基于ISA总线的多路高速采集系统设计

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1、.基于ISA总线的高速采集系统设计摘要：介绍了一种基于ISA总线的高速数据采集系统的硬件及软件设计，该系统采用异步启动4块ADS7810模数转换器的方法来相对缩短A/D转换时间，从而在ISA总线上实现了频率2.6MHz的高速采集速率。用便于移植的虚拟设备驱动程序(VxD)采集数据，并由Windows应用程序显示和处理。应用表明，其高速的数据采集、灵活的双向数据交换能力及数据的同步性，可广泛用于信号测量的各种领域。该系统的性能指标满足高压脉冲电场食品杀菌装置的电压采集要求。关键词：ISA总线，高速数据采集，虚拟设备驱动程序Ab

2、stract:Thehardwareandsoftwaredesignofahigh2speeddatasamplingsystembasedonISAbuswasintroduced.Inthissystem,fourpiecesofADS7810ADconvertersarestartedinturnatacertainintervaltoshortentheADcon2vertingtimecomparatively,thusobtainingahighdatasamplingspeedof2.6MHzinthesys

3、temonISAbus.VirtualDeviceDriver(VxD),whichiseasytotransplanttootherappliedsituations,isadoptedtoreadthesampleddata.ThesampleddataaredisplayedandprocessedthroughaWindowsapplication.Experimentresultsshowthattheperfor2mancesofthesystemcanmeettherequirementsofthefoodst

4、erilizationdevicewithhigh2voltagepulsedelectricfield.Keywords:ISAbus;high2speeddatasampling;virtualdevicedriver....1前言计算机技术可以说是日新月异，就拿处理器来说吧，几年前1GHz的主频率还是难以逾越的门槛，而现在则已经轻易地提升到了3.4GHz，预计频率再提高到4-5GHz都不会成问题。我们今天将要讨论的在计算机中有重要地位的I/O技术也没有停止前进的步伐，不过相较其它计算机技术来说，I/O技术则要显得冷静得

5、多。自从IBMPC问世至今，虽然期间经历了包括MCA、VESA等在内的多种总线规格，但从整体来看，大致只经过了ISA和PCI总线两个阶段。ISA的发展最早的PC总线是IBM公司1981年在PC/XT电脑采用的系统总线，它基于8bit的8088处理器，被称为PC总线或者PC/XT总线。在1984年的时候，IBM推出基于16-bitIntel80286处理器的PC/AT电脑，系统总线也相应地扩展为16bit，并被称呼为PC/AT总线。而为了开发与IBMPC兼容的外围设备，行业内便逐渐确立了以IBMPC总线规范为基础的ISA（工业

6、标准架构：IndustryStandardArchitecture）总线。ISA是8/16bit的系统总线，最大传输速率仅为8MB/s，但允许多个CPU共享系统资源。由于兼容性好，它在上个世纪80年代是最广泛采用的系统总线，不过它的弱点也是显而易见的，比如传输速率过低、CPU占用率高、占用硬件中断资源等。后来在PC‘98规范中，就开始放弃了ISA总线，而Intel从i810芯片组开始，也不再提供对ISA接口的支持。随着大规模集成的电路的飞速发展，PC机性能不断提高。在PC机扩展槽中嵌入以高性能微处理器为核心的智能型功能卡，可

7、以组成综合性能极佳的分布式控制系统。这种结构方式可充分利用微处理器的控制功能、PC机的快速数据处理能力，以及多任务工作方式等特点。对于这种分布式控制系统，主机要频敏接收到来自扩展卡从机所采集的数据、工作状态等信息；向从机发送控制命令或处理数据等。这种主、从机之间的通讯，根据应用条件的不同有多种方式。但在数据传输速度较高、数据量较大且需经常交换信息的场合，采用双口共享RAM缓冲区方式是最合适的。另外，在工程应用中经常需要采集微秒级甚至纳秒级高速瞬变信号，以便在计算机上对其进行处理。本文在ISA接口总线的基础上，用4块ADS78

8、10模数转换器、4块74LS123单稳触发器等组成外围电路，实现了频率2.6MHz的高速数据采集系统。转换数据的读取是在Windows平台上，由虚拟设备驱动程序VxD完成。整个系统结构简单、设计成本低廉，有较强的适用性和可移植性。....2总体方案设计2.1方案比较方案一：用单片机实现对微