基于16位單片機和CPLD實時數據采集顯示系統設計

3．4 雙機數據傳輸
為達到采集數據的實時可控性，系統設計雙機通信接口作為單片機A／D轉換數據向計算機傳輸的通道。計算機采用WDM下的EPP模式通信，速度達500 KB／s～2 MB／s。使用雙端口RAM IDT7130作為主要元件，通過通信接口，單片機將A／D轉換數據存入雙端口RAM中，計算機則實時顯示從雙端口RAM中讀取的數據。單片機通過雙端口RAM IDT7130的A端口進行寫操作，計算機則通過B端口進行讀操作。握手信號由單片機通過對ROAD信號計數產生，二者可異步讀寫操作，實現數據交換。

4 系統軟件設計
4．1 數據標定
在給定Vref=5 V，設單片機采集端口輸入電壓為Vin與之相對應的A／D轉換數字量為X，則X=1 024 Vin/5V。對于線性變換預處理電路可采用Y=5KX／1 024，其中，Y表示電壓實測值，X表示與Y對應的A／D轉換值，K為放大器增益。令K=Ymax/5 V，其中Ymax表示待測量電壓的最大值。為保證采集精度，應先計算Ymax，以保持足夠的A／D轉換有效數字。以待采集電壓0~27 V為例，預處理電路增益為27／5=5．4。
4．2 實時顯示
讀數及顯示軟件在VC++6．0環境下編寫，使用對話框模式，并口采用WDM驅動方式。軟件運行時直接打開驅動設備，同時使用AfxBeginThread()函數生成一個新線程，其控制線程函數實時更新讀取并顯示數據。由于單片機采用1O位A／D轉換器，所以一次轉換結果分兩次傳輸，分別為高位和低位傳輸。并口數據傳輸也采用8位方式。上位機在讀取數據后，2組數據經移位、加法運算后得出一個完整數據，標定后在計算機界面顯示。

5 結論
實踐證明，該實時采集顯示系統完全滿足導引頭的檢測需求。采集電壓精度可達mV級，刷新率在1．56 k／s以上。該系統采用單片機和CPLD技術，電路設計結構簡單，實際應用可靠性高、通用性強、使用靈活，且采集通道具有擴展性。但在電路設計過程中應注意：由于系統既有模擬電路又有數字電路，所以合理布線對系統至關重要，應采取合理布線措施以保證基準地線的穩定性，從而提高采集精度。