基于16位单片机和CPLD实时数据采集显示系统设计

3．4 双机数据传输
为达到采集数据的实时可控性，系统设计双机通信接口作为单片机A／D转换数据向计算机传输的通道。计算机采用WDM下的EPP模式通信，速度达500 KB／s～2 MB／s。使用双端口RAM IDT7130作为主要元件，通过通信接口，单片机将A／D转换数据存入双端口RAM中，计算机则实时显示从双端口RAM中读取的数据。单片机通过双端口RAM IDT7130的A端口进行写操作，计算机则通过B端口进行读操作。握手信号由单片机通过对ROAD信号计数产生，二者可异步读写操作，实现数据交换。

4 系统软件设计
4．1 数据标定
在给定Vref=5 V，设单片机采集端口输入电压为Vin与之相对应的A／D转换数字量为X，则X=1 024 Vin/5V。对于线性变换预处理电路可采用Y=5KX／1 024，其中，Y表示电压实测值，X表示与Y对应的A／D转换值，K为放大器增益。令K=Ymax/5 V，其中Ymax表示待测量电压的最大值。为保证采集精度，应先计算Ymax，以保持足够的A／D转换有效数字。以待采集电压0~27 V为例，预处理电路增益为27／5=5．4。
4．2 实时显示
读数及显示软件在VC++6．0环境下编写，使用对话框模式，并口采用WDM驱动方式。软件运行时直接打开驱动设备，同时使用AfxBeginThread()函数生成一个新线程，其控制线程函数实时更新读取并显示数据。由于单片机采用1O位A／D转换器，所以一次转换结果分两次传输，分别为高位和低位传输。并口数据传输也采用8位方式。上位机在读取数据后，2组数据经移位、加法运算后得出一个完整数据，标定后在计算机界面显示。

5 结论
实践证明，该实时采集显示系统完全满足导引头的检测需求。采集电压精度可达mV级，刷新率在1．56 k／s以上。该系统采用单片机和CPLD技术，电路设计结构简单，实际应用可靠性高、通用性强、使用灵活，且采集通道具有扩展性。但在电路设计过程中应注意：由于系统既有模拟电路又有数字电路，所以合理布线对系统至关重要，应采取合理布线措施以保证基准地线的稳定性，从而提高采集精度。