一种基于CPCI总线AD模块的设计与实现

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1、第33卷（2005）第7期计算机与数字工程129=============================================================一种基于CPCI总线A／D模块的设计与实现✷袁菁（武汉数字工程研究所武汉430074）摘要介绍了CPCI总线及快速、低功耗模数转换器件AD976的主要特点，详细描述了一种基于CPCI总线的智能AD转换模块的设计实现过程。关键词：CPCIAD976CPLD双口RAM中图分类号：TP336DesignandILpleLentationofAnA／DConversionMod

2、ulebasedonCPCIBusYuanJing（WuhanDigitalEngineeringInstitute，Wuhan430074）Abstract：ThispaperintroducestheCPCIbusandtheA／DconverterAD976inbrief.Italsodescriptsthedesignandimple-mentationofanintelligentA／DconversionmodulebasedonCPCIbus.Keywords：CPCI，AD976，CPLD，Dual-portRAMCla

3、ssnuLber：TP336A／D模块是数字计算机与外界模拟信号连接合在一起，其性能特征是专门针对工业环境而量身的纽带，在许多日常生活用品和高要求的医疗仪定制的。简单的说：器、军事、航天等领域都有广泛的应用。A／D模块CPCI总线EPCI总线的电气规范+标准针孔的性能好坏直接影响到系统的可靠性。连接器+欧洲卡规范本模块是基于CPCI总线的高性能智能A／DCPCI基于PICMG2.0规范，其电气特性与转换模块，其转换芯片采用的是AD公司生产的模PCI总线相同，因此用户的软件和普通PC机兼数转换器AD976，其主要特点是操作简便，转换精容，

4、现有的PCI外围卡也可以很容易地移植到CP-度高，转换速度快。CI平台上。CPCI使用高密度针孔总线连接器，和使用金手指连接器的PCI卡相比，具有连接更可1CPCI总线及ad976简介靠，完全气密的特点，模块的抗震性和抗腐蚀性高。1.1CPCI总线简介在当今的工控、通信、军事等诸多要求高可靠CPCI总线是一个开放式、国际性技术标准，由性领域中CPCI总线已经取代了ISA、STD等其它PCI总线工业计算机制造商组织PICMG（PCIIn-总线，成为主流总线形式。dustrialComputerManufacturerGroup）负责制定和

5、1.2AD976芯片简介支持。CPCI总线具有严格的标准和规范，保证其AD976是AD公司生产的模数转换器，它是采具有良好的兼容性，支持多种处理器和操作系统，用电荷重分布技术的逐次逼近型模数转换器，其结符合CPCI规范的扩展卡可插入任何CPCI系统并构比传统逼近型ADC简单，且不再需要完整的模可靠地工作。CPCI标准将外设组件互连（PCI）标数转换器作为核心。由于电容网络直接使用电荷准特性与支持嵌入式应用的坚固机械外形完美结作为转换参量，而且这些电容已经达到了采样电容✷收到本文时间：2005年3月1日130一种基于CPCI总线A／D模块

6、的设计与实现第33卷==============================================================的作用，因而不必另加采样保持器。特别是由于使·精度高，具有16位分辨率，其最大积分非线用电容网络代替电阻网络，消除了电阻网络中因温性误差仅为2LSB，并可做到16位不失码；度变化及激光修调不当所引起的线性误差。·可选内部或外部的2.5V参考电源；AD976的内部校准功能可在用户不做任何调整的·带有片上时钟。情况下，消除芯片内部的零位误差和由于电容不匹2模块原理结构配造成的误差。AD976的主要特

7、点如下（内部结构如图1所示）：本模块是基于CPCI总线标准的智能A／D采样模块，支持16通道差分电压信号（-10V~+10V）输入，通过CPCItoADD-ON总线桥接电路实现CPCI总线对模块的访问。同时，板上用光隔将数字部分与模拟部分隔开，对数字部分起到了很好的保护作用。模拟电压信号通过模拟多路开关选择后进入前端调理电路，经过调理后的电压信号再输入到AD976；由单片机89C52完成对AD976模数转换的时序控制并暂时存储转换后的数据；单片机将多图1AD976的功能框图次采样结果进行平滑处理后通过光隔串行送至·带有高速并行接口；CP

8、LD；CPLD完成串-并转换后将数据写入双口·最高采样速率可达100KSPS，同型AD976aRAM中；上位机通过CPCI总线以MEMORY方的采样速率可达200KSPS；式访问双口RAM直接读取A／D采样