基于單片機(jī)和CPLD實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集顯示系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3．4 雙機(jī)數(shù)據(jù)傳輸
為達(dá)到采集數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)可控性，系統(tǒng)設(shè)計(jì)雙機(jī)通信接口作為單片機(jī)A／D轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)向計(jì)算機(jī)傳輸?shù)耐ǖ?。?jì)算機(jī)采用WDM下的EPP模式通信，速度達(dá)500 KB／s～2 MB／s。使用雙端口RAM IDT7130作為主要元件，通過通信接口，單片機(jī)將A／D轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)存入雙端口RAM中，計(jì)算機(jī)則實(shí)時(shí)顯示從雙端口RAM中讀取的數(shù)據(jù)。單片機(jī)通過雙端口RAM IDT7130的A端口進(jìn)行寫操作，計(jì)算機(jī)則通過B端口進(jìn)行讀操作。握手信號(hào)由單片機(jī)通過對(duì)ROAD信號(hào)計(jì)數(shù)產(chǎn)生，二者可異步讀寫操作，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換。圖5為單片機(jī)與計(jì)算機(jī)接口電路。

4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
4．1 數(shù)據(jù)標(biāo)定
在給定Vref=5 V，設(shè)單片機(jī)采集端口輸入電壓為Vin與之相對(duì)應(yīng)的A／D轉(zhuǎn)換數(shù)字量為X，則X=1 024 Vin/5V。對(duì)于線性變換預(yù)處理電路可采用Y=5KX／1 024，其中，Y表示電壓實(shí)測值，X表示與Y對(duì)應(yīng)的A／D轉(zhuǎn)換值，K為放大器增益。令K=Ymax/5 V，其中Ymax表示待測量電壓的最大值。為保證采集精度，應(yīng)先計(jì)算Ymax，以保持足夠的A／D轉(zhuǎn)換有效數(shù)字。以待采集電壓0~27 V為例，預(yù)處理電路增益為27／5=5．4。
4．2 實(shí)時(shí)顯示
讀數(shù)及顯示軟件在VC++6．0環(huán)境下編寫，使用對(duì)話框模式，并口采用WDM驅(qū)動(dòng)方式。軟件運(yùn)行時(shí)直接打開驅(qū)動(dòng)設(shè)備，同時(shí)使用AfxBeginThread()函數(shù)生成一個(gè)新線程，其控制線程函數(shù)實(shí)時(shí)更新讀取并顯示數(shù)據(jù)。由于單片機(jī)采用1O位A／D轉(zhuǎn)換器，所以一次轉(zhuǎn)換結(jié)果分兩次傳輸，分別為高位和低位傳輸。并口數(shù)據(jù)傳輸也采用8位方式。上位機(jī)在讀取數(shù)據(jù)后，2組數(shù)據(jù)經(jīng)移位、加法運(yùn)算后得出一個(gè)完整數(shù)據(jù)，標(biāo)定后在計(jì)算機(jī)界面顯示。

5 結(jié)論
實(shí)踐證明，該實(shí)時(shí)采集顯示系統(tǒng)完全滿足導(dǎo)引頭的檢測需求。采集電壓精度可達(dá)mV級(jí)，刷新率在1．56 k／s以上。該系統(tǒng)采用單片機(jī)和CPLD技術(shù)，電路設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡單，實(shí)際應(yīng)用可靠性高、通用性強(qiáng)、使用靈活，且采集通道具有擴(kuò)展性。但在電路設(shè)計(jì)過程中應(yīng)注意：由于系統(tǒng)既有模擬電路又有數(shù)字電路，所以合理布線對(duì)系統(tǒng)至關(guān)重要，應(yīng)采取合理布線措施以保證基準(zhǔn)地線的穩(wěn)定性，從而提高采集精度。