PC/104模块Diamond-MM-AT的原理与应用

时间：2024-08-03 08:28:31 理工毕业论文我要投稿

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摘要：介绍了12位模拟I/O PC/104模块Diamond-MM-AT的主要参数、内部结构、引脚功能及特性，给出了Diamond-MM-AT与PC/104及传感器的硬件连接关系?同时给出了它们的一个成功的A/D转换应用程序。

１　主要特点

随着数字信号处理技术及各种故障分析技术的快速发展，在一些由工控机构成的较小系统中，对信号进行实时采集与处理已越来越受到人们的重视。ＰＣ１０４系统模块以其结构紧凑，体积小，可扩展性强等特点，在信号采集和故障分析中得到了广泛的应用。Ｄｉａｍｏｎｄ－ＭＭ－ＡＴ是一个高性能１２ｂｉｔ模拟量Ｉ／Ｏ口输入输出ＰＣ／１０４模块，它包括Ａ／Ｄ，Ｄ／Ａ转换通道和定时／计时器，其标准模板结构可与ＰＣ／１０４处理器进行模块组合。

Ｄｉａｍｏｎｄ－ＭＭ－ＡＴ模块的主要功能如下：

Ａ／Ｄ转换精度为１２位，可支持的最大采样频率为１００ｋＨｚ；具有１６条模拟量输入通道和２条１２位Ｄ／Ａ转换通道；有８个数字输入口和８个数字输出口；带有３２位可编程控制计数／定时器；可编程设置Ｄ／Ａ转换量程。

２　插口及引脚功能

图１所示是Ｄｉａｍｏｎｄ－ＭＭ－ＡＴ模块的外形简图。其中Ｊ１、Ｊ２为扩展总线端口，主要用于与ＰＣ／１０４处理器总线相连接。Ｕ７为Ａ／Ｄ转换器。Ｊ４是为Ａ／Ｄ设置跳线器，用来设置模拟量是单极或双极输入以及输入的量程。Ｊ５是Ｄ／Ａ设置跳线器，用于设置模拟量是单极或双极输出以及输出的参考电压值。Ｕ１５是Ｄ／Ａ转换器。Ｊ６是设置ＤＭＡ（直接存储器存取）标准的中断级和基地址设置跳线器，模块默认基地址为：０ｘ３００。Ｊ３为５０针的Ｉ／Ｏ端口，它的具体排列如图２所示，各端口定义如下：

Ｖｉｎ７／７＋～Ｖｉｎ０／０＋：单极模式模拟量Ａ／Ｄ输入端口７～０；同时可用作双极模式模拟量Ａ／Ｄ正极输入端口７～０；

Ｖｉｎ１５／７－～Ｖｉｎ８／０－：单极模式模拟量Ａ／Ｄ输入端口１５～８；也可用作双极模式模拟量Ａ／Ｄ负极输入端口７～０；

Ｖｏｕｔ０?Ｖｏｕｔ１：分别为Ｄ／Ａ转换输出端口０和１；

ＶｒｅｆＯｕｔ：＋５／－５Ｖ精确参考电压输出端口；

ＶｒｅｆＩｎ０?ＶｒｅｆＩｎ１：自定义Ｄ／Ａ转换参考电压量程输入端口；

Ｄｏｕｔ７～Ｄｏｕｔ０：数字输出端口０～７，兼容ＴＴＬ／ＣＭＯＳ电平；

Ｄｉｎ７～Ｄｉｎ０：数字输入端口０～７，兼容ＴＴＬ／ＣＭＯＳ电平；其中Ｄｉｎ２／Ｇａｔｅ０ ?数字输入端口２?还可作为计数器０的控制门，并当该端口为高电平时计数；而Ｄｉｎ０／Ｇａｔｅ１／２?数字输入端口０?则可作为计数器１和２的控制门，并可由控制寄存器１１来进行设定；

Ｉｎ０－：计数器０输入端（下降沿触发）；

Ｏｕｔ０?Ｏｕｔ２：分别为计数器０和２的输出端口；

＋１５Ｖ?模拟电源；

＋５Ｖ：与ＰＣ／１０４扩展总线电源相连，用来提供＋５Ｖ电源；

Ａｇｎｄ：模拟地；

Ｄｇｎｄ：数字地；

Ｄｉａｍｏｎｄ－ＭＭ－ＡＴ模块通常占用１６位地址空间。

３　硬件连接关系

Ｄｉａｍｏｎｄ模块与ＰＣ／１０４处理器及传感器的硬件连接框图如图３所示。图中?当传感器测取待检测信号并输入调理板进行放大滤波处理后，即可将其调制到合适的电压信号范围，并输入到Ｄｉａ-ｍｏｎｄ－ＭＭ－ＡＴ模块相应的Ｉ／Ｏ端口，然后由Ｄｉａ-ｍｏｎｄ－ＭＭ－ＡＴ模块将其转换为所需要的数据量或模拟量，最后由ＰＣ／１０４处理器通过扩展总线控制读写数据的处理、显示和存储。其电源由ＰＣ／１０４总线提供，在Ｄｉａｍｏｎｄ－ＭＭ－ＡＴ模块端口Ｊ１中，Ｂ１为ＧＮＤ，Ｂ３为＋５Ｖ，Ｂ５为－５Ｖ，Ｂ７为－１２Ｖ，Ｂ９为＋１２Ｖ。

４　数据采集应用程序