tài)，通常串口初始化程序都會(huì)有一定的要求，其要求是：首先要傳送至少15個(gè)SYNCI的命令，然后串口該計(jì)算機(jī)得程序才可以在任何時(shí)候都使用串口初始化進(jìn)行初始化工作，另外，當(dāng)A/D串口初始化之后，一定要通過計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)寄存器當(dāng)中的RS位置是A/D的內(nèi)部邏輯進(jìn)行復(fù)位，當(dāng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的復(fù)位周期結(jié)束之后，要向計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)中的RS位表示A./D內(nèi)部邏輯的復(fù)位完成，最后技術(shù)人員要對(duì)計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)寄存器做一次讀操作的程序。

（二）計(jì)算機(jī)的通訊模塊

計(jì)算機(jī)的通訊模塊大多用于實(shí)現(xiàn)PCI 通訊方面，它可以解決3個(gè)主要的問題，PCI消息的處理、PCI消息的結(jié)構(gòu)、PCI消息幀的獲取。

1.PCI消息的處理是在收到一個(gè)完整的PCI消息幀后就可開始對(duì)消息進(jìn)行處理工作，PCI的消息處理實(shí)際上就是對(duì)數(shù)組的各個(gè)元素進(jìn)行相應(yīng)的跳轉(zhuǎn)過程并進(jìn)行判斷，另外，技術(shù)人員在對(duì)PCI的消息進(jìn)行處理之前，應(yīng)該先對(duì)消息的傳送進(jìn)行中斷，然后再獲得八位波碼開關(guān)的第六位數(shù)字作為本計(jì)算機(jī)的通訊地址，當(dāng)獲得通訊地址之后應(yīng)對(duì)通訊地址進(jìn)行判斷。

2.采用高精度模擬量采集卡對(duì)信息進(jìn)行采集之后，對(duì)計(jì)算機(jī)構(gòu)造的PCI消息幀和發(fā)送，構(gòu)造PCI消息幀并發(fā)送是由計(jì)算機(jī)中的各個(gè)子程序生成數(shù)字組進(jìn)行的。

3.高精度模擬量采集卡對(duì)PCI消息幀的獲取方式是采用RTU模式，因PCI協(xié)議中規(guī)定了RTU幀的結(jié)束和起始只能標(biāo)志為大于3個(gè)字符之間的間隔，所以技術(shù)人員通常會(huì)采用超時(shí)的檢查法來進(jìn)行判斷，從而判斷出哪一個(gè)幀是否結(jié)束了，在進(jìn)行判斷時(shí)可用單片機(jī)內(nèi)部設(shè)定的時(shí)器T0來做超時(shí)的控制工作。

三、計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)高精度模擬量采集模塊

計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)高精度模擬量采集模塊是用來實(shí)現(xiàn)PCI定義所規(guī)定的計(jì)算機(jī)功能，通常計(jì)算機(jī)系統(tǒng)規(guī)定了PCI的功能碼是用于采集從機(jī)的數(shù)據(jù)，所以該高精度模擬量采集卡模塊應(yīng)對(duì)應(yīng)功能碼3，在進(jìn)行采集時(shí)還要考慮到CS5532型的A/D轉(zhuǎn)換芯片的轉(zhuǎn)換精確度，而CS5532型的A/D轉(zhuǎn)換芯片的轉(zhuǎn)換部分應(yīng)該采用匯編語言對(duì)其進(jìn)行編寫，最后生成C語言函數(shù)語言程序模塊進(jìn)行調(diào)用，當(dāng)CS5532型的A/D轉(zhuǎn)換芯片提供一次轉(zhuǎn)換時(shí)必須要連續(xù)轉(zhuǎn)換兩種不同的AD芯片的轉(zhuǎn)換模式。

因CS5532型的A/D轉(zhuǎn)換芯片通道設(shè)置是寄存器CSRS的設(shè)置，所以當(dāng)傳輸?shù)腁D轉(zhuǎn)換為命令A(yù)D之后，就必須要進(jìn)行一次全方面的AD轉(zhuǎn)換，而CS5532型的A/D轉(zhuǎn)換芯片的轉(zhuǎn)換命令通常為80H，帶技術(shù)人員寫入將要轉(zhuǎn)換的命令之后，CS5532型的A/D轉(zhuǎn)換芯片會(huì)開始進(jìn)行AD之間的轉(zhuǎn)換工作，當(dāng)計(jì)算機(jī)完成轉(zhuǎn)換時(shí)計(jì)算機(jī)的SDO口會(huì)變成低電平。

四、結(jié)束語

綜上所述，計(jì)算機(jī)的高亮度模擬量采集卡兼具了高精度的CS5532型的A/D轉(zhuǎn)換芯片的可靠性和轉(zhuǎn)換性的遠(yuǎn)程的通訊能力，另外，高精度模擬量采集卡還具備了精準(zhǔn)度高、功能穩(wěn)定性較強(qiáng)、抗干擾力較強(qiáng)、成本低、采集數(shù)據(jù)準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn)。

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