數據采集卡工作原理

應用時，數據(ju)采(cai)集系統置于被監控的(de)(de)設(she)備處，通過(guo)傳感(gan)器(qi)(qi)對設(she)備的(de)(de)電壓(ya)或者電流信號(hao)(hao)進行(xing)采(cai)樣、保持，并(bing)送(song)入A/D轉換器(qi)(qi)變(bian)成數字信號(hao)(hao)，然(ran)后(hou)(hou)將該信號(hao)(hao)送(song)到(dao)(dao)FIFO中。當FIFO中存(cun)放的(de)(de)數據(ju)到(dao)(dao)了一定(ding)數目時，由ARM7從(cong)FIFO中讀(du)出，然(ran)后(hou)(hou)通過(guo)ARM7的(de)(de)以(yi)太(tai)網(wang)接口或者RS232送(song)給(gei)上位機。考(kao)慮到(dao)(dao)要監控的(de)(de)設(she)備可能會很多(duo)，所以(yi)設(she)計了多(duo)路采(cai)集通道，他們經(jing)過(guo)模擬開關(guan)后(hou)(hou)再(zai)進入A/D轉換器(qi)(qi)。CPLD是整個系統的(de)(de)控制(zhi)核心，他控制(zhi)采(cai)集通道的(de)(de)切換、A/D轉換器(qi)(qi)的(de)(de)啟/停、轉換后(hou)(hou)的(de)(de)數據(ju)在(zai)FIFO中的(de)(de)存(cun)放地址(zhi)發生器(qi)(qi)、產生中斷(duan)請求以(yi)通知(zhi)ARM7讀(du)取(qu)存(cun)放在(zai)FIFO中的(de)(de)數據(ju)等。

運(yun)(yun)行(xing)時的(de)數(shu)(shu)據(ju)并(bing)送給PC機(ji)(ji)，通過(guo)運(yun)(yun)行(xing)在(zai)PC機(ji)(ji)上的(de)特定(ding)軟(ruan)件對這(zhe)些數(shu)(shu)據(ju)進(jin)行(xing)分析，以此判斷當前運(yun)(yun)行(xing)設備(bei)的(de)狀況，進(jin)而(er)采(cai)(cai)取(qu)相應措施。當前常(chang)用的(de)數(shu)(shu)據(ju)采(cai)(cai)集(ji)裝(zhuang)置，在(zai)其系(xi)統軟(ruan)件設計中，多采(cai)(cai)用單(dan)任務順序機(ji)(ji)制。這(zhe)樣就存在(zai)系(xi)統安全(quan)性差的(de)問(wen)題。這(zhe)對于穩定(ding)性、實時性要(yao)求很高的(de)數(shu)(shu)據(ju)采(cai)(cai)集(ji)裝(zhuang)置來說是不允許的(de)，因此有(you)必(bi)要(yao)引入嵌(qian)入式操(cao)(cao)作(zuo)系(xi)統。下面以μC/OSII為操(cao)(cao)作(zuo)系(xi)統平(ping)臺，基(ji)于ARM7系(xi)列處理器，對一種高性能的(de)數(shu)(shu)據(ju)采(cai)(cai)集(ji)系(xi)統開(kai)發進(jin)行(xing)探(tan)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(zai)工業(ye)現(xian)場，我們(men)會(hui)安(an)裝很多的(de)(de)(de)各種(zhong)(zhong)類(lei)型的(de)(de)(de)傳感(gan)(gan)器(qi)，如壓力(li)的(de)(de)(de)、溫度(du)的(de)(de)(de)、流量的(de)(de)(de)、聲音的(de)(de)(de)、電參(can)數的(de)(de)(de)等(deng)等(deng)，受(shou)現(xian)場環(huan)(huan)境的(de)(de)(de)限制傳感(gan)(gan)器(qi)信(xin)號(hao)如壓力(li)傳感(gan)(gan)器(qi)輸出的(de)(de)(de)電壓或(huo)者電流信(xin)號(hao)不能遠傳或(huo)者因為傳感(gan)(gan)器(qi)太多布線復(fu)雜，我們(men)就會(hui)選用分布式或(huo)者遠程的(de)(de)(de)采集卡(ka)(ka)（模塊）在(zai)現(xian)場把信(xin)號(hao)較高精度(du)地轉換成(cheng)數字(zi)量，然(ran)后通過各種(zhong)(zhong)遠傳通信(xin)技術(shu)（如485、232、以(yi)太網(wang)、各種(zhong)(zhong)無線網(wang)絡）把數據傳到(dao)計算機或(huo)者其他控制器(qi)中進行處理(li)。這種(zhong)(zhong)也算作數據采集卡(ka)(ka)的(de)(de)(de)一種(zhong)(zhong)，只是它對環(huan)(huan)境的(de)(de)(de)適應能力(li)更強(qiang)，可以(yi)應對各種(zhong)(zhong)惡劣(lie)的(de)(de)(de)工業(ye)環(huan)(huan)境。

如果是在比較好的(de)現場或者實驗室，如學校的(de)實驗室，就可以使用USB/PCI這種(zhong)采(cai)集(ji)(ji)卡(ka)。和(he)(he)常見的(de)內(nei)置采(cai)集(ji)(ji)卡(ka)不同，外置數據采(cai)集(ji)(ji)卡(ka)一(yi)般(ban)采(cai)用USB接(jie)口和(he)(he)1394接(jie)口，因(yin)此(ci)，外置數據采(cai)集(ji)(ji)卡(ka)主要指USB采(cai)集(ji)(ji)卡(ka)和(he)(he)1394采(cai)集(ji)(ji)卡(ka)。

數(shu)據采(cai)(cai)集(ji)(ji)卡，絕大多數(shu)集(ji)(ji)中在采(cai)(cai)集(ji)(ji)模(mo)擬量(liang)、數(shu)字量(liang)、熱電(dian)(dian)阻(zu)、熱電(dian)(dian)偶，其中熱電(dian)(dian)阻(zu)可(ke)以(yi)認為是(shi)非電(dian)(dian)量(liang)（其實本質上還是(shi)要(yao)用(yong)電(dian)(dian)流驅動來采(cai)(cai)集(ji)(ji)）其中模(mo)擬量(liang)采(cai)(cai)集(ji)(ji)卡和數(shu)字量(liang)采(cai)(cai)集(ji)(ji)卡用(yong)得是(shi)最廣泛的。

市場(chang)上(shang)新出(chu)一種(zhong)二合一采集卡(ka)(ka)。二合一，指的(de)是數(shu)字模(mo)擬采集卡(ka)(ka)，AV+DV采集卡(ka)(ka)，數(shu)字、模(mo)擬二合一，數(shu)字輸(shu)入輸(shu)出(chu)，模(mo)擬接口(kou)輸(shu)入(DV/AV/S-video)。

最后雖然說(shuo)是采集卡，但實(shi)際應用中經(jing)常需要它輸出(chu)控(kong)(kong)制信號(hao)。采集卡廣(guang)泛應用于(yu)安防監(jian)控(kong)(kong)、教育課件錄(lu)(lu)制、大屏拼接、多(duo)媒體(ti)錄(lu)(lu)播(bo)錄(lu)(lu)像(xiang)(xiang)、會(hui)議錄(lu)(lu)制、虛擬演(yan)播(bo)室、虛擬現實(shi)、安檢X光機(ji)(ji)、雷達(da)圖像(xiang)(xiang)信號(hao)、VDR紀(ji)錄(lu)(lu)儀、醫療X光機(ji)(ji)、CT機(ji)(ji)、胃腸(chang)機(ji)(ji)、陰道鏡(jing)、工業(ye)檢測、智能交通(tong)、醫學(xue)影像(xiang)(xiang)、工業(ye)監(jian)控(kong)(kong)、儀器儀表、機(ji)(ji)器視覺等領(ling)域。