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PC/104模塊Diamond-MM-AT的原理與應用
摘要：介紹了12位模擬I/O PC/104模塊Diamond-MM-AT的主要參數、內部結構、引腳功能及特性，給出了Diamond-MM-AT與PC/104及傳感器的硬件連接關(guān)系?同時(shí)給出了它們的一個(gè)成功的A/D轉換應用程序。１ 主要特點(diǎn)
隨著(zhù)數字信號處理技術(shù)及各種故障分析技術(shù)的快速發(fā)展，在一些由工控機構成的較小系統中，對信號進(jìn)行實(shí)時(shí)采集與處理已越來(lái)越受到人們的重視。ＰＣ１０４系統模塊以其結構緊湊，體積小，可擴展性強等特點(diǎn)，在信號采集和故障分析中得到了廣泛的應用。Ｄｉａｍｏｎｄ－ＭＭ－ＡＴ 是一個(gè)高性能１２ｂｉｔ模擬量Ｉ／Ｏ口輸入輸出ＰＣ／１０４模塊，它包括Ａ／Ｄ，Ｄ／Ａ轉換通道和定時(shí)／計時(shí)器，其標準模板結構可與ＰＣ／１０４處理器進(jìn)行模塊組合。
Ｄｉａｍｏｎｄ－ＭＭ－ＡＴ模塊的主要功能如下：
Ａ／Ｄ轉換精度為１２位，可支持的最大采樣頻率為１００ｋＨｚ；具有１６條模擬量輸入通道和２條１２位Ｄ／Ａ轉換通道；有８個(gè)數字輸入口和８個(gè)數字輸出口；帶有３２位可編程控制計數／定時(shí)器；可編程設置Ｄ／Ａ轉換量程。
２ 插口及引腳功能
圖１所示是Ｄｉａｍｏｎｄ－ＭＭ－ＡＴ模塊的外形簡(jiǎn)圖。其中Ｊ１、Ｊ２為擴展總線(xiàn)端口，主要用于與ＰＣ／１０４處理器總線(xiàn)相連接。Ｕ７為Ａ／Ｄ轉換器。Ｊ４是為Ａ／Ｄ設置跳線(xiàn)器，用來(lái)設置模擬量是單極或雙極輸入以及輸入的量程。Ｊ５是Ｄ／Ａ設置跳線(xiàn)器，用于設置模擬量是單極或雙極輸出以及輸出的參考電壓值。Ｕ１５是Ｄ／Ａ轉換器。Ｊ６是設置ＤＭＡ（直接存儲器存�。藴实闹袛嗉壓突刂吩O置跳線(xiàn)器，模塊默認基地址為：０ｘ３００。Ｊ３為５０針的Ｉ／Ｏ端口，它的具體排列如圖２所示，各端口定義如下：
Ｖｉｎ７／７＋～Ｖｉｎ０／０＋：?jiǎn)螛O模式模擬量Ａ／Ｄ輸入端口７～０；同時(shí)可用作雙極模式模擬量Ａ／Ｄ正極輸入端口７～０；
Ｖｉｎ１５／７－～Ｖｉｎ８／０－：?jiǎn)螛O模式模擬量Ａ／Ｄ輸入端口１５～８；也可用作雙極模式模擬量Ａ／Ｄ負極輸入端口７～０；
Ｖｏｕｔ０?Ｖｏｕｔ１：分別為Ｄ／Ａ轉換輸出端口０和１；
Ｖｒｅｆ Ｏｕｔ：＋５／－５Ｖ精確參考電壓輸出端口；
Ｖｒｅｆ Ｉｎ０?Ｖｒｅｆ Ｉｎ１：自定義Ｄ／Ａ轉換參考電壓量程輸入端口；
Ｄｏｕｔ７～Ｄｏｕｔ０：數字輸出端口０～７，兼容ＴＴＬ／ＣＭＯＳ電平；
Ｄｉｎ７～Ｄｉｎ０：數字輸入端口０～７，兼容ＴＴＬ／ＣＭＯＳ電平；其中Ｄｉｎ２／Ｇａｔｅ０ ?數字輸入端口２?還可作為計數器０的控制門(mén)，并當該端口為高電平時(shí)計數；而Ｄｉｎ０／Ｇａｔｅ１／２?數字輸入端口０?則可作為計數器１和２的控制門(mén)，并可由控制寄存器１１來(lái)進(jìn)行設定；
Ｉｎ０－：計數器０輸入端（下降沿觸發(fā)）；
Ｏｕｔ０?Ｏｕｔ２：分別為計數器０和２的輸出端口；
＋１５Ｖ?模擬電源；
＋５Ｖ：與ＰＣ／１０４擴展總線(xiàn)電源相連，用來(lái)提供＋５Ｖ電源；
Ａｇｎｄ：模擬地；
Ｄｇｎｄ：數字地；
Ｄｉａｍｏｎｄ－ＭＭ－ＡＴ模塊通常占用１６位地址空間。
３ 硬件連接關(guān)系
Ｄｉａｍｏｎｄ模塊與ＰＣ／１０４處理器及傳感器的硬件連接框圖如圖３所示。 圖中?當傳感器測取待檢測信號并輸入調理板進(jìn)行放大濾波處理后，即可將其調制到合適的電壓信號范圍，并輸入到Ｄｉａ-ｍｏｎｄ－ＭＭ－ＡＴ模塊相應的Ｉ／Ｏ端口，然后由Ｄｉａ-ｍｏｎｄ－ＭＭ－ＡＴ模塊將其轉換為所需要的數據量或模擬量，最后由ＰＣ／１０４處理器通過(guò)擴展總線(xiàn)控制讀寫(xiě)數據的處理、顯示和存儲。其電源由ＰＣ／１０４總線(xiàn)提供，在Ｄｉａｍｏｎｄ－ＭＭ－ＡＴ模塊端口Ｊ１中，Ｂ１為ＧＮＤ，Ｂ３為＋５Ｖ，Ｂ５為－５Ｖ，Ｂ７為－１２Ｖ，Ｂ９為＋１２Ｖ。
４ 數據采集應用程序
下面是以ＰＣ／１０４作處理器和Ｄｉａｍｏｎｄ－ＭＭ－ＡＴ模塊進(jìn)行組合，以對檢測的模擬量信號進(jìn)行Ａ／Ｄ轉換的讀寫(xiě)程序及對各控制寄存器的配置方法。筆者已在實(shí)踐中對該程序進(jìn)行了測試，并已成功運用到某測試工程設計中。
＃ｄｅｆｉｎｅ Ｂａｓｅ ０ｘ３００
Ｍａｉｎ Ｖｏｉｄ{
ｕｎｉｏｎ ?{ ｕｎｓｉｇｎｅｄ ｉｎｔ ｍ; ｕｎｓｉｇｎｅｄ ｃｈａｒ ｎ[２];}Ｔ；
ｉｎｔ ｄａｔ[３０００]；?
ｉｎｔ ｉ， ｃｄ；
ｉｎｔ ｆｒｅｑ＝２０００； �。� 設定采樣頻率為２ｋＨｚ；
ｏｕｔｐｏｒｔｂ（Ｂａｓｅ＋９, ０ｘ８３)；�。� 允許中斷，由計數器觸發(fā)；
ｏｕｔｐｏｒｔｂ（Ｂａｓｅ＋１０, ０ｘ０８)；?�。� 計數器１產(chǎn)生１ＭＨｚ方波
ｏｕｔｐｏｒｔｂ（Ｂａｓｅ＋１１, ０ｘ０５)；? ／／ Ａ／Ｄ輸入范圍為０～５Ｖ
Ｔ．ｍ＝（ｉｎｔ)(５０００００／ ｆｒｅｑ）; ／／ ０．５ＭＨｚ／Ｆｒｅｑ求寫(xiě)入記數器值；
ｏｕｔｐｏｒｔｂ(Ｂａｓｅ＋１５,０ｘ５４)；�。� 設定計數器１讀／寫(xiě)低字節；
ｏｕｔｐｏｒｔｂ（Ｂａｓｅ＋１３,０ｘ０１)；?�。� 向計數器１寫(xiě)低字節（二分頻）；
ｏｕｔｐｏｒｔｂ（Ｂａｓｅ＋１５,０ｘｂ４)；?�。� 設定計數器２先讀／寫(xiě)低字節，再讀／寫(xiě)高字節；
ｏｕｔｐｏｒｔｂ（Ｂａｓｅ＋１４,Ｔ．ｎ[０]);? ／／ 向計數器２寫(xiě)低字節；
ｏｕｔｐｏｒｔｂ(Ｂａｓｅ＋１４，Ｔ．ｎ[１]）;??／／ 向計數器２寫(xiě)高字節；
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