基于PCI总线的多通道多频率实时数据采集系统

到无 限长 的连续 数据 。 由于本 系统要 求连续 地显 示信 号波 形 ， 种模 式就 不 能 满足 需要 ． 这 采用 双缓 冲模 式 则 很好 地 解决 了这个 问题 。 双缓 冲模 式下 ， 采集 数据 用 环状 缓 冲区 ， 据写 到 缓冲 区结 尾处 就 回到开 始部 数 分继续 写 ， 冲掉 旧 的数 据 。 在逻辑 上 ， 这块缓 冲区被分 成 相 等长 度的两段 。其工 作过程 如 图 ２所 示 。
示
图 １ 直 流 电 机 数 据 采 集 系统 结 构 圈
２ 多通道 多频 率实时数 据 采集 系统的 软件 设计 ２１双缓 冲技 术 ．
一
般 的单 缓 冲模 式 一次 只 能采 集 一定 长 度 的 连
续数 据 到计 算 机缓 冲区里 ， 种模 式易 于 实现 ， 时 这 同
还能 发挥 采集设 备 的速 度 。但 它 的缺点是 ， 能 采集 不
摘
要
在 数 据 采 集 中 ， 时 需 要 利 用 不 同采 样 频 率 采 集 多 十通 道 的 信 号 、 时显 示 波彤 、 存 采 样 数 据 以 供 分 析 。本 文介 有 实 保 绍的 系统 ， 用 美 国 国 家仪 器岱 司 的 Ｐ Ｉ 线 Ｅ 系列数 据 采 集 卡 ． Ｖ 利 用 ＮＩＤ Ｑ． 功 实现 了多 通 道 多频 率 采 Ｃ总 在 Ｃ５０上 —Ａ 成 数 据 采 集、 波形 实 时显 示 的 功 能 ， 于 工业 电谩 备 的 在 线 监 剥 ， 障 分析 具有 重 大意 义 。 系统 通 用 一 、 全 可 靠 ． 经 对 故 谊 睦强 安 已
数 据采 集设 备首先 将 数据写 入前 半个缓 冲区 （ 图
在 采 集信 号时 ， 了与 现场 控 制系统 和强 电系 统 为
２ａ）当开 始写 后半 个缓 冲区 时 ， ＩＤ Ｑ 就 可 以将 （）， Ｎ－ Ａ
前 半 个 缓 冲区数 据拷 贝到 传输 缓 冲 区 中 （ ２ｂ ） 图 （）， 在 这里 可 以进行 存储 或其 它处理 工作 。 当设 备写 完后 半 缓 冲区 ， 回到前 半 缓 冲 区将 旧的数 据覆 盖 ， 时 又 这
Ａ ａａ ｃ ｉｉ ｎ ｓ ｓｅ ． ｉｈ ａ ｓ ｍ ｐｅ ｔ ｅ ａ ａｏ ｉ ａｌ ｆ －ｃ ｗｉ ｆ ｒｎ ｓ ｍｐｌ ｇ ｆ ｑｕ ｎ ｙ ｄ ｔ ａ ｑｕｓｔ ｙ ｔｍ ｗｈｃ ｃ ｎ ａ ｉ ｏ ｌ ｈ ｎ ｌｇ ｓｇｎ ｉ ｔ ｄｉｅｅ ｔ ａ ｏ ｈ ｉ ｒ ｅ ｃ ｎ ｅ ｉ ｄ ｃｉ ｅ Ｉ ａｓ ｕｆ ｌ ｒａｌ ｉ ｉｐａ ｉｇ ｏ ｖ ｓ ｅｓ ｒ ｄ ｔ ｌｏ ｆｌｌ ｅ ｍｅ ｄｓ ｌｙｎ ｆｗａ ｅ ｂ ｉ ｓ ｔ Ｋ ｙ ｒ ｓｄ ｔ ｃ ｕｓｔ ｎ ｅ ｗｏ ｄ ：ａａ ａ ｑ ｉｉｏ ．ｄｉｅ ｅ ｔ ａ ｉ ｆ ｒ ｎ ｓ ｍｐｌ ｇ ｆｅ ｅ ｃ ，ｏ —ｌ ｅ ｍｏ ｉ ｒ ｇ ｉ ｒ ｑｕ ｎ ｙ ｎ ｉ ｎｔ ｉ ｎ ｎ ｏ ｎ
在 赛践 中加 以采 用
关键词 ： 据采集 ， 数 多额 率 ． 线 监 剥 在
实践 中经 常需要 对多 路 瞬态模拟 信号 进行 检测 ， 由 于这类 信号持 续时 间短 ，要 对其进 行分 析处 理 ． 就 必 须用很 高 的采 样频率 进 行采集 并存 储 。 常 的高速 通 采集 板每个 通道 的采样 频 率必 须设置 相 同 ， 无法 实现 各个通 道 的不 同频率 采集 ； 另外 ， 高速 采集 时 ， 常难 通 以 实现实 时显示 波形 ， 时保存 采样 数据 。本 系统采 实
可 以传 后半 缓 冲区数据 （ ２ｃ ）这个 过程 可 以无 限 图 （）。
地 重 复下 去 ，这 样就 可 以采 集 到无 限长 度 的连续 数
用 Ｎ ｔ ｎ ｌ 『ｓｒｍｅ ｆ ａｉ ａ ｏ ｎｔ ｕ ｎｓ公 司 生 产 的 Ｐ 一 ０ １ Ｃ『 ６ ７ Ｅ
匹
卜巨
高速 采集卡 ，实 现 了不 同采 样频 率采集 多通 道信 号 ；
并 利用 双缓 冲技术 实现 了连续 采 集 以及 在 高速 采 集 的 同时 ， 时显示 采 样 数据 的连 续 渡 形 ； 实 利用 多 线 程 技 术 实现 了实时保 存近期 一 定 时间 内的采 样 数据 。 １ 多通道 多频 率实 时数 据采 集系统 的硬 件设计 实际 应用 中 ，我 们需 要 对 ８台直 流 电机 的工 作 电流 、 实际转 速 、 电枢前温 度 、 电枢 后温度 等参 数进 行 实时采 集 与处 理 ， 要 采集 的数据 量 大 ， 需 以往 的 Ａ Ｄ ／ 采集 板 由于大 多采 用板 内存储 器 ，事后处 理技 术 ， 实 时性 较 差且受 存储 空间 限制 ，我们 采用 Ｎ『 司生 产 公 的 Ｐ －０１ ＣＩ ６ ７ Ｅ数据 采 集 卡 ， 是 一种 高 一 即插 即 它 胜能 用 型 数据 采 集 卡 ， 于 Ｐ 总 线技 术 ， 有 模 拟 、 基 ＣＩ 具 数 字 和 时钟输 入 输 出功 能 。系统 结 构 示意 图如 图 １所
独立 ，利用 电流检 出器和 电压 检 出器获得低 压 信号 ， 用此 电压驱 动 ５ Ｂ隔离放 大器 ，把强 电与弱 电 隔离 ， 通过 耦 合 器获 得与 强 电 电压 变化 成 正 比的弱 电 电压
信号 。将此 信号通 过 Ｐ 一 ０ １ ＣＩ６ ７ Ｅ数据 采集 卡进 行采
集 ， 人计算机 。 送
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《 工业控制计算， ２ ０ Ｉ ０ ２年 １ ￣｝ ５卷第 ５期
基于 Ｐ Ｃ 总线的多通道 多频率实时数据采集系统 Ｉ
严 如 强 周 红 平 刘 志 刚 孔 凡 让 中国科学技术大学（３ ０ ２ ２ ０２ ）
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