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脉冲信号采集系统 单片机采集脉冲信号.doc


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脉冲信号采集系统单片机采集脉冲信号数据采集电子测量技术ELECTRONICMEASUREMENTTECHNOLOGY第29卷第4期2006年8月脉冲信号采集系统3李炎新石立华陈竞俞阳赵斌(解放军理工大学工程兵工程学院南京210007)摘要:介绍了用高速采集卡和计算机组成的脉冲信号自动采集系统。产生可靠的触发信号;利用采集卡的中间触发方式实现了脉冲信号的完整捕获;护能力。大量测试结果表明该系统稳定、可靠。关键词:脉冲信号;数据采集;触发systemLihua ChenJing YuYang ZhaoBin(InstitofEngineeringCorps,PLAUniversityofScience&Technology,Nanjing210007)Abstract:Inthispaper,apulsesignalautomationrecordersystem,,:pulsesignal;dataacquisition;trigger1 系统原理系统硬件框图如图1所示。系统包括光电隔离电路、触发电路(如图2所示)、高速数据采集卡和计算机。传感器传来脉冲信号的强度有可能超出高速采集卡的动态范围而将其损坏,光电隔离电路可提供安全隔离,另外还可以抑制共模干扰,提高信噪比。光电隔离电路主要由一个驱动三极管T和一个高速光耦组成。脉冲信号的极性是随机的,而采集卡的触发极性只能设为正极性或负极性触发,需要一个触发电路从任何极性脉冲信号提取固定极性的触发信号。触发电路主要由两个比较器(A和B)、两个或非门(C和D)以及一个带清零端和置位端的D触发器Q组成。当正脉冲信号输入大于比较器A的阈值时,或非门C会输出一个低电平使触发器Q置位,产生触发信号输出;当负脉冲信号输入小于比较器B的阈值时,或非门C也会输出一个低电平使触发器Q置位,产生触发信号输出。脉冲过后或非门D产生一个清零信号将触发器Q清零。触发信号由采集卡的外触发端输入。数据采集卡采到的脉冲信号由PCI总线以DMA方式传送到计算机。计算机自动存储脉冲信号,并且可以通过网络提供远程服务。3基金项目:国家自然科学基金资助项目(50237040,60471013)图1 脉冲信号采集框图2 高速采集卡本系统选用PCI29812高速采集卡。该采集卡有如下特点[1]:具有直接内存访问(DMA)功能;卡上带32K字的FIFO缓存;4个12位20MHz的独立A/D采样器,能同时高速采集4路双极性信号;5种触发方式,其中中间触发(middletrigger)可实现提前触发捕捉脉冲信号的波前。PCI29812采集卡能达到的最高采样率与采样的通道数、采集的数据量以及PCI总线带宽有关。当单次触发采集的所有通道数据总量不超过32K的FIFO缓存时,每通道都可以按最高的20MHzA/D采样速度来采样。当数据总量超过32K字的FIFO缓存区时,要以DMA方式直接・89・第29卷电子测量技术图2 触发电路当前主流计算机PCI32,时钟为33MHz,因此PCI总线带宽为132MByte/s。由于其他设备占用一部分PCI总线的带宽,因此分配给采集卡的带宽一般不超过100MByte/s。采集卡的采样分辨率虽为12位,但是每个采样点还是占用一个字,因此如果采集卡启用4个通道,数据量大于卡上的缓冲区时,A/。如果只启用2个通道,则可达到最高采样率20MHz。3 程序设计脉冲信号自动数据采集系统的软件流程如图3所示。钟选择、触发电平以及触发后的采样点数。用AI_ContScanChannels()函数启动A/D采样。该函数还设定采样通道、采样电压范围、采样点数以及采样率等。heck()函数查询采集卡是否采样完毕。在采样过程中,采集卡自动以DMA方式把各通道采到的数据交替写入所申请的DMA内存中。可以用MFC提供的CTime::GetCurrentTime()函数获取计算机的当前时间。以当前时间作为文件名,脉冲信号采集系统用CFile类实现自动保存采到的脉冲信号[3]。lear()函数停止采集卡,用Release_Card()函数释放采集卡,用Win32函数释放DMA内存空间。4 结论该系统最多可以

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  • 时间2019-09-13