隨著數字信號處理技術及各種故障分析技術的快速發(fā)展，在一些由工控機構成的較小系統(tǒng)中，對信號進行實時采集與處理已越來越受到人們的重視。ＰＣ１０４系統(tǒng)模塊以其結構緊湊，體積小，可擴展性強等特點，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／計時器，其標準模板結構可與ＰＣ／１０４處理器進行模塊組合。

　?。模椋幔恚铮睿洌停停粒阅K的主要功能如下：

　?。粒霓D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個數字輸入口和８個數字輸出口；帶有３２位可編程控制計數／定時器；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模塊的外形簡圖。其中Ｊ１、Ｊ２為擴展總線端口，主要用于與ＰＣ／１０４處理器總線相連接。Ｕ７為Ａ／Ｄ轉換器。Ｊ４是為Ａ／Ｄ設置跳線器，用來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（直接存儲器存取）標準的中斷級和基地址設置跳線器，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：

　?。郑椋睿罚罚郑椋睿埃埃簡螛O模式模擬量Ａ／Ｄ輸入端口７～０；同時可用作雙極模式模擬量Ａ／Ｄ正極輸入端口７～０；

　?。郑椋睿保担罚郑椋睿福埃簡螛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；

　?。郑颍澹?Ｏｕｔ：＋５／－５Ｖ精確參考電壓輸出端口；

　?。郑颍澹?Ｉｎ０Ｖｒｅｆ Ｉｎ１：自定義Ｄ／Ａ轉換參考電壓量程輸入端口；

　?。模铮酰簦贰模铮酰簦埃簲底州敵龆丝冢啊?，兼容ＴＴＬ／ＣＭＯＳ電平；

　?。模椋睿贰模椋睿埃簲底州斎攵丝冢啊罚嫒荩裕裕蹋茫停希与娖?；其中Ｄｉｎ２／Ｇａｔｅ０數字輸入端口２還可作為計數器０的控制門，并當該端口為高電平時計數；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，并可由控制寄存器１１來進行設定；

　　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；

　?。保担帜M電源；

　?。担郑号cＰＣ／１０４擴展總線電源相連，用來提供＋５Ｖ電源；

　　Ａｇｎｄ：模擬地；

　?。模纾睿洌簲底值兀?/p>

　?。模椋幔恚铮睿洌停停粒阅K通常占用１６位地址空間。

　　３　硬件連接關系

　?。模椋幔恚铮睿淠K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處理器通過擴展總線控制讀寫數據的處理、顯示和存儲。其電源由ＰＣ／１０４總線提供，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模塊進行組合，以對檢測的模擬量信號進行Ａ／Ｄ轉換的讀寫程序及對各控制寄存器的配置方法。筆者已在實踐中對該程序進行了測試，并已成功運用到某測試工程設計中。

　　＃ｄｅｆｉｎｅ Ｂａｓｅ ０ｘ３００

　?。停幔椋?Ｖｏｉｄ{

　　ｕｎｉｏｎ { ｕｎｓｉｇｎｅｄ ｉｎｔ ｍ; ｕｎｓｉｇｎｅｄ ｃｈａｒ ｎ[２];}Ｔ；

　?。椋睿?ｄａｔ[３０００]；

　?。椋睿?ｉ， ｃｄ；

　?。椋睿?ｆｒｅｑ＝２０００；　?。O定采樣頻率為２ｋＨｚ；

　?。铮酰簦穑铮颍簦猓ǎ拢幔螅澹? ０ｘ８３)；　／／允許中斷，由計數器觸發(fā)；

　?。铮酰簦穑铮颍簦猓ǎ拢幔螅澹保? ０ｘ０８)；?。嫈灯鳎碑a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求寫入記數器值；

　　ｏｕｔｐｏｒｔｂ(Ｂａｓｅ＋１５,０ｘ５４)；　／／設定計數器１讀／寫低字節(jié)；

　　ｏｕｔｐｏｒｔｂ（Ｂａｓｅ＋１３,０ｘ０１)；　／／向計數器１寫低字節(jié)（二分頻）；

　?。铮酰簦穑铮颍簦猓ǎ拢幔螅澹保?０ｘｂ４)；?。O定計數器２先讀／寫低字節(jié)，再讀／寫高字節(jié)；

　　ｏｕｔｐｏｒｔｂ（Ｂａｓｅ＋１４,Ｔ．ｎ[０]); ／／向計數器２寫低字節(jié)；

　　ｏｕｔｐｏｒｔｂ(Ｂａｓｅ＋１４，Ｔ．ｎ[１]）;／／向計數器２寫高字節(jié)；

　?。铮酰簦穑铮颍簦?Ｂａｓｅ＋２，０ｘｃｃ）;　　 ／／設定測取通道為Ｃ通道（即第１２通道）；

　?。妫铮?ｉ＝０；ｉ＜３０００；ｉ＋＋）　 ／／循環(huán)采集３０００個數據；

　　{

　　ｏｕｔｐｏｒｔｂ（Ｂａｓｅ＋１,０ｘｆｆ）; ／／清除ＦＩＦＯ；

　?。铮酰簦穑铮颍簦?Ｂａｓｅ＋８,０ｘｆｆ)； ／／設定中斷寄存器８，等計數器觸發(fā)；

　?。鳎瑁椋欤澹ǎǎ椋睿穑铮颍簦?Ｂａｓｅ＋８）＆０ｘ１０)＝＝０ｘ００）;　　　／／等待Ａ／Ｄ轉換結束；

　?。悖洌剑椋睿穑铮颍簦?Ｂａｓｅ＋０））／／讀取低八位數據；

　?。悖洌剑悖洌保?　　 　／／數據右移四位，除去右四位的通道標志；

　?。洌幔鬧ｉ]＝ｉｎｐｏｒｔｂ(Ｂａｓｅ＋１）; ／／讀取高八位數據；

　?。洌幔鬧ｉ]＝ｄａｔ[ｉ]＊１６; ／／高八位數據左移四位；

　?。洌幔鬧ｉ]＝ｄａｔ[ｉ]＋ｃｄ;　　／／高八位與低四位相加即得Ａ／Ｄ轉換結果１２位數據；

　　}

　　……　　

　　５　結束語

　?。模椋幔恚铮睿洌停停粒允菢藴实模校茫保埃催B接模塊，具有體積小，結構緊湊等優(yōu)點，并具有Ａ／Ｄ、Ｄ／Ａ、Ｉ／Ｏ轉換等多種功能。由于ＰＣ／１０４可支持高級語言編程，因此，程序開發(fā)和設計非常方便，可在很大程度上縮短開發(fā)時間?？梢灶A見：隨著電子技術的發(fā)展，這種模塊化器件必將有著廣闊的發(fā)展應用前景。