基于epp模式的數(shù)據(jù)采集卡系統(tǒng)設(shè)計-全文預(yù)覽
【正文】 數(shù)據(jù)采集前，需要將D 觸發(fā)器的轉(zhuǎn)臺清零。本設(shè)計中，將該時鐘頻率經(jīng)過74HC74四分頻后得到600 kHz左右的信號來給ADC0809使用[6]。+VREF 和VREF 為參考電壓輸入線，用于給電阻網(wǎng)絡(luò)供給標(biāo)準(zhǔn)電壓。D0D7 為數(shù)字量輸出線，D7 為最高位。其選擇通道方式如表51所示。 模擬信號輸入IN0～IN7： IN0IN7 為八路模擬電壓輸入線，加在模擬開關(guān)上，工作時采用時分割的方式，輪流進行A/D 轉(zhuǎn)換，在電路中用來作為模擬信號的輸入端。將數(shù)據(jù)采集卡的模擬部分經(jīng)過放大輸出的信號通過A/D轉(zhuǎn)換器后，輸出8位數(shù)字信號并由鎖存器鎖存，由于A/D轉(zhuǎn)換器ADC0809有8路輸入，所以可以進行8路采集。模擬部分主要由運算放大電路組成，包括反向比例放大電路和加法電路，如圖51所示。由于在數(shù)據(jù)采集過程中計算機需要對采集的某些過程進行控制，因此需要輸出控制信號到外設(shè)。（2） 信號經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器模數(shù)轉(zhuǎn)換后輸出8位數(shù)字信號，經(jīng)鎖存器后輸入到RAM暫時存儲。圖31 ADC0809封裝圖圖32 ADC0809內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 設(shè)計要求與原理本設(shè)計的主要目的是通過學(xué)習(xí)計算機并行接口的EPP通信協(xié)議掌握數(shù)據(jù)采集卡的設(shè)計原理與方法，因此必須對計算機接口通信進行充分理解，以及掌握數(shù)據(jù)采集的方法與原理。內(nèi)部的三態(tài)緩沖器由OE 控制,當(dāng)OE 為高電平時,三態(tài)緩沖器打開,將轉(zhuǎn)換結(jié)果送出。ADC0809芯片性能特點介紹ADC0809是一個逐次逼近型的A/D 轉(zhuǎn)換器,外部供給基準(zhǔn)電壓。表22CPU實現(xiàn)向外設(shè)寫數(shù)據(jù)的操作步驟如下：①程序?qū)PP數(shù)據(jù)寄存器執(zhí)行寫操作；②nWrite置低；③CPU將有效數(shù)據(jù)送到數(shù)據(jù)總線上；④nDStrb(nAStrb)變低（只要nWait為低）；⑤主機等待nWait變高，確認數(shù)據(jù)發(fā)送成功；⑥EPP寫周期結(jié)束。表21 常用的EPP協(xié)議的信號定義及描述[3] EPP信號名EPP信號方向EPP信號描述對應(yīng)引腳nwrite輸出低電平寫，高電平讀1ndatastb輸出低有效，進行數(shù)據(jù)讀寫14Naddstb輸出低有效，進行地址讀寫17ninit輸出低有效，復(fù)位外設(shè)16intr輸入外設(shè)中斷，外設(shè)對主機產(chǎn)生中斷請求10nwait輸入握手信號,低表示開始一個周期,高表示結(jié)束一個周期11AD[0…7]輸入雙向數(shù)據(jù)/地址總線2…9用戶定義雙向用戶可以靈活定義12用戶定義輸入用戶可以靈活定義13用戶定義輸入用戶可以靈活定義15GND信號地18…25 Epp操作時序原理PC機通常有兩個打印并行口基地址，一個為378H，另外一個為278H。EPP 數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議允許外設(shè)可以以適合它處理或儲存數(shù)據(jù)能力的速率接收數(shù)據(jù),這就保證了數(shù)據(jù)完整性和防止數(shù)據(jù)丟失。作為一個提供高性能并口連接的方法,它仍與SPP 兼容。USB接口具有傳輸速度更快，支持熱插拔以及連接多個設(shè)備的特點。RS422是一種單機發(fā)送、多機接收的單向、平衡傳輸規(guī)范，被命名為TIA/EIA422A標(biāo)準(zhǔn)。通常COM 1 使用的是9 針D 形連接器，也稱之為RS232接口，而COM 2 有的使用的是老式的DB25 針連接器，也稱之為RS422接口，不過目前已經(jīng)很少使用。雖然現(xiàn)在的計算機接口向著USB方向發(fā)展，但是在工業(yè)控制領(lǐng)域，并口通信技術(shù)仍然有著大規(guī)模的應(yīng)用。⑵、Nibble模式：從PC機到外設(shè)8bit數(shù)據(jù)線，反向4bit數(shù)據(jù)線。目前，并行接口主要作為打印機端口，采用的是25 針D 形接頭。各種類型信號采集的難易程度差別很大。為現(xiàn)場數(shù)據(jù)的真實性、有效性、實時性、可用性提供了保證。數(shù)據(jù)采集含義很廣，包抱對面狀連續(xù)物理量的采集。采集的數(shù)據(jù)大多是瞬時值，也可以是某段時間內(nèi)的一個特征值。 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是結(jié)合基于計算機或者其他專用測試平臺的測量軟硬件產(chǎn)品來實現(xiàn)靈活的、用戶自定義的測量系統(tǒng)。利用本文所述方法制成的并口數(shù)據(jù)采集卡，可以把模擬信號通過采集卡轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號由并口連接在計算機上實時地采集并保存起來，構(gòu)成一個通信系統(tǒng)。但是，隨著計算機應(yīng)用技術(shù)的不斷發(fā)展、人們又發(fā)現(xiàn)了并行口的許多新用途。在PC機上，并口又稱為并行接口，采用的是25針D形接頭，是一個很重要的外部設(shè)備接口，最初它只用來連接打印機，完成文本和圖象的輸出功能。本文主要介紹的是有關(guān)PC機并行打印機接口的另外一種用法。數(shù)據(jù)采集，又稱數(shù)據(jù)獲取，是指從傳感器和其它待測設(shè)備等模擬和數(shù)字被測單元中自動采非電量或者電量信號，送到上位機中進行分析、處理。 采集一般是采樣方式，即隔一定時間（稱采樣周期）對同一點數(shù)據(jù)重復(fù)采集。不論哪種方法和元件，均以不影響被測對象狀態(tài)和測量環(huán)境為前提，以保證數(shù)據(jù)的正確性。具備實時采集、自動存儲、即時顯示、即時反饋、自動處理、自動傳輸功能。它是計算機與外部物理世界連接的橋梁。目前電子白板與電腦連接常見的接口類型：有并口（也有稱之為IEEE 1284，Centronics）和串口（也有稱之為RS232接口的）和USB接口。 并口又稱為并行接口。為了提高接口的性能，及兼容過去的標(biāo)準(zhǔn)，IEEE1284定義了5種工作模式: ⑴、SPP模式：Standard Parallel Port標(biāo)準(zhǔn)并行接口，也稱為Compatibility 兼容模式。⑷、EPP模式：Enhanced Parallel Port增強并行接口，允許任一方向的高速字節(jié)傳輸。符合IEEE 1284標(biāo)準(zhǔn)的并口，使用設(shè)備ID（Device identification sequence）來實現(xiàn)即插即用（Plug and Play）配置，使并口更易于使用[1]。雖然這樣速度會慢一些，但傳送距離較并行口更長，因此若要進行較長距離的通信時，應(yīng)使用串行口。RS422由RS232發(fā)展而來，它是為彌補RS232之不足而提出的，為改進RS232通信距離短、速率低的缺點，RS422定義了一種平衡通信接口，將傳輸速率提高到10Mb/s，傳輸距離延長到4000英尺（速率低于100kb/s時），并允許在一條平衡總線上連接最多10個接收器。這是近幾年逐步在PC 領(lǐng)域廣為應(yīng)用的新型接口技術(shù)。EPP協(xié)議及其信號定義 EPP協(xié)議與其端口定義EPP 協(xié)議源于
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