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1、第19卷第1期华侨大学学报(自然科学版)Vol.19No.11998年1月JournalofHuaqiaoUniversity(NaturalScience)Jan.1998X多微机数据采集存贮系统戴在平(华侨大学电子工程系,泉州362011)摘要介绍以双8098为主的多通道高速数据采集、存贮系统.给出其硬件原理框图及软件流程图;说明大容量RAM的共享原理.系统可做为虚拟仪器的前端测量机.关键词双8098,高速数据采集,共享RAM,虚拟仪器,前端测量机分类号TP274.2计算机技术及微机应用日益普及,对电测及非电量测量的要求也越来越多
2、.许多场合已由静态、单信号测量方式改变成动态、多信号测量方式.这对数据采集分析系统或者说虚拟仪器的前端测量机功能要求的更高了,不但在多通道、高速度方面提高指标,而且对采集后的数〔1〕字处理、暂存以及向上位机传送数据也提出了要求.本文所介绍的多微机、多通道高速数据采集前端机.是以双8098单片机为核心,可共享〔2〕大容量存贮器为主导的,并且与上位机以DMA方式传送数据.由于大容量存贮的工作方式,前端机也可做为便携记录/检测仪到现场进行数据的采集和存贮.1前端机的硬件系统组成前端机的基本组成是由两片8098为核心,扩展8279键盘/显示电
3、路做为便携仪的人机对话界面,每个8098小系统有自身独立的8kBRAM和8kBROM以及各组I/O接口.同时共享的数据存贮器为8MB使用SRAM6281000,以32kB为一段共有256段.如图1所示为前端机基本原理框图.1.1双8098单片机功能两片8098单片机的设计,主要是针对前端机除了在一般情况下需要进行人机对话、实时采集数据、与上位机通讯外,还可能需要对被测对象进行动态激励和数据的实时滤波,甚至是数据压缩以扩大数据容量.这时单CPU就很难做到实时检测功能了.与上位机脱机时,8098(1)在用户键入参数及命令后,通过SIO与8
4、098(2)通讯,而上位机联机时,则可由RS-232标准总线串行向双8098发布命令.〔3〕1.28098(1)的小系统组成为了简明起见,仅扼要介绍8098(1)的小系统译码电路部分.如图2所示为8098(1)的小系统组成译码电路原理图.8098的寻址范围为64kB;低32kB做为8098(1)独立的寻址空X本文1997-07-23收到;国务院侨办重点科研基金资助项目86华侨大学学报(自然科学版)1998年间,分别作为RAM空间(0000H～1FFFH),扩展8kB的6264芯片;ROM空间(2000H～-3FFFH),扩展8kB的E
5、PROM2764芯片;将Y2+A1做为8279键盘/显示电路的片选(即图1前端机基本原理框图-8279的口地址为4FFCH和4FFDH);将Y2+A2+WR扩展273锁存输出口以取得A15～A22的高位地址信号(即该口地址为4FFBH),以便与8098的高32kB寻址组合成共享RAM的寻址空间.而与8098(2)和上位机的联系则通过SIO实现.1.38098(2)的小系统组成与8098(1)类似,8098(2)只是将8279的键盘/显示部分改为D/A7520接口部分(图3).图28098(1)译码电路框图图38098(2)扩展十位D/
6、A原理图-对于8098(2)而言,仅为Y2+WR+A1扩展273锁存器输出口,以取得D/A转换的低8位数-据(即口地址为4FFCH).而Y2+WR+A0同时选通两片273锁存器,其一为7520的低8为数据锁存,另一为7520的高两位数据和D/A部分的掉电控制信号端(即口地址为4FFDH).这样只需一条指令就可完成D/A十位数据的输出.1.4共享RAM的扩展硬件组成由于8098的寻址范围只有64kB,而共享RAM有8MB,所以共享RAM的低15位地第1期戴在平:多微机数据采集存贮系统87址由8098提供,而高8位地址则由I/O口锁存(双
7、8098均以4FFBH为口地址)提供.所以不但要解决地址总线的扩展和总线隔离,而且还必须解决双8098读写数据时的总线冲突和上〔2〕位机读取数据时的双8098总线脱离动作.如图4所示为共享RAM扩展的硬件原理框图.选用SRAM6281000为1MB数据存贮器,这样由于共享RAM的低15位地址是由8098所提供,所以可以连续寻址32kB做为一段,当一段存贮区使用满了,则可通过对锁存口地址4FFBH的改写,而修改A15～A22以达到8MB的全域寻址.图4共享RAM的硬件原理框图然而,RAM共享必须是一个CPU导通时,另一个CPU必须隔离;
8、而当上位机要获取数据时,则是必须两个8098都要隔离的.又由于8098不具备DMA功能,所以利用SIO上位机发出接收共享RAM数据的命令时,8098(2)则在HSO1发出DARQ1的DMA1请求信号(一般的PC机都为用户
