采用ISA总线的ADC板卡设计

模数转换器是工业测量和控制系统中数据采集子系统的重要部件，它是测控现场的模拟信号源与数字计算机之间的接口，其任务是把现场中连续变化的被测信号转换成离散信号，再由工控计算机作进一步的数据处理。这就要求系统将所采集的模拟数据信号尽可能真实地、不失真地显示给控制人员，为此，笔者研制了基于ISA总线的A/D转换板卡。该板卡以AD574为A/D转换核心，在ISA总线技术的基础上，利用较少的外围元件来实现多通道、高精度的A/D转换。该板卡具有 32路单端信号输入，电压范围为0V～12V，转换位数为12bit/8bit任选，同时具有自检功能。本文主要介绍该板卡的硬件组成原理和软件实现方法。

2硬件电路

本转换卡的硬件电路由数字总线缓冲器、读/写地址控制/译码器、板号产生电路、a/d转换电路、自检电路、电源电路等组成。图1所示是其硬件系统组成框图。

2.1 isa总线接口与控制电路

isa总线接口与控制电路电路如图2所示。该电路由数据总线缓冲器、读/写地址控制/译码器、板号产生电路等组成,输入来自isa总线的数据信号(如ior、板号产生电路u2(74ls688)输出地址有效信号adr,其具体地址由地址拨码开关swdip确定,本板卡中的地址为0x270h～0x277h;读/写地址控制/译码器u4、u5(74ls138)可用于形成该板卡的读写片选信号r27xh/w27xh(x代表0～7),以选中系统中其它功能芯片;当地址有效(adr)时,通过ior/iow判别数据缓冲u1(74ls245)的数据流向,以及数据的输出或读入。该板卡在输出控制信号或检测数据时,可通过中断方式完成多组数据的输出或输入。

2.2 模拟输入电路

根据设计要求,该板卡采用转换时间为25μs的12bit逐次比较型ad574转换芯片作为a/d转换器的核心,在本应用系统中,输入信号为单板性信号(0v～+12v),用ad574进行单极性模拟信号转换的具体硬件电路如图3所示。