數據采集卡工作原理

應用時，數(shu)(shu)據(ju)采(cai)(cai)集系(xi)統置于被(bei)監(jian)(jian)控(kong)(kong)的(de)設(she)備處，通過(guo)傳(chuan)感器對設(she)備的(de)電壓(ya)或者電流(liu)信(xin)號(hao)進行采(cai)(cai)樣、保持，并送入A/D轉換器變成數(shu)(shu)字信(xin)號(hao)，然后(hou)將該信(xin)號(hao)送到(dao)FIFO中(zhong)。當FIFO中(zhong)存(cun)(cun)放(fang)的(de)數(shu)(shu)據(ju)到(dao)了(le)(le)一定數(shu)(shu)目時，由(you)ARM7從(cong)FIFO中(zhong)讀出，然后(hou)通過(guo)ARM7的(de)以太網接口(kou)或者RS232送給上(shang)位機。考慮到(dao)要監(jian)(jian)控(kong)(kong)的(de)設(she)備可(ke)能會很多(duo)，所以設(she)計了(le)(le)多(duo)路采(cai)(cai)集通道，他們經過(guo)模擬開關后(hou)再進入A/D轉換器。CPLD是整個系(xi)統的(de)控(kong)(kong)制核心，他控(kong)(kong)制采(cai)(cai)集通道的(de)切(qie)換、A/D轉換器的(de)啟/停、轉換后(hou)的(de)數(shu)(shu)據(ju)在FIFO中(zhong)的(de)存(cun)(cun)放(fang)地址(zhi)發(fa)生器、產生中(zhong)斷請求以通知ARM7讀取存(cun)(cun)放(fang)在FIFO中(zhong)的(de)數(shu)(shu)據(ju)等(deng)。

運行時(shi)的(de)數(shu)據并送給PC機(ji)，通過運行在PC機(ji)上(shang)的(de)特定軟件對這(zhe)些數(shu)據進行分析，以(yi)此判(pan)斷當前(qian)運行設備(bei)的(de)狀況(kuang)，進而采取相應(ying)措施。當前(qian)常(chang)用(yong)的(de)數(shu)據采集(ji)裝(zhuang)置，在其(qi)系(xi)統(tong)(tong)軟件設計中(zhong)，多采用(yong)單任務順序機(ji)制。這(zhe)樣就存在系(xi)統(tong)(tong)安全性(xing)差的(de)問題(ti)。這(zhe)對于(yu)穩定性(xing)、實(shi)時(shi)性(xing)要求很高(gao)的(de)數(shu)據采集(ji)裝(zhuang)置來(lai)說(shuo)是不允許的(de)，因(yin)此有(you)必(bi)要引入(ru)嵌入(ru)式操(cao)作(zuo)系(xi)統(tong)(tong)。下面以(yi)μC/OSII為操(cao)作(zuo)系(xi)統(tong)(tong)平(ping)臺，基于(yu)ARM7系(xi)列(lie)處理器(qi)，對一種高(gao)性(xing)能的(de)數(shu)據采集(ji)系(xi)統(tong)(tong)開發(fa)進行探索。

該圖片由注冊用戶"健康生活"提供，版權聲明反饋

數據采集卡主要類型

在工業現場(chang)(chang)，我(wo)們會(hui)安裝很多(duo)的各(ge)(ge)種(zhong)類型的傳感器(qi)，如壓(ya)力的、溫度(du)的、流量的、聲(sheng)音的、電參數(shu)(shu)的等(deng)等(deng)，受現場(chang)(chang)環(huan)境(jing)的限制傳感器(qi)信號(hao)如壓(ya)力傳感器(qi)輸出的電壓(ya)或(huo)者電流信號(hao)不能遠(yuan)傳或(huo)者因為傳感器(qi)太多(duo)布線復雜，我(wo)們就會(hui)選(xuan)用分布式(shi)或(huo)者遠(yuan)程的采(cai)(cai)集卡（模塊）在現場(chang)(chang)把信號(hao)較高精(jing)度(du)地(di)轉換成(cheng)數(shu)(shu)字量，然(ran)后通過各(ge)(ge)種(zhong)遠(yuan)傳通信技術（如485、232、以太網、各(ge)(ge)種(zhong)無線網絡）把數(shu)(shu)據傳到計算(suan)機(ji)或(huo)者其他控制器(qi)中進行處理。這種(zhong)也算(suan)作數(shu)(shu)據采(cai)(cai)集卡的一(yi)種(zhong)，只是它對環(huan)境(jing)的適應能力更強，可以應對各(ge)(ge)種(zhong)惡劣的工業環(huan)境(jing)。

如果是在比較好的現場或(huo)者(zhe)實驗室，如學(xue)校的實驗室，就可以使(shi)用(yong)USB/PCI這種采(cai)(cai)集(ji)(ji)(ji)卡(ka)(ka)。和(he)(he)常見(jian)的內置(zhi)(zhi)采(cai)(cai)集(ji)(ji)(ji)卡(ka)(ka)不同，外(wai)置(zhi)(zhi)數(shu)(shu)據采(cai)(cai)集(ji)(ji)(ji)卡(ka)(ka)一般采(cai)(cai)用(yong)USB接口和(he)(he)1394接口，因此，外(wai)置(zhi)(zhi)數(shu)(shu)據采(cai)(cai)集(ji)(ji)(ji)卡(ka)(ka)主(zhu)要指USB采(cai)(cai)集(ji)(ji)(ji)卡(ka)(ka)和(he)(he)1394采(cai)(cai)集(ji)(ji)(ji)卡(ka)(ka)。

數據(ju)采(cai)集(ji)卡，絕(jue)大多數集(ji)中(zhong)(zhong)在(zai)采(cai)集(ji)模擬(ni)量、數字(zi)量、熱電(dian)(dian)阻(zu)、熱電(dian)(dian)偶，其中(zhong)(zhong)熱電(dian)(dian)阻(zu)可(ke)以認(ren)為是非電(dian)(dian)量（其實本(ben)質上還是要用(yong)電(dian)(dian)流驅動來采(cai)集(ji)）其中(zhong)(zhong)模擬(ni)量采(cai)集(ji)卡和數字(zi)量采(cai)集(ji)卡用(yong)得是最(zui)廣泛的。

市場上新出(chu)一(yi)(yi)種二(er)合一(yi)(yi)采(cai)集(ji)卡(ka)(ka)。二(er)合一(yi)(yi)，指(zhi)的是(shi)數字模擬(ni)采(cai)集(ji)卡(ka)(ka)，AV+DV采(cai)集(ji)卡(ka)(ka)，數字、模擬(ni)二(er)合一(yi)(yi)，數字輸(shu)入輸(shu)出(chu)，模擬(ni)接(jie)口輸(shu)入(DV/AV/S-video)。

最(zui)后雖然說是采集(ji)(ji)卡，但實際(ji)應用中經常(chang)需(xu)要它(ta)輸出控制(zhi)(zhi)信號。采集(ji)(ji)卡廣泛應用于安防監控、教育課件錄制(zhi)(zhi)、大屏拼接、多媒體錄播錄像(xiang)、會議錄制(zhi)(zhi)、虛擬演播室、虛擬現實、安檢(jian)X光機(ji)、雷達圖像(xiang)信號、VDR紀錄儀(yi)、醫(yi)療X光機(ji)、CT機(ji)、胃(wei)腸機(ji)、陰(yin)道鏡、工(gong)業(ye)檢(jian)測(ce)、智能交通(tong)、醫(yi)學(xue)影像(xiang)、工(gong)業(ye)監控、儀(yi)器儀(yi)表、機(ji)器視覺(jue)等(deng)領域(yu)。