PCI采集卡范文

PCI采集卡范文（精选8篇）

PCI采集卡 第1篇

在普通超声探伤中,对于某种试件的伤的判断往往只需要判断在触发信号发出后某段或某几段固定时间内的回波,而不用将所有的回波采样回传。通过在超声数据采集卡的前端对信号进行一些处理以减少需要传输的数据,不但减轻了PCI总线的负担缩短上位机的数据处理时间,同时降低了探伤系统中总线传输设计难度,有效缩短了设计开发周期。

1 系统总体设计

系统电路框图如图1所示。对于采集卡的数据采集,总体来说可以分成4个部分:信号的输入、信号的采集、信号的存储和信号的传输;在这其中,对信号的采集和处理是一个采集系统设计的重点[1]。

1.1 设计原理

超声检测一般是由前端传感器发射并接收超声波,然后通过对回波信号进行处理,对一个试件进行检测和判断。在均匀的材料中,缺陷的存在会造成材料的不连续,从而造成声阻抗的不一致。超声波入射后如果遇到缺陷,就会因为声阻抗不一致而产生反射,这反射波信号被捕捉采集,就能判断出缺陷。

1.2 信号的采集及传输

大多超声探伤是对大量同一型号试件的重复检测。因为形状、材质都被固定,所以试件上缺陷回波信号的时间范围及幅度是确定的,完全可以通过提取回波信号的时间特征和幅度特征来作为判伤参考依据[2,3]。依据上述原理,采用了如图2所示的方法对信号进行采集。

前端接收的回波信号依次通过信号放大电路、峰值保持电路、通道选择电路、AD采样电路,最后通过CPLD传入RAM中保存。

2 模拟信号的采集

板卡模拟信号数据采集由程控放大电路、峰值保持电路、通道选择电路及模数转换电路实现。

2.1 程控放大电路

程控放大采用8通道模数转换芯片Tlc5628c与美国Analog Devices公司生产的压控放大器AD603来实现。Tlc5628c可以通过编程产生0～5 V的电压信号,将由Tlc5628c得到的可控电压连到AD603的增益控制端,即可实现对前端回波信号的增益可调放大。

2.2 峰值保持电路

将通过放大电路的模拟输入信号连接到峰值保持电路,在门信号的控制下保持段时间内回波信号的峰值,多路信号的采集全部完成以后再选通多路模拟开关分别连接到模数采样芯片,对各路信号进行逐一采集。如图3所示。

3 PCI传输设计

在采集卡设计中,CPLD是系统重要组成部分之一。在控制本地端各芯片协调同步运作的同时,还为PCI桥芯片和本地端控制信号进行译码、时序转换等操作。

3.1 采集卡本地数据存储传输设计

采集卡上的数据传输采用了乒乓传输的模式,即在采集卡上配置双RAM对数据进行缓存。乒乓传输可以使得数据的采集缓存和数据向上位机的传输能够同步进行:采集到的数据首先在存储器A中保存,当第一个存储器数据放满数据自动存放到存储器B中,同时发起数据传输将第一块存储器中的数据向上传输,存储器B满了之后再存储到存储器A中,并将存储器B中的数据上传,如此往复循环。IS64WV12816BLL是128Kx16高速COMS型SRAM,最快访问时间可达12 ns、双向三态传输,能够满足PCI传输的要求[4]。

3.2 驱动及软件设计

在采集卡系统设计中,驱动设计也是一个难点,一个好的驱动程序能有效提高传输速率、系统稳定性和数据处理效率。

WinDriver10是Jungo公司为PCI、USB、ISA等接口对驱动开发提供的WinDriver系列软件的最新版本。能够很好地支持Windows XP等多种操作系统的底层硬件驱动开发。虽然效率略低于利用DDK,DriverStdio等方式进行开发的驱动程序,但更加简单、方便,为驱动开发者节省了大量时间与精力。WinDriver10软件为许多芯片厂商提供了专门的芯片支持文件。本设计中PCI接口芯片采用了PLX公司的PLX9054,驱动程序的开发利用了WinDriver10目录下专门为Plx器件编写的plx_lib.c和plx_lib.h文件,其中包含最基本的对Plx器件进行操作的函数与方法。同时,还给出了示例程序文件p9054_diag.c,驱动编写者可以参考其进行程序编写。

上位机软件使用VC 6.0(Visaulstudio 6.0)调用WinDriver给出的函数进行编写,启动软件时,首先要对采集卡进行初始化操作,步骤如下:

• 使用WD_DriverName()和WD_SetDeBugOption()函数设置驱动名称和WDC库的调试选项。

• 使用WD_Licence()函数对驱动设备进行注册操作。

• 使用WDC_DrvierOpen()函数打开驱动程序句柄并初始化WDC库并使用 WDC_PciScanDevices()函数查找符合要求设备。

• 使用WDC_PciGetDeviceInfo()获取设备信息并对资源进行分配。

• 使用WDC_PciDeviceOpen()打开WDC设备句柄。

• 最后使用DeviceInit()函数对设备描述表等资源进行初始化。

初始化设置完成后,就可以使用如PLX_ReadAddrLocal16(),PLX_WriteAddrLocal32()等函数对采集卡进行控制操作了。上位机数据传输流程如图4所示。

当采集操作启动后会建立一个数据接收线程等待中断到来,每当该线程接收到中断,会查看该中断类型。当中断为本地中断,表示采集卡中一个缓存器数据满,申请进行数据传输,这时上位机启动DMA模式进行数据传输,在DMA传输结束之后又会产生DMA中断,当数据接收线程接收到该中断时,将会调用中断调用函数,中断调用函数又会调用中断处理子函数对数据进行处理操作[5]。

4 试验与结束语

使用WinDriver开发驱动程序后,上位机用VC6.0结合其提供的函数库,编写了如图5的测试程序,可以对硬件进行控制,进行多通道数据采集,进行实时数据传输采集、规定采样点数采集,控制压控放大倍数等操作,数据传输最大速率达到了60 Mb/s,能够满足超声检测的需要。

本文较全面地介绍了基于PCI的超声数据采集卡的设计与开发方法。在检测的过程中能够实时地将超声数据进行上传,并对前端进行调节。通过时间特征和幅值特征对伤的判断也能较好地保证系统的灵敏度和分辨率。实现了一种基于PCI总线的超声采集卡设计。

参考文献

[1]习俊梅,朱杰斌,黄良兵,等.便携式数字化超声检测[J].仪表技术与传感器,2007(9):18-19.

[2]韩焱,杨录,王明泉.板波特征及其特征提取器[J].测试技术学报,1996,10(2):79-82.

[3]杨录,宋文爱.细铜棒内部缺陷超声自动检测系统设计[J].测试技术学报,2001,15(4):255-257.

[4]严其艳.基于PCI的多通道数据采集系统设计[J].企业技术开发2011,30(12):10-15.

PCI采集卡 第2篇

PCI-8361BN数据采集卡在光纤电容液滴分析系统中的应用

结合光纤电容液滴分析系统的开发,阐述了数据采集卡PCI-8361BN在实际应用中的功能及有关硬件的`设置,给出了在VC环境下利用PCI-8361BN进行数据采集的基本流程和关键函数,并利用该方法实现了光纤电容液滴分析系统的实时数据采集.

作 者：张春松 宋晴  作者单位：北京邮电大学自动化学院,北京,100876 刊 名：工业控制计算机 英文刊名：INDUSTRIAL CONTROL COMPUTER 年，卷(期)： 23(8) 分类号： 关键词：光纤电容液滴分析系统   PCI-8361BN   数据采集  

基于PCI总线的数据采集卡的设计 第3篇

PCI (Peripheral Component Interconnect)总线即外部部件互连总线,是一种高性能32/64位地址数据复用高速外围设备接口局部总线。随着微处理机的性能不断提高,人们对微机系统的I/0带宽不断提出新的要求,原有的标准总线,如ISA、EISA和MC已经逐渐不能胜任现代数据采集技术的要求。PCI局部总线的引入,打破了数据传输的瓶颈,以其优异的性能和适应性成为微机总线的主流,基于PCI总线的数据采集系统是高速数据采集系统的发展方向[1]。此外,由于数据信息量比较大,且对数据传输的实时性要求较高,故采用高速的PCI总线进行数据采集和传输是完全有必要的。

1 数据采集系统设计方案

本系统所设计的数据采集卡主要用于液压材料拉力试验机的改造,原有的液压材料拉力试验机的压力测量采用机械式测量即利用杠杆原理带动指针在刻度盘上显示,材料变形量也是由人工读取相应的变形刻度并记录,这样数据的读取的结果往往误差较大,直接影响了试验结果的准确度。现将压力(或拉力)采用压力传感器测量、材料的变形则采用位移传感器来测量,传感器回传的信号经PCI数据采集卡转换成数字信号,由拉力测试试验软件进行记录、分析、显示等等,这样得到的试验数据的误差大大的降低了,提高了试验的准确度。

1.1 系统方案选择

根据系统的要求、功能指标及传感器的型号选择,提出了两套基于PCI总线的数据采集卡的设计方案。一种是基于DSP和PCI总线接口的高速数据采集系统,由高速高精度A/D转换芯片、高性能DSP芯片、PCI总线接口组成;另一种由高速高精度A/D转换芯片、双口RAM、CPLD、PCI总线接口组成。第一种方案将数据采集系统完全搭建在一个DSP上,DSP不仅要完成复杂的算法,还要控制采集外部数据、输出控制信号和完成人机交互的工作,必然会降低系统的实时性。本系统采用第二种方案,其主要功能模块有:PCI总线控制器、双口RAM、采集控制芯片CPLD和高速高精度A/D芯片。本设计采用数据采集芯片ADuC812来实现数据的模数转换和存贮控制;用双口RAM实现高速A/D与微机接口的连接;CPLD对ADuC812和PCI总线控制器进行逻辑控制,防止它们由于同时对双口RAM的同一地址的读写而产生冲突。系统原理框图如图一所示。

1.2 PCI总线接口设计方案

本系统采用了PCI总线,其在33MHz的时钟频率下运行,采用32位数据总线,并能扩展到64位,可支持多组外围部件,数据传送速率高达132MB/s。由于PCI的总线规范十分复杂,有严格的时序要求,因此给PCI接口设计带来困难。目前主要有三种PC I总线接口方案[2]:

(1)基于IP模块的PCI总线接口设计及FPGA实现,此方法开发周期较长,开发者需掌握一定的PCI总线协议细节,且FPGA厂商提供的PCI总线的IP核价格较高。

(2)选用专用的PCI接口芯片,这种方案开发周期短,成本适中,开发者不需要掌握太多的PCI总线协议细节。

(3)针对特定的设计选用合适的带PCI接口的芯片,这些芯片在开发过程屮考虑到了其适用领域和应用前景,在芯片本身内部包含了一些标准接口电路,甚至有一些电路本身支持PC机的扩展环境和相关的板卡设计。

本系统采用的方法是使用专用的PCI接口芯片,目前可选用的PCI总线接口芯片主要是PLX公司和AMCC公司的,如美国PLX公司的PCI90XX系列产品已被广泛采用,这类芯片的通用性较强,但是同时也有成本高和开发周期稍长的问题。AMCC公司的S59XX系列芯片也比较贵,从降低开发成本、使用的方便性考虑,本系统选择南京沁恒电子有限公司生产的一种PCI总线接口I芯片CH365。通过使用这种专用芯片,设计者只需使用相关的地址线、数据线以及几个控制信号,就能实现PCI总线与PCI用户设备之间的连接。这种方法简单方便,已经被越来越多的设计者所采用。

2 系统硬件结构

数据采集系统的A/D转换器采用高性能的数据采集系统芯片ADuC812,采样频率为200KHz。由于程序控制A/D转换,A/D转换后实时把数据存储到双口RAM中。为了防止和CH365发生读写冲突,利用CPLD和双口RAM旗语功能来协调ADuC812的读写,保证数据正确地存储到双口RAM中。双口RAM采用IDT公司的IDT7005S,IDT7005S是一种高速低功耗CMOS型8K8bit的双口静态RAM。它具有两套相互独立的地址线、数据线和控制线,允许两个CPU同时读取任何存储单元(包括同时读同一地址单元),但不允许同时写或一读一写同一地址单元,否则就会发生错误。设计时,将IDT7005S的8K存储空间均分为两个独立的容量为4K的存储区域,左端口用于接收采样信号经A/D转换后的数据,右端口用于读取采样数据。当数据采集开始时,左端口写入数据量达到4K后,由CPLD产生CH365寄存器读信号(MEM_RD),并通知计算机经右端口将数据取走,同时左端口继续向另一4K的存储区域写入转换数据。这样,计算机不需要在取一个数据后等待A/D转换完成送下一个数据,而是成批地读取,从而提高了整个数据采集系统的运行速度和性能,同时也避免了对同一存储单元进行读写误操作的情况。CH365是一个连接PCI总线的通用接口I芯片,支持I/0端口映射、存储器映射、扩展ROM以及中断。CH365将32位高速PCI总线转换为简便易用的类似与ISA总线的8位主动并行接口,用于制作低成本的基于PCI总线的计算机板卡,以及将原先基于ISA总线的板卡升级到PC[总线上。为了在不增加引脚的前提下提供更多可用功能,CH365对部分引脚进行复用,通过“工作模式设定”进行功能选择[3]。在连接两线串口的EEPROM时CH365的SCL信号线可以选用SYS_EX或者A15,系统复位后的默认选择是A15,通常在A15用作地址线时选用SYS_EX,否则选用A15。因为SDA信号线同时是数据线D7,为了防止在SCL高电平期间由于SDA变化而产生不必要的误操作,通常借助于工作模式设定使SCL信号(SYS_EX或A15)在系统复位后保持低电平。CPLD选用Atcra公司的EPM71 28,CPLD在系统中主要完成的工作;CH365地址译码及锁存,CH365管脚逻辑控制,ADuC812数据锁存和双口RAM的旗语操作逻辑控制。系统硬件结构框图如图二所示。

3 数据采集卡软件设计

在本系统中软件的设计主要包括对CPLD的编程和对CH365驱动程序的编写。

3.1 CPLD的编程

系统的主体部分用原理图输入方式,由于系统需要的功能较多,对库中没有提供的芯片用VHDL编程实现。在编程的过程中,由于在本系统中CH365工作在本地硬件定址的工作模式,所以要特别处理好初始上电状态的数据线的状态,一定将其设定为高阻态,否则会出现找不到PCI卡的情况。下面是一个计数器的设计:

3.2 CH365驱动程序的编程

南京沁恒公司提供了基于CH365的通用驱动程序WDM和动态链接库DLL,在系统找到设计的PCI卡后,安装通用的驱动程序即可。基于CH365的本地硬件定址功能,产品制造商可以很方便地将原有的ISA板卡直接升级到PCI总线上,并且仍然可以使用ISA板卡的原有I/0端口地址,从而不需要对应用程序作任何修改。若重新编写程序,只需调用提供的动态链接库中的函数和数据结构即可,如CH365ReadloBy tc ()、CH365Wr i te IoByte ()等。

4 结束语

ADuC812、双口RAM、CPLD、CH365组成的数据采集系统具有低成本、高性能、应用方便等优点。系统采用了可编程逻辑器件实现了数字硬件系统的逻辑控制,增强了系统设计和实现的灵活性,对于同类数据采集系统的研究具有一定的借鉴意义。实践证明,本系统能够较好地满足数据高速采集、传送和存储等要求,大幅度提高了拉力试验结果的准确度。本方法所设计实现的数据采集系统也可应用于通信、振动工程、语音处理、工业自动控制以及生物医学工程领域。

摘要：根据液压材料试验机的改造要求，提出了基于PCI总线的数据采集卡的设计方案，并对其进行了详细的论证，进而完成了系统硬件结构的设计，并对系统的软件编程作了简要的介绍。实践证明，数据采集卡其高性能、高稳定性、高可靠性在材料试验机改造系统中发挥高效的作用，大大提高试验结果的准确度。

关键词：数据采集,PCI总线,双口RAM

参考文献

[1]李贵山，戚德虎．PCI局部总线开发指南[M]．西安：西安电子科技大学出版社，1997．

[2]李宇．PCI总线设备开发宝典[M]．北京：北京航空航天大学出版社，2005．

[3]Tom Shanley，Don Anderson著．刘晖译．PCI系统结构[M]．北京：北京大学出版社，2000．

[4]武安河，周利莉．Windows设备驱动程序开发务实[M]．北京：电子工业出版社，2001．

PCI采集卡 第4篇

关键词：数据采集,模拟信号,PCI-9812

“数据采集”是将温度、压力、流量、位移等模拟量采集转换成数字量后, 再由计算机进行存储、处理、显示或打印的过程。相应的系统称为数据采集系统。

数据采集系统的任务, 就是采集传感器输出的模拟信号并转换成计算机能识别的数字信号, 然后送入计算机进行相应的计算和处理, 得出所需的数据。与此同时, 将计算得到的数据进行显示或打印, 以便实现对某些物理量的监视, 其中一部分数据还将被生产过程中的计算机控制系统用来控制某些物理量。

随着超大规模集成电路和微处理区结构体系研究的不断发展, 促使CPU更新换代速度加快, 导致PC机迅速由16位机提升到32位机, 为了满足PC机用于数据采集与控制的需要, 国内外许多厂家生产了各种各样的数据采集板卡。这类板卡均参照PC机的总线技术标准设计和生产, 在一块印刷电路板上集成了模拟多路开关、程控放大器、采样/保持器、A/D和D/A转换器等器件, 用户只要把这类板卡插入PC机主板上相应的I/O (ISA或PCI) 扩展插槽中, 就可以迅速地、方便地构成一个数据采集与处理系统, 从而大大节省了硬件的研制时间和投资, 又可以充分利用PC机的软硬件资源, 还可以使用户集中精力对数据采集与处理中的理论和方法进行研究、进行系统设计以及程序的编制。本文主要介绍基于PCI-9812数据采集卡对模拟信号进行采集的系统设计。

1 硬件说明

PCI-9812/10是一种基于32位的PCI总线结构的高性能的数据采集卡。其最大的采样速率达到20M每秒。板上集成了一种具有连续的, 不间断的, 高速度的和线性的A/D转化器。高性能设计和美国最先进的技术使此卡适用于数字信号处理器, 快速傅里叶变换, 数字滤波和图像处理应用。

2 PCI-9812/10信号的连接

2.1 PCI-9812/10印刷电路板

PCI-9812/10连接到外部设备, 是通过五个的BNC连接器和一个10针双行排针。如图:

J1:BNC连接器的J1是用于A/D转换器的通道0的输入信号

J2:BNC连接器的J2是用于A/D转换器的通道1的输入信号

J3:BNC连接器的J3是用于A/D转换器的通道2的输入信号

J4:BNC连接器的J2是用于A/D转换器的通道3的输入信号

J5:BNC连接器的J5是用于外部时钟信号0的输入信号

JP1:10针的连接器是用于数字输入信号, 包括一个数字时钟, 一个数字触发和三个数字输入。

2.2 模拟输入阻抗设置

PCI-9812/10有4个模拟输入通道, 连接到连接器的J1-J4。输入阻抗和输入振幅的范围通过连接板上不同的开关可以改变大小。焊接开关由两个焊盘组成, 通过两个焊盘焊接在一起开关可以开启。所有四个通道使用同样的方法来配置其输入的特点。

2.3 A/D转换过程

PCI-9812/10卡的操作理论, 包括硬件和软件。功能包括A/D转换器和数字输入。在编程PCI-9812/10执行A/D转换转换时, 必须先了解以下概念:A/D转换过程、A/D转换信号源控制、A/D转换触发源控制、A/D转换时钟控制、A/D转换数据传输模式、A/D转换数据格式。当使用A/D转换器, 首先应熟悉被测信号的特性。可以自行决定这些渠道的使用和连接到PCI-9812/10的信号。此外, 应确定和控制的A/D转换信号源, 其中包括A/D转换通道, A/D转换增益, 和A/D信号类型。在决定A/D转换信号源后, 必须决定如何触发A/D转换和界定/控制触发源。A/D转换器将开始转换到数字信号当触发条件得到满足。PCI-9812/10有五种触发模式。该A/D转换时钟由内部或外部时钟源控制。在结束了A/D转换器, 该A/D转换数据被暂存在先进先出缓冲中。PCI-9812/10的总的先进先出缓冲中大小是32K的样本空间。这个缓冲区的大小是和最高数据传输速率有关的。A/D转换数据应转入处理器的内存中进行数据的处理。PCI-9812/10使用的DMA方式传输A/D数据到主机中。

3 软件编程

采集编程采用VC++, 控制PCI-9812采集卡对模拟信号进行采集和分析。部分程序如下:void CPCI9812Dlg::On Selchange Trig Mode () //设置9812的触发模式

{//TODO:Add your control notification handler code here

Update Data () ;

m_pci9812.Set Trigger Mode (m_Mode) ;

}

void CPCI9812Dlg::On Selchange Trig Polarity () //设置9812的触发极性

{//TODO:Add your control notification handler code here

Update Data () ;

m_pci9812.Set Trigger Polarity (m_Polarity) ;

}

void CPCI9812Dlg::On Selchange Trig Src () //9812的触发源设置

{//TODO:Add your control notification handler code here

Update Data () ;

m_pci9812.Set Trigger Source (m_Source) ;}

void CPCI9812Dlg::On Selchange Channels () //设置9812的通道选择

{//TODO:Add your control notification handler code here

Update Data () ;

if (m_Channels<2)

{m_pci9812.Set Channel (m_Channels)

m_Graph.Set Plot Num (m_Channels+1) }

else

{m_pci9812.Set Channel (3) ;

m_Graph.Set Plot Num (4) ;

}

}

void CPCI9812Dlg::On Selchange Range () //设置9812的通道电平

{//TODO:Add your control notification handlercode hereUpdate Data ()

m_pci9812.Set AIRange (m_Range) ;if (m_Range==0)

{m_Graph.Set YAxis Min Max (-1.0, 1.0) ;

}

else

{m_Graph.Set YAxis Min Max (-5.0, 5.0) ;

}

}

将PCI-9812/10卡插入计算机中, 并且与数字示波器连接对模拟信号进行采集, 实验结果如下:

a.四路模拟信号通道采集结果 (见图1) :

b.两路模拟信号通道采集结果 (见图2) :

c.单路模拟信号通道采集 (见图3) :

4 结论

本文应用PCI-9812数据采集卡设计并实现了一套对各种模拟信号进行采集的系统。通过实验显示, 该系统可以完成对各种模拟信号进行采集, 并且可以在计算机上进行显示和处理。采集的信号基本清晰完整, 该系统结构简单, 成本低廉, 具有明显的实用性。

参考文献

[1]马明建.数据采集与处理技术[M].西安:西安交通大学出版社, 2006, 1.

[2]倪庆峰.基于FPGA的PCI接口控制器模型的设计[J].实验科学与技术, 2007, 2.

PCI采集卡 第5篇

1 数据采集卡设计指标

数据采集卡可以准确、实时采集探测器输出的脉冲信号, 也可以自检 (采集FPGA产生的脉冲信号) ;可以定时、定数, 定时是设定采集遍数, 采集完遍数, 停止采集;定数是设定一个阈值, 任意一道的采集数据超过阈值, 便停止采集;对脉冲信号具备防抖动功能, 以消除采集误差;每道采集的数据通过PCI总线传回计算机。具体设计指标如下:

(1) 道宽设置范围:5微秒~2小时;

(2) 道数设置范围:256~1024;

(3) 采集脉冲信号频率范围:1Hz~1MHz;

(4) 脉冲频率分辨率为1Hz;

(5) 计数误差:每秒钟计数值误差不大于±2个脉冲 (脉冲频率1MHz) 。

2 硬件设计

脉冲信号采集卡的硬件设计整体基于FPGA技术、PCI总线技术以及数字集成电路的运用, 使硬件设计更加简洁, 测量精度得到明显提高。探测器输出的脉冲信号经前置放大电路后做电平转换为3.3V, 接入FPGA采集, 采集数据通过PCI总线传回计算机, 如图1。

2.1 FPGA设计

2.1.1 控制模块设计

FPGA是采集卡数字逻辑电路设计的核心, 选用Altera公司Cyclone II的EP2C5T144C8芯片, 端口电压为3.3V, 核心电压为1.2V, 分别用精密电源芯片LT1085CM、MIC49150提供, 存储芯片为EPCS4。FPGA内部设计原理框图见图2, 主要实现以下几个模块的功能。

(1) 通过按键来选择采集自检信号还是外部输入信号;

(2) 利用锁相环分频产生1MHz的自检信号;

(3) 采集卡的启停控制由外部触发脉冲信号控制;

(4) 根据应用程序设置的道宽定时计数, 并将数据写入FIFO;

(5) 用有限状态机实现本地总线读写控制模块, 将FIFO内部的数据传回计算机。

2.1.2 本地总线数据传输verilog语言编程实现

本地总线数据传输的重点是深刻理解P C I本地总线协议, FPGA逻辑程序依据PCI9030手册提供的本地总线单周期读写时序图来实现数据的读写操作。LCLK是本地时钟信号;ADS#为低时, 地址有效;BLAST#为低时说明最后一次数据读写操作, 变高本次操作结束;LW/R#读写操作, 高为写操作, 低为读操作;WR#开始写信号, 低有效;RD#开始读信号, 低有效;READY#是FPGA输出的应答信号, 低电平说明操作完成。

从时序图可以看出, Write Strobe Delay是ADS#变高到WR#变低之间的等待时间;Read Strobe Delay是ADS#变高到RD#变低之间的等待时间;NWAD是地址有效后到数据完成写之间的等待时间;N R A D是地址有效后到数据完成读之间的等待时间;NXDA读写数据到下个地址有效的等待时间;Write Cycle Hold是最后一次操作到本次操作结束等待的时间。

用有限状态机实现本地总线时序逻辑[2,3], 分为初始化状态、选通地址状态、选通数据状态、等待状态、应答状态和结束状态, 以ADS#、LW/R#、WR#、RD#、READY#等信号的变化为转移条件, 部分程序如下。

2.2 PCI总线接口电路设计

PCI总线接口电路主要分为3部分, 即PCI总线接口、本地总线接口、EEPROM接口。选用PLX公司的PCI9030作为桥接芯片, 可以把本地总线与PCI总线联系起来, 使用户只需关心本地总线接口电路的设计[4]。金手指的+Vi/o与PCI9030的VI/O连接, 区别5V还是3.3V板卡, 并为PCI9030供电, 不使用JTAG功能时, 金手指的TDI与TDO连接, TRST#管脚拉低。MODE管脚拉高, 采集卡的数据、地址线为复用32位模式, PCI本地总线时钟信号为33MHz, 把仲裁信号LGNT、LREQ拉低, PCI9030设为主设备, FPGA为从设备, 数据的读写都由PCI9030发起。EEPROM接口选用93LC66B芯片, 提供给PCI总线、本地总线重要的配置信息, PCI9030有四根信号线用于与EEPROM的连接:EESK, EEDO, EEDI和EECS, 读数据信号 (EEDO) 需要接1K的上拉电阻。PCI总线接口连接电路设计图如图3。

3 EEPROM配置

EEPROM配置有两种方法, 一种是利用编程器来完成, 另一种是用PLXMon软件在线烧录, 这种方式既省时又省力, 而且方便调试。93LC66B芯片是一个4K的低电压串行存储器, 用来存储PCI9030的配置信息并在芯片复位时进行加载[5]。在PLXmon软件里设置数据宽度为32位, READY是FPGA的应答信号, 低电平说明操作完成, 数据格式为小端点模式, 高位高字节, 低位低字节, 内存空间 (Range) 开辟的大小是PCI9030需要访问FPGA内部寄存器的大小, 本采集卡设为32K。Wait States根据FPGA程序自己设定。

4 软件设计[6]

应用程序主要实现的功能为: (1) 道宽、道数等参数的设置, (2) 启停信号的写入, (3) 利用PCI总线实时读取每道的采集数据, 并对应相加, 画图显示在程序主界面上, (4) 若某道的采集数据大于设定的阈值时, 则停止采集, (5) 采集完成后, 将采集到的数据保存成文件存储在计算机内, 软件流程图见图4。

在CVI平台下, 应用程序中主要用到了手册 (PLX SDK User Manual) 提供的几个API函数, 见表1。

例如:采集参数设置时, 将道宽设为1秒, 道数为1024, 分别对应FPGA内部寄存器的地址1、2, 启停信号对应地址3, FIFO状态寄存器对应地址5, FIFO输出数据对应地址0。采集卡中使用的空间是Space0, 映射出Space0对应基地址BAR2, 往FPGA读写数据就是对基地址加上偏移量来实现。

应先调用函数:

5 数据采集卡功能测试

采集卡功能测试分为:采集自检信号和外部输入信号, 自检信号由FPGA内部产生1MHz的脉冲信号, 外部输入信号用信号发生器提供。自检时采样时间设为1秒, 从图5可以看到采集到的数据为1000000, 采集数据正确。

采集外部输入信号时采样时间分别设为1ms、10ms、100ms, 1s, 信号频率为10KHz、100KHz、500KHz、1MHz的脉冲信号, 采集数据见表2。可以看出采集结果完全正确, 验证了采集卡的正确性。

6 结语

经测试, 采集卡可以对脉冲信号实时、准确采集。在脉冲中子源测量系统中引入FPGA、PCI总线技术, FPGA以丰富的IO资源, PCI以其极快的传输速度, 解决了以往反应性测量不准确, 不能实时测量反应堆反应性等问题, 采集卡已经应用于脉冲中子源测量系统。

参考文献

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PCI采集卡 第6篇

在工业迅速发展的今天,计算机技术的发展也越来越快速,其中一个重要的方面就是在工业生产过程中需要对生产数据进行采集、分析和保存。现在的计算机中一般都预留有一个或者几个PCI插槽,这样就为PCI总线设备的快速发展提供了良好的基础。本文介绍的PCI-1718数据采集卡就是这样一款基于PCI总线的设备,当然它也兼容其他总线。它是由世界工业电脑和自动化市场开发的领军企业研华公司开发的一款高效能、多功能数据采集卡。现在,VB开发已经进入了一个相对成熟的时期,采用PCI-1718采集卡在VB编程环境下可以较容易的进行数据采集系统的开发。

1 数据采集卡及其工作原理

本文介绍的研华PCI-1718数据采集卡不但具有测量功能,还具有控制功能。通过数据采集卡可以将外围器件的电信号转换成数字信号,并能将计算机输出的数字信号转换成模拟信号送给外围器件。它的数据流程如图1所示。

生产工程中测量的信号有时候也不是电压信号,这时候就需要用到变送器这些标准化的设备将非电信号变成电信号,然后输入到PCI-1718中,比如压力信号和温度信号,然后板卡将模拟信号变成计算机能识别的数字信号,计算机收到这些信号后就能对这些数据进行分析或者保存。如果计算机要对外围的设备输出指令时,PCI-1718也可以将指令输出给外围设备,比如继电器或者步进电机。PCI-1718的特点主要如下:16路单端或者8路差分模拟量信号输入,12位A/D转换器,自动通道扫描,用于AI的板载FIFO,1路12位模拟量输出,16路数字量输入及输出,PCI总线数据传输,还具有定时、计数器功能。

2 Active DAQ技术

在Active DAQ技术(研华公司)没有出现之前,在VB环境下用户访问数据采集卡一般来说有两种途径:1)用VB直接编写访问PCI设备的函数;2)调用其他语言编写的底层驱动模块来实现,比如用c或者c++编写的动态链接库函数。但这两种途径都很困难,特别是对于非计算机专业的人员来说,编写这些函数非常地困难。研华公司提供的Active DAQ控件是一套高效的数据采集控件,它可以方便的应用于一些支持ActiveX控件的软件中,比如VB、VC、Delphi等。在VB中可以通过设置Active DAQ控件的属性、事件及方法等来方便的进行编程,从而进行数据采集,主要包括模拟量的输入输出,数字量的输入输出及脉冲输入输出等。

3 软硬件设置

3.1 硬件设置

本部分的硬件设置主要是PCI-1718数据采集卡的安装、设置,Active DAQ控件的安装。

首先运行研华公司PCI-1718驱动光盘里的DevMgr.exe程序,然后运行PCI-1718.exe程序,按照步骤安装程序。随后关闭电脑,将PCI-1718插在计算机的一个插槽里,这时计算机就会自动安装板卡。注意,在安装板卡前,要将板卡的SW1开关设置为全部是ON,将SW2开关设置为S/E,这是将板卡的Device Number设置为0,将模拟量信号的输入模式定为16路的单端输入模式(这些设置主要是在以后的数据采集过程中程序能认识板卡,且能正确地采集到需要的数据)。完成这些设置后,就可以在Advantech Device Manager中对板卡的性能进行测试了,主要包括模拟量输入功能测试、模拟量输出功能测试、数字量输入功能测试、数字量输出功能测试和计数器功能测试。

接着运行ActiveDAQ.exe,然后指定Active DAQ的安装路径,将Active DAQ安装在计算机硬盘中。安装完成该文件后,就会在VB的部件控件选项卡中出现Active DAQ控件集,主要包括Advantech Active DAQ AI control、Advantech Active DAQ DI control、Advantech Active DAQ AO control、Advantech ActiveDAQ DO control等。下面的数据采集软件主要是用到的Advantech Active DAQ AI control和Advantech Active DAQ DO control,两者的作用分别是采集模拟量(压力值和电压值)和输出数字量(控制继电器的闭合)。

3.2 软件设置

在VB的部件选项卡中将Advantech Active DAQ AI control、Advantech Active DAQ DO control添加到工具箱中,然后放到程序中。首先在右边的属性栏中将这两个控件的DeviceNumber属性设置为1,这时程序就会自动识别板卡。因为本次数据采集的信号为压力信号和电信号,所以主要的程序代码如下。

因为需要不停的采集数据,所以需要添加一个timer控件,然后在timer控件的timer属性中写入以下程序:

其中u为数据采集卡采集到的电压值,此电压值为压力值经压力变送器转变而来(压力变送器的接法在此就不介绍了,关键是输入输出端得正确连接及如何正确连入数据采集卡);c和diff分别为压力变送器的参数:压力下限值和输出线性比,比如:一个压力变送器的输入压力为04MPa,输出为4-20mA,在输出上串联一个250Ω的电阻,输出变为15V,则此时电压值P和压力值U的关系为:

Stapre是压力的中间值,是为了后面将保留了四位小数的压力值能保存在DataGrid中。press(num)的作用是想保留许多压力值,然后从中选出需要的压力值。m1是指采集到的被测件的电压值,如果被采集件数量多,则可以用m2、m3等,原则上PCI-1718可以采集16路的电压值。

这时候就可以将采集到的数据放到电脑里了,为了能显示这些数据,在它的初始化中写入[1,3]:

1)如果测试的物理量有两种类型(压力和电压),为了显示的有规律且对比正常,可以将他们用下面的方法显示在计算机上:

在窗体中添加一个DataGrid控件,在其初始化中写入[2,4]:

以上的程序主要是设置数据表格的列宽和表头名称。为了将数据放入Data Grid中,写以下程序:

2)如果测试的物理量只有一种类型,则可以用下面的方法显示数据:

加入两个text控件,然后将其text属性设置为press1。测量到物理量则加几个text控件。

程序到此为止就已经可以将测量值显示在电脑上了,利用VB和PCI-1718数据采集卡以及压力传感器,笔者成功的为上海天惠汽车零部件有限公司开发了一套汽车空调压力开关实验测试软件,并起到了良好的效果。程序的上位机界面如图2所示。

剩下的就是调用Adodc控件来将这些数据存到计算机里面,这里没有用PCI-1718方面的知识,所以在此不介绍了。

4 结束语

PCI-1718在VB中利用的优势之处是Active DAQ控件的利用,它可以省去许多编程中的麻烦的代码编写,取而代之的是方便的控件引用和属性的设置。利用它来控制继电器等也很方便。VB的优势是容易上手,开发快。利用VB和PCI-1718数据采集卡,可以方便的进行数据的采集。

2)如果测试的物理量只有一种类型,则可以用下面的方法显示数据:

加入两个text控件,然后将其text属性设置为press1。测量到物理量则加几个text控件。

摘要：本文介绍了一种基于PCI总线的多功能数据采集卡PCI-1718的功能,并论述了它在一个实际VB工程中的硬件设置和应用,以及如何在VB环境下进行数据采集的快速开发。

关键词：PCI-1718,数据采集系统,Active DAQ,VB工程

参考文献

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PCI采集卡 第7篇

提升机作为矿山生产的关键设备,担负着提升物料、升降人员的重任,其制动装置直接关系到提升机的安全运行,《煤矿安全规程》第431条规定盘式制动闸的闸瓦与制动盘之间的间隙应不大于2mm。传统的提升机闸瓦间隙监控采用双触头微动开关,易受外界干扰导致误动作,对生产造成严重影响［１－３］。为解决这一问题,各种提升机闸瓦间隙监控系统应运而生。

目前的提升机闸瓦间隙监控系统普遍选用PLC作为下位机,完成数据的采集、处理;上位机采用组态软件,如WinCC、LabVIEW等,实现友好的人机交互功能［４－６］。然而提升机闸瓦间隙监控系统需采集的模拟量较多,且响应速度要求不高,采用PLC作为下位机需扩展若干模拟量输入模块,成本高昂。针对这一不足,本文提出了一种基于PCI数据采集卡的闸瓦间隙监控系统设计方案。

1闸瓦间隙监控系统原理

本提升机闸瓦间隙监控系统主要对闸瓦间隙、贴闸压力进行监测,所用传感器为闸瓦间隙传感器及油压变送器。闸瓦间隙传感器采用TPEK-18型电涡流非接触式位移传感器,动态监测范围为1 mm ~ 6mm,其工作原理为根据外部金属的位置移动变化对应输出电流信号。油压变送器选用MB300压力变送器,其工作原理为变送器内部的高性能硅压阻式压力充油芯体感知外部油压,内部的专用集成电路将传感器毫伏信号转换成标准电流输出。

提升机制动闸瓦较多,需安装16个非接触式位移传感器。本监控系统中闸瓦间隙传感器固定于闸瓦端面位置,油压变送器分别安装于液压站的进、出油口, 用于采集液压站进口油压与出口油压。闸瓦间隙可由传感器直接测出,送入上位机实时显示;贴闸压力需计算得到。根据《煤矿安全规程》第432条规定［７］有以下公式:

其中:d１为活塞(或油缸)直径,mm;d２为活塞杆直径,mm;N为贴闸压力,N;p为油压压力,MPa。

其中:Mｚ为制动力矩,N·m;μ为闸瓦对制动盘的摩擦因数,取0.35~0.45;R为制动盘平均摩擦半径,m; n为制动器副数。

将油压变送器采集的油压压力代入公式(1)及公式(2),可求得提升机制动闸贴闸压力及制动力矩。

2监控系统硬件组成

本提升机闸瓦间隙监控硬件系统由闸瓦间隙传感器、油压变送器、PCI采集卡及工控机组成,图1为提升机闸瓦间隙监控硬件系统实验模型。PCI数据采集卡采用北京中泰研创科技有限公司的PCI8360I采集卡,包括32路模拟量输入通道,输入信号范围为0mA~20mA电流。

其工作过程为:

(1)闸瓦间隙传感器及油压变送器实时采集闸间隙、油压数据,并送入PCI采集卡。

(2)以采集卡为下位机对输入模拟量进行A/D转换。

(3)将经过A/D转换后的数据送入上位机组态软件中实时显示。

图2为闸瓦间隙硬件系统连接示意图。

3监控系统软件设计

本提升机闸瓦间隙监控系统采用组态王6.52进行上位机程序设计,整个系统软件流程如图3所示。

首先在组态王中添加中泰研创PCI8360I数据采集卡驱动,在软件新建设备中选择对应板卡,为其分配地址。接下来进行人机交互界面的组态设计。本监控系统界面包括主界面、闸瓦曲线、油压曲线、历史报警记录、实时数据记录、故障报警查询、参数设置以及产品说明界面,图4为闸瓦间隙监控主界面。

系统主要功能如下:

(1)实时监测并显示提升机闸瓦间隙数值及曲线,若某闸瓦间隙超过2mm,组态界面处对应的闸瓦间隙数值变红,报警窗口实时显示,同时声音报警,提醒操作人员注意。该系统的闸瓦间隙监测精度可达0.01mm。在实验室模拟提升机运行情况,对闸瓦1、 闸瓦2间隙进行监测,图5为闸瓦间隙实时曲线图。

(2)实时监测并显示油压数值及曲线,通过计算实时显示贴闸压力、制动力矩,若制动力矩超出设定范围,系统报警。该系统的油压监测精度可达0.01MPa。 图6为油压监控实时曲线界面。

(3)调用数据库技术,存储全部报警记录,并支持任意时刻查询打印功能。

(4)系统灵活性好,参数可调,适应于不同类型的提升机闸瓦监控。图7为参数设置界面。

4结论

PCI采集卡 第8篇

在现代医疗领域,随着科技的发展,国内外医疗器械行业迅速发展,各种结合新技术的高科技医疗产品不断涌现。骨质疏松治疗仪正是在新技术的推动下,为更好的治疗目前社会日益增长的骨质疏松病人,产生的一种针对骨质疏松病症有特效的仪器。它可以迅速缓解患者骨质疏松临床症状,同时可以增加骨密度、改善骨质量、提高骨强度、降低骨折风险、促进骨折愈合等功效。国内外很多医学方面专家都对其进行相应的研究,也制造出一些医疗设备。本文正是在吸收和借鉴国内外研究成果的基础上,采用先进的工业控制设备,结合软件工程的思想,实现了整个治疗仪的智能控制。

该系统以工控计算机为平台,采用研华高速数据采集卡PCI-1712对治疗仪进行控制和状态显示,同时进行各种波形的输出和数据的采集。应用软件采用Visual Basic语言,结合采集卡驱动程序进行编写,界面友好、操作简单、功能完备,能很好地满足操作者对整个装置和医疗过程的监控,整个系统的操作只需在上位软件中操作即可完成,且操作简便,适合各类医疗人员的使用。下面将从系统的硬件结构和软件设计进行介绍。

1 系统硬件结构

1.1 硬件组成及功能

该治疗仪由工控计算机、研华PCI-1712高速数据采集卡、特制的功率放大器、磁场传感器、行程开关、治疗床及治疗床上可移动环形治疗器等组成。采集卡通过PCI插槽和工控计算机相连,使用研华的相应驱动进行通讯。由于PCI总线是一种独立于CPU的局部总线,支持突发传输操作,DMA模式下的数据通信使总线数据传输吞吐量达132MB/S,完全满足了此系统高频率电压波形输出和高速数据采集的需要。功率放大器输入端通过端子排ADAM-3968和PCI-1712的模拟量输出通道相连,接受采集卡输出的电压范围为-10～10 V,频率在0～1 000 Hz之间的电压波形信号,经过自身一定比例放大,最后输出电压范围为-700～700 V、电流范围为0～15A的信号给负载,即治疗仪的环形治疗器线圈,从而产生合适的磁场供病人治疗。另PCI-1712通过模拟量输入通道采集功率放大器反馈的代表输出电压和电流大小的直流电压信号,同时采集磁场强度传感器的数据;通过数字量输入通道和行程开关判断环形治疗器的具体位置;通过数字量输出通道控制环形治疗器的左右移动和治疗仪床头的上升和下降。此治疗仪具有发射脉冲电磁场,连续波电磁场和静电磁场的功能,是一台“三合一”的多功能治疗仪,其控制软件是集病人信息管理和控制治疗过程于一体的综合智能型系统。整体的系统硬件结构如图1所示。

1.2 硬件介绍

本系统采用的研华PCI-1712多功能高速采集卡,适用于各种工业现场控制与数据采集,它是将 A/D 转换、D/A 转换、数字量输入、数字量输出、计数器/定时器以及温度测量等功能集于一体的多功能板卡。它具有高达 1 M 转换速率的 12 位 A/D 转换器,板卡上自带 FIFO 缓存,可存储 1 K A/D采样数据或 32 K 模拟输出数据,可提供 16 路单端或 8 路差分输入,也可单端差分混合使用,2 路 12位 D/A 模拟量输出通道,16 路数字量输出通道,以及 3 个 10 MHz时钟的 16位多功能计数器通道。在此系统设计中,只需用到1路模拟量输出、3路模拟量输入、3路数字量输入、5路数字量输出通道,有足够的余量以便扩展。最关键的部分模拟量输出电压频率要求在1～1 000 Hz之间,而此采集卡数模转换速率高达1 M/Hz,能够很好的满足系统的需要。

本系统使用的功率放大器和环形治疗器线圈是根据实验要求自行开发设计。该功率放大器输出频带宽且高,输出电压范围为-700～700 V,输出电流范围为0～15 A,能很好的适应线圈等感性负载。线圈则采用三个半径一定的线圈彼此串联实现,线圈的半径,匝数等都经过精密计算产生均匀磁场。以上特性能很好的满足各种病人的治疗及动物实验的需求,经过试运行能很好的协作运行,达到预期效果。

2 系统软件设计

本系统软件是一个具备实时控制、高频率电压波形输出、高速数据采集和显示、病人信息管理和报表打印于一体的管理系统。大部分功能是在研华提供的数据采集卡底层驱动下开发,因此能够很好的和现场设备进行实时通信。研华采集卡提供了多种编程方式:第一种是基于动态链接库文件ADSAPI32.DLL的编程;第二种是基于寄存器的编程;第三种是采用Active DAQ控件的方式。在编程语言方面也非常灵活,可采用多种设计语言如:C、C++、C#、VB等语言,并且为各种操作系统提供了相应的驱动程序。本软件系统在结合自身特色下,选择Windows XP操作系统,在Visual Basic 6.0平台下,采用基于动态链接库和基于Active DAQ控件两种方式结合的编程方式。其具体的软件结构如图2所示。

系统在结构上可分为病人信息管理、用户管理、设备操作、报表打印、系统帮助六部分。在功能上首先是经过身份验证后进入主界面,然后可以进行病人信息的添加、删除、修改、查询,波形参数的设置和输出,设备的远程控制,数据的采集和虚拟示波显示,病人记录报表的打印等操作。下面将就其中几个关键部分进行介绍。

2.1 病人信息管理模块

该部分主要是记录病人的基本信息和治疗参数,自动编号保存到后台数据库里,以方便医生根据病人的基本信息提出具体的治疗方案。后台数据库软件采用Microsoft Access 2003,数据组包括用户组和病人组,病人组主要有日期、姓名、门诊号、病情记录、频率、波形等数据项,采用ADO方式进行数据库操作。为了更好的管理和操作数据库,系统设计了可视化且易操作的修改和查询界面,方便医生查看就诊记录和病人信息,另在查询到相应的病人信息后,可以选择打印“就诊记录”、“治疗结果”报表,以方便病人就诊和医生查询时需要。此模块的设计流程如图3所示。

2.2 用户管理模块

为了设备及管理系统的安全,避免不相关人员误操作系统烧坏功率放大器等相关设备,设置了登录窗口和用户管理。系统为各种操作者设置了不同权限,分为超级管理员、设备管理员、医疗工作人员、普通用户。超级管理员权限最高,可以管理各级用户,使用系统全部功能,任何人都无法删除;设备管理员权限次之,管理次级用户,但无法删除全部数据库。医疗工作人员权限再次之,只能添加病人信息和相应的设备操作。普通用户只能查看病人的就诊记录和打印报表。用户管理界面还提供添加用户、删除用户、修改密码、设置权限等功能,不同用户使用相应的功能。

2.3 设备操作模块

(1) 输出参数设置界面

此部分实现的功能是通过数据采集卡的模拟量输出通道,输出电压幅值在-10～10 V、频率在0～1 000 Hz的正弦波、三角波、锯齿波、方波、脉冲波等,此信号经功率放大器放大一定比例使线圈产生一定强度的磁场。系统在开发方式上采用研华提供的设备底层驱动,使用相应的驱动函数和功能控件,结合VB常用的一些控件进行设计。在编写代码之前应先加载Adsapi32.lib库文件和Driver.h头文件,并添加相应的Active DAQ控件,此部分主要调用AdvAO模拟量输出控件,这些文件中声明了有关常量、变量、DLL函数及相应的结构,在设计中只需按要求使用即可而无需再次定义。其中关键过程函数“开始输出”按钮代码如下:

根据设备特性,在启动采集卡输出之前,必须先选择设备、打开设备,并初始化有关参数,需设置输出电压范围,电压的幅值,电压的频率等,以上程序都预先设置了相关值。为了更好的查看输出的波形,此部分同时还进行数据的采集并引用相应的控件进行虚拟示波显示,在回馈显示控件中可以验证输出电压的幅值大小和频率大小。此部分采用的是以下介绍的DMA数据采集方式,由采集卡一路模拟输入通道按一定的采样速率采集模拟输出通道的电压信号,以数组的形式保存到数组中,然后调用研华提供的AdvGraph显示控件,显示数组里面采集的数据,并且不断刷新显示。在功能上采用定时输出的方式,一旦到达定时时间,自动停止设备的输出和数据的采集显示。图4是实际输出时波形的回馈显示界面,输出波形的设置参数选择的是正弦波,电压幅值是5 V,频率是50 Hz,定时输出20分钟,从波形回馈显示部分可以看出正弦波的的幅值是5 V,一个周期的波形占用0.02 s,从而可知输出的电压波形和设置的波形一样,符合设计的要求。

(2) 设备远程控制界面

此部分主要是实现治疗仪环形治疗器的移动和床头的升降操作。环形治疗器和床头的移动是通过24 V直流电机驱动,在环形治疗器的轨道上装有三个行程开关,分别代表三个位置,它通过采集卡的数字量输入通道传递信号,一旦到达行程位置,界面就有对应的指示灯亮。由于采集卡的数字量输出是TTL电平信号,因此设计中用到了相应的转换电路使之变成了继电器输出信号。设备的具体的操作流程如5所示。

(3) 数据采集显示界面

此部分主要是通过PCI-1712模拟量输入通道采集来自功率放大器反馈的电流电压数据和来自线圈内磁场传感器的数据,并将采集的数据线性化后保存到文件,同时将数据转存到数组中用显示控件实时显示波形。这部分的功能特点就相当于设计一个虚拟的数字示波器。由于采集数据需要很高的速率,因此设计上采用了DMA方式进行数据地传输,采用DMA实现数据交换,很好地将数据传输和系统控制分开,提高了数据传输速率,降低了处理器负担,提高了系统运行效率。其具体的设计流程如图6所示。

3 结束语

本套设备由兰州军区总医院负责研发,现在全套系统已调试完成,进入反复的试验阶段,运行结果表明,整个系统运行良好,能很好的满足各类病人治疗和动物实验的需要。设备输出的电压信号稳定且精度很高,使得系统可以长时间工作在正常状态,另外系统的功能升级很方便,只需修改软件程序即可,为用户节省大量的资金。总而言之,整个系统操作简捷、方便、可靠、智能化,符合现今医疗设备的要求。该系统将深受广大医疗工作者的欢迎,也将显示强有力的竞争力,在同时也将会给很多骨质疏松病人提供康复机会。

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