采用ISA總線的ADC板卡設(shè)計

模數(shù)轉(zhuǎn)換器是工業(yè)測量和控制系統(tǒng)中數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)的重要部件，它是測控現(xiàn)場的模擬信號源與數(shù)字計算機(jī)之間的接口，其任務(wù)是把現(xiàn)場中連續(xù)變化的被測信號轉(zhuǎn)換成離散信號，再由工控計算機(jī)作進(jìn)一步的數(shù)據(jù)處理。這就要求系統(tǒng)將所采集的模擬數(shù)據(jù)信號盡可能真實(shí)地、不失真地顯示給控制人員，為此，筆者研制了基于ISA總線的A/D轉(zhuǎn)換板卡。該板卡以AD574為A/D轉(zhuǎn)換核心，在ISA總線技術(shù)的基礎(chǔ)上，利用較少的外圍元件來實(shí)現(xiàn)多通道、高精度的A/D轉(zhuǎn)換。該板卡具有 32路單端信號輸入，電壓范圍為0V～12V，轉(zhuǎn)換位數(shù)為12bit/8bit任選，同時具有自檢功能。本文主要介紹該板卡的硬件組成原理和軟件實(shí)現(xiàn)方法。

2硬件電路

本轉(zhuǎn)換卡的硬件電路由數(shù)字總線緩沖器、讀/寫地址控制/譯碼器、板號產(chǎn)生電路、a/d轉(zhuǎn)換電路、自檢電路、電源電路等組成。圖1所示是其硬件系統(tǒng)組成框圖。

2.1 isa總線接口與控制電路

isa總線接口與控制電路電路如圖2所示。該電路由數(shù)據(jù)總線緩沖器、讀/寫地址控制/譯碼器、板號產(chǎn)生電路等組成,輸入來自isa總線的數(shù)據(jù)信號(如ior、板號產(chǎn)生電路u2(74ls688)輸出地址有效信號adr,其具體地址由地址撥碼開關(guān)swdip確定,本板卡中的地址為0x270h～0x277h;讀/寫地址控制/譯碼器u4、u5(74ls138)可用于形成該板卡的讀寫片選信號r27xh/w27xh(x代表0～7),以選中系統(tǒng)中其它功能芯片;當(dāng)?shù)刂酚行?adr)時,通過ior/iow判別數(shù)據(jù)緩沖u1(74ls245)的數(shù)據(jù)流向,以及數(shù)據(jù)的輸出或讀入。該板卡在輸出控制信號或檢測數(shù)據(jù)時,可通過中斷方式完成多組數(shù)據(jù)的輸出或輸入。

2.2 模擬輸入電路

根據(jù)設(shè)計要求,該板卡采用轉(zhuǎn)換時間為25μs的12bit逐次比較型ad574轉(zhuǎn)換芯片作為a/d轉(zhuǎn)換器的核心,在本應(yīng)用系統(tǒng)中,輸入信號為單板性信號(0v～+12v),用ad574進(jìn)行單極性模擬信號轉(zhuǎn)換的具體硬件電路如圖3所示。