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基于ADS1256的静态试验数据采集板卡开发_韩巍

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基于ADS8556的六通道高速数据采集系统设计_李晓菲

基于ADS8556的六通道高速数据采集系统设计_李晓菲

本设计将A D C的操作映射为D S P 中对地址空间的读操作。2812通过对 不同地址的读取来向E P M240T发送指 令，E P M240T通过片选端和地址线译 码来执行相应的功能。以下为主要的3 种指令的地址映射。 #d e f i n e A D_s t a r t
图4 2812与IS61LV25616接口连接电路
将2812的地址线X A0、X A1、 X A2和/X C S0分别连接至E P M240T 的I O口上。/X C S0对应的地址映射为 0x002000-0x003F F F，2812对这个区 域的地址进行访问时，相应片选端/ X C S0被置为低电平，地址线上出现 所要读取或者写入的地址。为了节省 映射空间，本文设计通过E P M240T对 /X C S0和X A1、X A2进行地址译码来 实现对A D S8556的控制。A D S8556的 片选信号/C S、复位信号/R S T分别 连接到E P M240T的I O口上，3通道组 的启动转换信号C O N V_X连接到一起 并和EPM240T的IO口连接，用来启动 6通道的同步转换。2812的外部中断 I N T1连接B U S Y信号，单次转换结束
图6 EPM240T内部模块 图5 2812软件流程图
>
S E C T I O N(A D_D A T A_C H2,".a d_ data_ch2") u n s i g n e d i n t A D_D A T A_ CH3[20000]; # p r a g m a
本文选择I S61L V25616作为数据 存储器，它是一个高速的S R A M，由 高性能C M O S技术制造而成，供电电 压为3.3V，其空间大小为256K×16。 I S61L V25616与2812的接口电路如图 4所示，/C E片选信号引脚接2812的/ X C S6片选信号，其映射地址空间范 围为0x100000!0x180000；/O E、/ WE为低电平有效，分别与DSP的读写 引脚相连接；地址线A[17:0]与2812地 址线X A[17:0]相连，16位数据总线与 D S P的X D[15:0]数据总线连接，完成

基于ADS1256的静态试验数据采集板卡开发

基于ADS1256的静态试验数据采集板卡开发

基于ADS1256的静态试验数据采集板卡开发韩巍;陈刚;王伟;郭家齐;宿建乐;卢宪雨【摘要】ADS1256是TI公司最新推出的微功耗、高精度、超低噪声的24位A/D转换器.本文主要介绍ADS1256在基于ISA总线的静态试验机数据采集卡中的典型应用,其主要内容包括A/D转换数据采集板卡的结构组成、采样数据的串并行转换、板卡的抗干扰措施.【期刊名称】《工程与试验》【年(卷),期】2010(050)002【总页数】3页(P56-58)【关键词】静态试验机;ADS1256;数据串并行转换【作者】韩巍;陈刚;王伟;郭家齐;宿建乐;卢宪雨【作者单位】长春机械科学研究院有限公司,吉林,长春,130012;东北师范大学人文学院,吉林,长春,130012;长春机械科学研究院有限公司,吉林,长春,130012;长春机械科学研究院有限公司,吉林,长春,130012;长春机械科学研究院有限公司,吉林,长春,130012;吉林省减灾中心,吉林,长春,130025【正文语种】中文【中图分类】TP274+.21 引言随着集成电路制造技术的不断进步,一些卓越的高性能、高品质的A/D器件出现,给试验机测量系统的升级、换代带来广阔的发展空间。

以静态试验为例,力值测量分辨率超过20万码,在以前不但对硬件设计要求极为苛刻,还要借助软件的复杂滤波才能达到。

现在,选用新型、超低噪声的24位A/D芯片,只要硬件设计考虑好噪声抑制问题,对软件滤波的要求非常低,并可大幅度提高静态测量系统的性价比(力值测量分辨率超过30万码,芯片价格仅为过去逐次比较式16位A/D的三分之一)。

下面介绍的是基于ADS1256为核心芯片的一款静态试验数据采集卡。

2 ADS1256概述ADS1256是德州仪器(TI)Burr-Brown产品线推出的针对工业应用、具有业界最高性能的模数转换器(ADC),由模拟多路开关(MUX)、输入缓冲器(BUF)、可编程增益放大器(PGA)、四阶Δ-∑调制器再加一个可编程数字滤波器、串行外部接口SPI等部分组成。

ADS1256在高精度数据采集系统的应用

ADS1256在高精度数据采集系统的应用

ADS1256在高精度数据采集系统的应用ADS1256在高精度数据采集系统的应用地质探测系统采用32位浮点TMS320C6713做控制器，利用其高度优化的处理器结构和独特的指令系统，对ADS1256采集到的数据进行高效实时的控制、分析与处理。

芯片介绍ADS1256的内部结构如下图所示，该器件主要由模拟多路开关（MUX）、输入缓冲器（BUF）、可编程增益放大器（PGA）、四阶△一￡调制器、可编程数字滤波器、时钟发生器、控制器和串行SPI接口等组成。

可适合于采集最高频率只有几千赫兹的地质探测系统中，数据输出速率最高可为30K采样点／秒（SPS），有完善的自校正和系统校正系统。

2400MIPS/1800MFLOPS的定点和浮点运算，片内集成两个乘法器，运算能力达到600MMACS，在本系统中采用了多路AD采集，因而TMS320C6713可极大地满足系统对信号处理实时性的要求。

并且TMS320C6713有两个互相独立的MCBSPS口，可以配置为SPI口与ADS1256进行读写和控制。

我们在系统中采用多个ADS1256并行工作，每个ADC共享系统时钟，保证了每个ADC 对输入进行同步采样。

为了筒化硬件接口，系统中只有到一个中断引脚。

在这里只给出DSP和其中一个ADC的原理图。

ADS1256通过SPI串行数字接口和DSP的多通道缓冲串口（MCBSP）进行通信。

1．ADS1256设计要点ADS1256的设计要点主要包括内部参数设置和串口的配置。

ADS1256工作过程的建立主要通过对11个独立寄存器的设置来完成，这些寄存器包括了所有需要设置的信息，如采样速度、模拟多路开关、PGA设置、I／ｏ选择、自校准等。

表1给出了ADS1256的主要寄存器状态，其中包括：状态寄存器ｓ，rAll7S、模拟多路开关寄存器MUX，ADTMS320C6713在300MHz的时钟频率下实现控制寄存器ADCON和数据速度寄存器DRATE。

ADS1256中文资料24位AD模块高精度ADC采集卡说明书

ADS1256中文资料24位AD模块高精度ADC采集卡说明书

ADS1256中文资料24位AD模块高精度ADC采集卡说明书深圳轩微电子科技有限公司AD 采集卡网址：/ADS1256 24位ADC AD 模块高精度ADC 采集卡说明书目录：1、ADS1256高精度ADC 采集卡功能介绍2、ADS1256高精度ADC 采集卡原理图解析3、ADS 1256高精度ADC 采集卡程序设计源代码4、总结 5、公司信息深圳轩微电子科技有限公司AD采集卡网址：/一、 ADS1256模块介绍：为了方便广大工程师与学生在调试产品、新产品开发，样机测试，参加大赛、毕业设计中节省时间，深圳轩微电子科技有限公司自主开发设计和生产ADS1256 24位ADC采集卡，此卡采用TI公司ADS1256采集芯片，主要特点有1、8通道输入：可同时采集8路信号输入。

2、测量范围广：基本范围为0-5V输入电压，可在输入端可焊接分压电阻，将电压调整至0-5V内，所以此采集卡可采集市面上大部分标准电压，3、采集频率高，精度高：采集卡的采集速率为30K/s，精度可达到0.00001。

4、工业应用级布线，模地，数字地完全隔离，抗干扰能力强。

5、体积小，方便安装应用6、跳帽设计，方便多重状态组合/item.htm?spm=a1z10.1.w4004-490 6705427.4.uafWDX&id=35710187717以下为采集卡详细介绍深圳轩微电子科技有限公司AD采集卡网址：/图一：功能原理图1-电源输入端子，上端为地线，下端为+5V。

这里请用较为纯净的5V电源；2-AMS1117-3.3V稳压芯片，产生3.3V电压；3-VDD供电电压选择，可选择3.3V及1.8V作为ADS1256的数字电压VDD，拨码开关拨到左边，1.8V电源接通，拨码开关拨到右边，3.3V电源接通。

及大的方便了如FPGA 需1.8V测试的客户；4-AMS1117-1.8V稳压芯片，产生1.8V电压；5-主控芯片ADS1256，30KSPS速率，8通道采集输入；6-ACOM信号选择配置，接上跳帽，ACOM接地；跳帽断开，ACOM悬空。

基于ADS8365的多路数据采集存储系统设计

基于ADS8365的多路数据采集存储系统设计
Ｅ Ｃ的输 出将 保持半 个 时钟 周 期 的低 电平 ， Ｐ Ａ Ｏ ＦＧ
等待 Ｅ Ｃ 号 有 效 后 ， 过 设 置 Ｒ Ｏ 信 通 Ｄ和 ｃ 为 低 电 ｓ
平， 将数 据从 并行 接 口中 以直 接地址 模式 、 环模 循
式或 ＦＦ ＩＯ模 式读 回。Ａ Ｓ ３ ５的 时 序如 图 ２所 Ｄ ８６
收 稿 日期 ：０ １０ －４ ２ １ －９ ０
基金项 目： 国家 自然 科 学 基 金 （ ０ ７０ １ ６ ８ １４ ）
８ ２
化
工
自 动
化
及 仪
５
表
第３ ９卷
２ ０ Ｈ 。Ａ Ｓ ３ ５的 ６个 模 拟 输 入 通 道 可 分 为 ５ｋ ｚ Ｄ ８６
块有 ６ ４页 （ ａｅ ， 页 内有 ４ Ｐｇ） 每 Ｋ＋１ ８个 字 节 ， ２ 其
到 Ａ Ｄ转 换 器 ， 样 不 仅 可 以 提 高 输 入 阻抗 ， ／ 这 而 且 可 以使采 集 信 号完 全 进 入 采样 电路 ， 免 对 信 避 号 进行 处理 时 ， 由于输 入 信 号 的输 出 阻抗 过 高 而
导 致损耗 。 。 １ ２ Ａ Ｄ转换 模 块 ． ／
存储 ， 可在 存 储 系 统 回收后 完 成 数 据 的 回读 和 并
析 和处理 。
式， 电路 设 计 如 图 ３所 示 。此 时 ， Ｎ端 输 入 为 一Ｉ 共 模 电压 Ｃ ２ ５ ， ＋Ｉ Ｖ（ ． Ｖ） 而 Ｎ端 输 入 则 围绕 共 模
电压摆 动 ， 一峰 值 分 别 为 Ｃ ＋ 峰 Ｖ
，
和 Ｃ — Ｖ
的大 小决 定 了共 模 电压 的变化 。另 外 ，
处理 。
１ 系统 组 成及 各模 块设 计

基于ADS仿真的高频电路实验教学研究

基于ADS仿真的高频电路实验教学研究
当VDS=28V，VGS=2.8V时，晶体管的漏源电流 为0.049A，完全满足放大器的直流
V_DC SRC1 Vdc=VDS
I_Probe IDS
Gate
Drain
0.04 漏
源 电 0.03
流 IDS (A) 0.02
V_DC SRC2 Vdc=VGS
【关键词】高频功率放大器；仿真实验；ADS 【中图分类号】G642 【文献标识码】A 【文章编号】2095-5065（2019）10-0069-05
0 引言
“高频电子技术”课程是一门电子信息和通 信工程专业必修的专业基础课，既是电子信息工 程学科的基础，又是学科创新和发展的延续。课 程内容强调功能模块化，每一部分内容都将理论 论证与工程应用结合在一起。目前高校高频课程 实验内容普遍陈旧，实验学时少，对学生的系统 工程观念培养不足；实验内容创新性差，对学生 的创新思维和动手能力培养不足。
2019年10月刊
技术参数包括稳定性、功率增益、1dB功率压缩 点、谐波失真、互调失真等。
（1）稳定性：放大器抑制环境的变化（如信 号频率、稳定、源和负载等），维持正常工作特 性的能力。
K = 1− S11 2 − S22 2 + D 2 2 S11S22
选定晶体管后，当K>1时，放大器处在绝对 稳定状态；若不满足此条件，则需进行稳定性匹 配电路设计。
2019年10月刊
实训与实践探索
Practical Training & Practical Exploration
基于ADS仿真的高频电路实验教学研究
宋 智，盛 虎
（大连交通大学电气信息工程学院，辽宁 大连 116028）
【摘要】 通过分析高频电子技术课程的特点，将ADS仿真软件引入高频电路实验中，选取晶体管MW6S004NT设计一 个915MHz的高频功率放大器，利用史密斯圆图进行输入输出电路的匹配，并对放大器的各项参数进行仿真优 化。实践表明，将ADS仿真引入高频电路实验教学中，可培养学生的综合实践能力和创新能力，显著提高了 教学效果，激发了学生对高频课程的学习兴趣。

基于FPGA的惯性数据采集与存储系统设计

基于FPGA的惯性数据采集与存储系统设计王楠;韩焱;王鉴;李凯【摘要】After the comparison of the characteristics of MCU., DSP and FPGA, a hardware platform is built with FPGA as the core controller. It used NAND FLASH as a storage medium and ADIS16355 as vehicle' s stance information acquisition. Finally real-time inertial data acquisition and storage is realized. The module of USB realizes the data communication between the acquisition and storage system and the computer. Firstly, the paper introduced the design of the system. Then it discussed the design method of timing logic of control and the read-write of data. The system has high stability. If put it into a camera, it can avoid the image motion because of the camera attitude and assure the steady precision of the platform.%在比较了MCU、DSP和FPGA的特性后,搭建了一个以FPGA为核心控制器的硬件平台；它采用NAND Flash作为存储介质,利用ADIS16355获取载体姿态信息,最终实现惯性数据的实时采集与存储,并通过USB模块完成与上位机的通讯;在简要介绍系统总体设计的基础上,重点讨论了系统的时序控制和数据的读写方法；该系统具有较高的角稳定度(陀螺漂移率小于0.015°/s),将其置于相机内,可较好地消除由于相机姿态变化产生的像移,保证了成像系统的稳定精度.【期刊名称】《计算机测量与控制》【年(卷),期】2011(019)011【总页数】3页(P2871-2873)【关键词】FPGA;ADIS16355;数据采集;数据存储;稳像【作者】王楠;韩焱;王鉴;李凯【作者单位】中北大学电子测试技术国家重点实验室,山西太原030051;中北大学电子测试技术国家重点实验室,山西太原030051;中北大学电子测试技术国家重点实验室,山西太原030051;中北大学电子测试技术国家重点实验室,山西太原030051【正文语种】中文【中图分类】TP274.20 引言在进行目标跟踪、目标侦察的过程中，摄像系统常被安装于车辆、舰船和飞机等载体上，摄像平台的不稳定会导致获得的图像信息模糊，这极大地限制了图像信息的有效利用［1］。

ads1256使用心得及其驱动编写

ads1256使用心得及其驱动编写以ads1256使用心得及其驱动编写为标题随着科技的不断发展，人们对数据采集和处理的需求也越来越高。

而ADS1256是一款高精度、低噪声的24位模数转换器芯片，广泛应用于工业自动化、仪器仪表、医疗设备等领域。

在使用ADS1256的过程中，我深刻体会到了它的优点和编写驱动的重要性。

我要说一下ADS1256的使用心得。

ADS1256具有高精度、低噪声和高抗干扰能力的特点，能够准确地采集和转换模拟信号。

我在实际应用中发现，ADS1256的采样精度非常高，可以满足各种精密测量的需求。

此外，ADS1256的低噪声设计使得它能够准确地采集微弱的信号，避免了信号干扰对测量结果的影响。

同时，ADS1256还具有较好的抗干扰能力，能够在复杂的电磁环境中稳定工作。

总的来说，ADS1256的性能非常优秀，可以满足各种高精度数据采集的需求。

除了ADS1256本身的优点，编写驱动也是非常重要的。

驱动程序是连接硬件和软件的桥梁，对于数据的采集和处理起着至关重要的作用。

在编写ADS1256的驱动程序时，我采用了C语言进行编写。

我需要了解ADS1256的寄存器和通信协议。

ADS1256的寄存器包括控制寄存器、数据寄存器和状态寄存器等。

通过控制寄存器，可以设置采样速率、增益和输入通道等参数。

而数据寄存器用于存储转换后的模拟信号数据。

在通信协议方面，ADS1256采用SPI接口进行数据传输。

在编写驱动程序时，我首先需要初始化ADS1256的相关参数。

这包括设置采样速率、增益和输入通道等。

然后，我通过SPI接口与ADS1256进行通信，发送命令和接收数据。

在数据采集过程中，我需要定时触发ADS1256进行转换，并读取转换后的数据。

最后，我将读取到的数据进行处理和存储，以满足后续数据分析和应用的需求。

在编写驱动程序的过程中，我遇到了一些问题。

比如，ADS1256的通信协议是SPI接口，需要了解SPI的工作原理和相关参数设置。

基于ADS1256的地震数据采集电路设计

基于ADS1256的地震数据采集电路设计
 本文为大家介绍以ARM内核S3C2440为处理器，24位自带模拟开关的ADS1256芯片为A/D转换和信号输入通道选择，利用其特性、工作原理来设计具有高精度、多通道、实时操作性强的地震数据采集系统电路。

数据通过桥式低通滤波输入，有效地抑制了长导线共模信号，并且大大提高了整个电路抗电磁干扰能力，从而可以实现地震数据采集系统的高精度、高质量、低功耗和便携式等特点。

 系统总体结构框图
 电路总体结构如图1所示，采用三星公司生产的ARM9系列S2C2440微处理器作为核心控制芯片，由地震检波器输出微弱、复杂的地震信号首先经模拟信号调理电路的放大、跟随以及滤波等处理后，再通过控制模拟开关进行选择通道，然后再应用ADS1256进行模/数转换，采集到的数据是通过SPI 总线的方式送入海量存储器中，以便以后查阅和分析。

 模拟信号调理电路
 模拟信号调理电路主要包括地震微弱信号的滤波、放大等。

地震信号首先通过桥式低通滤波构成的输入电路，然后再通过前置放大电路。

基于FPGA的ADS1256芯片控制器设计

Ｓ ａｔｎ Ｅ 的 Ｆ ＧＡ 通 过 对 ＴＩ的 Ａ １ ５ ｐ ｒａ ３ Ｐ ＤＳ ２ ６芯 片 控 制并完 成模 数转 换 功能 。 １芯 片分 析
１ １ＡＤＳ ２ ６ 片 特 性 ． １５ 芯
模 拟信 号输入 接 口， 可以 自由组合 成对最 多 ８ 单极 路 信 号或 ４组 差分 信号 的测量 ， 时支持在 多个通 道 之 同
ＡＤＳ ２ ６芯 片是 一 种 高速 低 噪 声 的 ２ １５ ４位 模 拟
一
数字 （ ／Ｄ） Ａ 转换 器 ， 够提 供 完整 的高 分辨 率模 能
拟 信 号 测 量 解 决 方 案 。３ －ＡＤＳ ２ ６内部 具 有 利 用 滤 ］ １５
波器 稳 定 的缓 冲 区和可编程的增益 放大器进一步 降低
第 ２ 卷第 ３ ９ 期
Ｖ ｏＩ ２９ Ｎ０ ．３ ＿
萍乡 高等专 科学 校学 报
Ｊ ｕ ｎ ｌｏ ｎ ｘ ａ ｇ Ｃｏｌｇ ｏ ｒ ａ ｆＰｉｇ ｉｎ ｌ ｅ ｅ
２１ ０ ２年 ６ 月
Ｊｎ ０２ ｕ ｅ２ １
基 于 ＦＰＧＡ 的 Ａ Ｄ Ｓ１ ６芯 片 控 制 器 设 计 ５ ２
ＡＤＳ ２ ６芯 片上 的寄 存 器 ， 通 过 Ｓ Ｉ 写 这 些 寄 １５ 并 Ｐ 读
存 器 。在进 行 Ｓ Ｉ 信 时 ， Ｐ通 片选 信号／ ｓ为低有 效 ， ｃ ／ Ｄ Ｙ 引 脚 输 出低 电平 表 明 转 换 是 否 己 经 完 成 ， ＲＤ
Ｄ ＤＹ 为 高 电平 表 明本 次模 数 转 换 已经 完 成 ， 时 Ｒ 此 可 以根据 芯 片手册指 导 利用 Ｓ Ｉ 口配 置 Ｒ Ｐ接 ＤＡＤＡ。
Hale Waihona Puke １ ３Ａ １ ５ 使 用 逻辑分 析 ． Ｄｓ ２ ６ ＡＤ １ ５ Ｓ ２ ６芯 片 只 能 工 作 在 Ｓ Ｉ 信 的从 模 式 Ｐ 通
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图3 基于 A DS 1256 静态试验数据采集卡力标定曲线图
参考文献
[ 1] [ 2] 骆涵秀 . 试验机的电液控制系统 [ M ] . 北京 : 机械工 业 出版社 , 1991: 2- 31. 何建 , 胡众 , 周超 . 24 位 A / D 转 换器 ADS1255 及其 应 用[ J] . 西南民族大学学报 , 2006, ( 05) : 1036- 1040.
2010- 04- 09 韩巍 ( 1962- ) , 男 , 吉林长春人 , 高级工程师 , 主要研究方向 : 仪表与测量。
56
No . 2 2010
韩巍 , 等 : 基于 A DS1256 的静态试验数据采集板卡开发
( AIN N ) 。作单极测量时, 例如 AIN 0、 AIN1 一般用 作为单极输入端 , A INCOM 作为公共输入端 , 但是
工程与试验
June 2010
ISA 总线数 据交互问题。板卡设计引 入先进先 出 FIFO 数据存储器 IDT 7201, 该芯片是一个双 端口 存储缓冲芯片, 具有输入端口、 输出端口、 控制端口、 状态端口。恰好充当 P89C51RB 与 ISA 总线 相接 的纽带和桥梁。P 89C51RB 将暂存 RAM 中的一组 采样数据放入 F IF O 后, 通过状态位通知计算机数 据有效, 计 算机通过 CP LD EPM 7178 中的译码 逻 辑控制电路从 ISA 总线读取有效数据。 这种 解 决 方 案 的 特 点 是 : 一 方 面 充 分 发 挥 P89C51RB 的位操作优势, 将 A/ D 转换结果变为并 行数据 , 再利用 F IF O 操作的 简洁性, 占有最少 的 I/ O地址, 以最少的 I/ O 读写次数, 集中获取多路采 样数据, 这样做甚至比计算机直接操作并行 A/ D 转 换器采集多路数据, 还要节省 I/ O 操作时间, 这是 因为计算机每控制切换一次采样通道都需要延时等 待一段时间, 方能采集到稳定的数据; 另一方面则充 分发挥 ADS1256 的特点 , 采集数据的高分辨率、 高 精度和设置的灵活性。在需要分辨率、 精度为主的 场合 , 通过增强内部数字滤波强度 , 用降低转换速率 来实现。在需要高速采集的场合 , 以牺牲一定程度 的稳定性和精度来换取。总之 , 利用 ADS1256 的这 种折中机制, 最大限度满足实际应用要求。
为验证所设计的基于 ADS1256 的数据采集板
卡性能 , 将力传感器、 前置放大器与本卡构成一试验 机静态力测量系统。通过加入标准砝码和本卡测取 的力值 , 绘制 曲线 如图 3 所 示。本文 介绍的 基于 ADS1256 静态试验数据采集卡的试验力测量系统 误差率小于 0 15% , 能够有效满足各种材料性能试 验要求。该静态试验数据采集板卡, 可用于负荷、 位 移、 变形等多通道的物理量测量 , 其最大特点是, 可 根据实际应用场合的需要, 在分辨率、 精度与速度之 间 , 做出折中选择 , 为 A/ D 数据采集模数转换板卡, 提供一个新的硬件设计解决方案。
摘 要 : A DS1256 是 T I 公司最新推出的微功耗、 高精度、 超 低噪声的 24 位 A/ D 转 换器。本文 主要介 绍 A DS1256
在基于 ISA 总线的静态试验机数据采集卡中的典型应用 , 其主要内容包括 A / D 转换数据采集 板卡的结 构组成、 采 样数据的串并行转换、 板卡的抗干扰措施。 关键词 : 静态试验机 ; AD S1256; 数据串并行转换 中图分类号 : T P274+ 2 文献标识码 : B doi: 10 3969/ j. issn. 1674 - 3407. 2010. 02. 019
不把 AINCOM 接地, 其内部结构图如图 1 所示。
图1
A DS 1256 内部结构框图
3
数据采集卡原理分析
对于静态试验的数据采集板卡, 除采用高性能
的 A/ D 转换器之外 , 还要解决板卡寻址、 总线逻辑 控制、 数据缓存等问题。以 CP LD 作为 ISA 总线的 采集板卡的总线接口可提高板卡的灵活性、 适应性 和集成度 , 以 F IF O 作为微控器和 ISA 总线的数据 接口可简化读写操作所需的硬件电路, 以微控器作 为串并行转换前的控制中枢可发挥微控器位操作的 特点, 起到与计算机取长补短的效果。对微控器的 隔离措施保证了微控器运行的稳定性、 可靠性。用 以下框图直观表示为: 组织层选用可编程逻辑控制 芯片 EPM 7128, 完成 ISA 总线的逻辑译码工作 ; 协 调层由单片机 P89C51RB 和存储器 F IFO 组成 , 完 成采集数据的串并行 转换; 执行层选用 24 位 A/ D 转换芯片 ADS1256, 完成数据的采集和模数转换功 能。
图2 静态试验数据采集板卡原理图
4
采样数据串并行转换问题
尽管 ADS1256 是一款性 能优越、 使 用灵活 的
资源。例如仅读取一路 24 位 A/ D 转换值, 就至少 需要 24 次 I/ O 操作, 才能从 SP I 接口中提取一次采 样数据。 为解决上述问题 , 板卡设计采取了如图 2 所示 的协调层数据串并转换策略。第一阶段以飞利浦微 控制器 P89C51RB 对 ADS1256 进行 SPI 接口控制, 包括发命令、 读状态、 取数据等操作, 并将每一路数 据以并行格式存贮于片内 RAM 中 , 以便充分发挥 P 89C51RB 具有的位操作的功能, 完成 A/ D 输出的 串、 并格式装换。第二阶段就是 P89C51RB 如何与 57 A/ D 转换芯片, 但 20 位以上的 A/ D 转换器所具有 的 SPI 接口, 使其在 ISA 总线数据采集卡的使用要 比普通并行接口 16 位 A/ D 芯片复杂得多。计算机 ISA 总线的 I/ O 读、 写是以字或字节为单位进行的 , 这就决定其不能像一般单片机、 微控制器那样直接 以位操作方式对单一口线进行控制。尽管也可通过 字节或字的与或操作完成单一口线的位操作, 但这 样将极大地增加程序的复杂性并占用较多的计算机
5
采集板卡的隔离措施Fra bibliotek为 适 应 恶 劣 的 工 作 环 境, 要 求 整 个 基 于 ADS1256 的数据采集卡具有较强的抗干扰性能, 为 此在板卡开发过程中采取如下措施 , 以提高板卡的 整体稳定性和可靠性。一方面微控制器采用飞利浦 公司的 P89C51RB 芯片, 因其不仅具有 6 个时钟周 期构成一个机器周期的高速运行机制, 同时内部看 门狗电路 , 可保证微控器程序意外飞走时被自动拉 回; 另一方面采用完善的隔离措施 , 使微控制器对外 绝缘电阻达 109 k , 使 微控制器像 P LC 中 的 CP U 一样 , 与外界彻底隔离, 封闭运行。 因微控制器 P89C51RB 无论是对 ADS1256 的 操作, 还是对 FIF O 的操作, 都是在几百纳秒至数微 秒之间, 因而所采用的必须是高速级别的隔离器件。
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Development of Static Test Data Acquisition Board based on ADS1256
H an Wei1 , Chen Gang 2 , Wang Wei1 , Guo Jiaqi1 , Su Jianle 1 , L u Xiany u3 ( 1. Chang chun Resear ch I nsti tute f or Mechanical Science Co., L td. Chang chun 130012, J il in, Chi na; 2. Col l ege of H umanit ies & S ci ences of N or t heast N or mal Univ er sity , Chang chun 130012, J il i n, Chi na; 3 . J il i n Pr ovince Di saster R educt ion Cent er , Changchun 130025 , J il i n, Chi na ) Abstract: ADS1256 is T I's lat est m icro - po wer, high accur acy, low noise 24 - bit A/ D convert er. T he applicat ion of ADS1256 in st at ic t est data acquisit ion boar d based on ISA bus is int roduced, w hich is include of t he st ruct ure of dat a acquisitio n board, t he serial and parallel dat a conver sion of t he sampling dat a, and t he anti interf er ence m easur es of t he dat a acquisition board. Keywords: stat ic testing machine; ADS1256; serial and parallel dat a conversion
Vo l. 50 No 2
工程与试验 EN GIN EERIN G & T EST
Jun. 2010
基于 ADS1256 的静态试验数据采集板卡开发
韩 巍 ,陈
1
刚 ,王
2
伟 , 郭家齐 , 宿建乐 , 卢宪雨
1
1
1
3
( 1. 长春机械科学研究院有限公司, 吉林 长春 130012; 2. 东北师范大学人文学院 , 吉林 长春 130012; 3. 吉林省减灾中心 , 吉林 长春 130025)
[ 收稿日期 ] [ 作者简介 ]
推出的针对工业应用、 具有业界最高性能的模数转 换器( ADC) , 由模拟多路开关 ( M UX) 、 输入缓冲器 ( BUF ) 、 可编程增益放大器 ( P GA ) 、 四阶 调制 器再加一个可编程数字滤波器、 串行外部接口 SPI 等部分组成。ADS1256 提供一流的无噪声精度、 数 据采集速率以及多种功能 , 为设计人员提供全套精 度测量解决方案。由于 ADS1256 提供 8 路模拟输 入端, 模拟多路开关寄存器的功能就是用来把其配 置为 4 路差动输 入或者 8 路单极输入。默认情况 下 , ADS1256 被配置为差动输入 , 例如通道 0 为正 差动 输 入通 道 ( A IN P ) , 通道 1 为负 差 动 输入 端