采用ISA總線的ADC板卡設計

模數轉換器是工業測量和控制系統中數據采集子系統的重要部件，它是測控現場的模擬信號源與數字計算機之間的接口，其任務是把現場中連續變化的被測信號轉換成離散信號，再由工控計算機作進一步的數據處理。這就要求系統將所采集的模擬數據信號盡可能真實地、不失真地顯示給控制人員，為此，筆者研制了基于ISA總線的A/D轉換板卡。該板卡以AD574為A/D轉換核心，在ISA總線技術的基礎上，利用較少的外圍元件來實現多通道、高精度的A/D轉換。該板卡具有 32路單端信號輸入，電壓范圍為0V～12V，轉換位數為12bit/8bit任選，同時具有自檢功能。本文主要介紹該板卡的硬件組成原理和軟件實現方法。

2硬件電路

本轉換卡的硬件電路由數字總線緩沖器、讀/寫地址控制/譯碼器、板號產生電路、a/d轉換電路、自檢電路、電源電路等組成。圖1所示是其硬件系統組成框圖。

2.1 isa總線接口與控制電路

isa總線接口與控制電路電路如圖2所示。該電路由數據總線緩沖器、讀/寫地址控制/譯碼器、板號產生電路等組成,輸入來自isa總線的數據信號(如ior、板號產生電路u2(74ls688)輸出地址有效信號adr,其具體地址由地址撥碼開關swdip確定,本板卡中的地址為0x270h～0x277h;讀/寫地址控制/譯碼器u4、u5(74ls138)可用于形成該板卡的讀寫片選信號r27xh/w27xh(x代表0～7),以選中系統中其它功能芯片;當地址有效(adr)時,通過ior/iow判別數據緩沖u1(74ls245)的數據流向,以及數據的輸出或讀入。該板卡在輸出控制信號或檢測數據時,可通過中斷方式完成多組數據的輸出或輸入。

2.2 模擬輸入電路

根據設計要求,該板卡采用轉換時間為25μs的12bit逐次比較型ad574轉換芯片作為a/d轉換器的核心,在本應用系統中,輸入信號為單板性信號(0v～+12v),用ad574進行單極性模擬信號轉換的具體硬件電路如圖3所示。