以微机为基础的多通道同步数据采集系统

《以微机为基础的多通道同步数据采集系统》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、IEEE电子工业汇报,V0LIE-31,1984年11月4日以微机为基础的多通道同步数据釆集系统G・SRIDHARAN大部分抽象的多通道数据采集系统都是使用一个连续的数据转换方法。因此，模拟信号的采样瞬间在时间上是分散的。然而，当数据是必学的对于研究系统识别标志的时候，或者当快速的数据转换对于大量的模拟通道是有关的时候，同步信号才可以满足需要的。一个对于以微型计算机为基础的8通道同步数据采集系统具有成本效益的技术在这里被提出来。当使用单板机的SDK-85的吋候，完整的数据转换和提取存储在RAM屮的值只需要93微秒的CPU时间。作为A/D转换器（ADC's）是一个内存映射

2、的操作模式，该系统几乎可以无限期地扩大。同时该电路也可处理的12位的A/D转换器。I.引言多通道数据采集系统，往往需要在数字化测量和控制上应用。它们总是涉及A/D转换。A/D转换器（ADC）是先于模拟转换开关（MUX闲采样保持器（S/H）的⑴当ADC转换时间相对于采样间隔非常小，时分多路转换方法（TDM）将是适当的。但是，如果釆样时间小而且很多通道有对象了，TDM的方法是不合适的。此外，如果数据采集成为系统辨识实验装置的一部分，那么各种各样的信号像输入，输出，和状态是需要同时采样的。例如，一个活跃的磁悬浮的参数估计在四位集合输入和输出信号将要被用于测量采样间隔小于一毫秒

3、的时候，我们发现了TDM技术的不精确。这是因为，对于一个20（毫秒/通道）的采集时间，8通道转换活动将跨越近百分之二十的釆样间隔。各种输入和输出没有一致的釆样可能导致估计失误。其他的研究人员也已经表达了对同吋的A/D转换识别系统环境的渴望［6］。在本论文中，我们提出了一个同步常识8通道的微机接口数据釆集系统的原始方案。它只需要数据总线和一些地址和接口控制线，并致力于存储器映射的设备。在一个零时文件里从开始转换到存储了8个字节，这软件只用了大约93毫秒。这一经济有效的方法可以更容易被扩展去处理更多的模拟通道。在这篇论文里，电路细节和运算控制程序都被解释了。投稿日期1984

4、年3月14B,修订1984年6月12日.作者与国防冶金研究实验室，P.O.Kanchanbagh,海得拉巴,500258,印度II.多通道数据采集系统的分类如图1所示，描述了一些实现多路数据采集功能的方法，以及它们的硬件要求。各种模拟信号的连续A/D转化用TDM方法是最简单的。如果模拟信号的时间常数按ADC的转换时间的比例很大，那么S/H放大器可以忽略。器件有ADC,模拟多路复用器和S/H放大器，全部组合在一个包里，可供选择」同步数据采集是更复杂的。一种方法是使用一个ADC,S/H放大器和模拟开关结合，用来完成功能。S/H放大器和模拟多路复用通道一样多，因为这里将需要模

5、拟信号。每个模拟信号进行采样都有独特的S/H放大器。多路转换器，S/H放大器的运用时与ADC-个一个按顺序连接的。这种方法可称为一个假同步数据转换，因为，抽样是同步的，实际的A/D转换是受单个ADC的影响，和各种模拟信号抑制S/H设备是被TDM挑选出来的。在这里，整段转换时期内每个S/H器件是保持连接到ADC输入线，此外S/H设备须在“持有”模式，直至整个转换活动结朿。因此，地址总线的简单编码，可能不足以产生必要的控制信号。相反，一个专用输出端口将是必要的。为了推断出能够证明有利性超过上述的方法，接下来的设计目的就被确定了。1）数据釆集应该是在性质上真正同步。这可以通过

6、分配一个独立的ADC给每个模拟通道可以简单的实现。有趣的是，这个因素使得它比图1的方法的成本划算彳2）微机有效的在微机内存系统上运用地址总线，数据总线和一些控制输入，将操作在内存地图模式和界面上。3）它应该能够扩大，以支持大量的模拟通道的能力。1Burr-BrownResearchCorportation的SDM853和SDM857,以及AnalogDevices,Inc•的AD363,都是一些例子。2在H前的市场价格，低成木的采样/保持放大器AD582成本消耗比CMOS8位A/D转换器AD7574约1・6倍。多通道数据采集系统（N■通道）按时间划分的多通道(TDM)A

7、BADC+S/HAMP内部+MUXADC-MUX&S/H同步的ADC+N-S/HN-ADCZS(被捉AMPZS+MUX议的技术）CD图1多通道数据采集系统的分类，各种方法的需求设备的说明III•推荐的方法为了说明这个方法，一个8通道，8位同步数据采集系统在这里被选出来。在这方而，CMOS单片器件，AD7574[7],在单片机SDK-85⑻，⑼软件控制之下，完成A/D转换。AD7574是一个8位单片微机兼容的ADC,转换吋间是15毫秒。它的数据线采用三态逻辑，允许直接了连接到微机数据总线。因此，它作为一个内存印象图装置时很界面的。通过CS非