在ISA总线上的多路A_D转换电路的设计与实现

在 巧� 总线上的多路刀� 转换电路的设计与实现 ! 在 ∀# � 总线上的多路 �∃ � 转换电路的设计与实现 张建波 高延滨 曾建辉 %哈尔滨工程大学& ∋摘要」 本文论述了在 ∀#� 总线上实现的多路 刀 � 转换电路的硬件构成 和软件组成 。 硬件结构由 可编程并行通信接 口 脸 � 、 “� � ( ) � ” ∗! 位 ��+ 为主构成 , 软件程序通过汇编语言实现 ∗− 路刀� 转换的选取 , 并存储转换数据 。 关键词 巧� 刀� 转换 . / 0 引言 目前 , 1+ 系列微 机 %如 !2 − 、 32− 、 )2 − 、 2− 等 &被广泛应用于各行各业 , 在 1+ 系列 总线 %1+ ∀、 4 ∀# � 、 ∀#� &上设计和开发实用 的 人∃ � 转换板 , 对于检测各种物理信息%如应 变 、温度 、压力等 &非常重要 。 ! ∀56一1+ 机 ∀#� 总线接 口 电路简介 ∀5 6, 1+ 系列微机和外部设备进行信 息交换是通过端口地址 的可编程接 口芯片 , 虽然 2722 +18 总共有 !7 根地址线 , 但实际 上只有 �巧一�7 共 ∗− 根地址线可用来寻址 −) 9 端口地址 %字节 &范 围中唯一 的 8 / 端 口 , 并用 /8: 和 ∀; 指令分别从指定的端 口 处输 出或者输人各种数 据信息 。 实际上 , ∀5 6一代 微机仅用 了地址 总线 的低十 位 入& 一人7 。 其中当 �< 二 7 时提供 ∗! 个端 口 地址供主机系统板的 . / 可编程芯片使用 。 当 �< 二 ∗ 时提供的 ∗ ! 个端 口地址用于主 机总线插槽的 8 / 设备交换信息。 表 ∗ 给 出 � ∀乡一�/的使用情况 。 表 ∗ � ∗< = > �/ 的地址分配 ��� 0争?? � ∗−−− � ∗ 一�∗777 �<<< � ≅?? �///... / 端口口 未用用 777 000 定义 ∗! 个个寻寻址不允允 只夕Α: 未用用 母板板 扩展展 端 口地址址 许许伸用用用用 槽槽槽 >>>>>>>>>>>>>>>>> / 5二二二二二二二二二ΒΒΒ ΒΒ ΒΒ∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗ > � > 0 ,,, > 城 9 / ·······ΒΒΒΒΒΒΒΒΒΒΒΒΒΒΒΒΒΒΒΒΒΒΒΒΒΒΒΒΒΒΒΒΒΒΒΒΒ0Χ Χ&Δ⋯⋯巨巨浮8 ∀ ‘000 , 7 5 ! ,,,,,,,,,,,,, 叻 挑 −−− 门岌= ΔΔΔ石石丁 Ε ΕΕΕ > 。 二忿玉ΒΒΒΒΒΒΒΒΒΒΒΒΒΒΒΒΒ · � 5 3 Φ ? ? ,,, ‘‘ 口 洲 (((((((((((((ΓΓΓΓΓΓΓΓΓΓΓΓΓΓΓΓΓΓΓΓΓΓΓΓΓΓΓΓΓΓΓΓΓΓΓΓΓ 习育 1 5 ‘‘改改Ε Ε ∀ 廿廿 · � 5 ) ∗ ! 陌 >>>>>>> Η + − ; ��� 门∗ 甲ΔΔΔ石石三 , 斗斗 忍 Ι ? >>>>>>>>>>>>>>>>> · 。5 ≅ ? ￡ >>>>>>> 二触匕匕匕匕匕匕匕冲冲冲冲冲冲冲冲冲冲冲冲冲冲冲冲冲冲冲冲冲‘肠 0 ,, � 5 −−−−−−−−− ϑ门∗ 二ΔΔΔ已已几 Ε 人人人人人人人人人人 一 � 日(((((((((((((((((((曰曰曰曰曰曰曰曰曰曰曰曰曰曰曰曰曰曰曰曰曰0 名妞妞 一 � 5 ############### 厂ΚΚΚ已已二 Ε日日日日日日日日日日 。 / 5 ,, 「∗ ΒΒΒΒΒΒΒΒΒΒΒΒΒΒΒΒΒΒΒ比比比比比比比比比比比比比比比比比比比比比乙 一 ∗∗∗ 二吕Β ϑ甲甲甲甲甲甲甲甲 「石石云云“ ,,,,,,,,,, ! > ΛΛΛΛΛΛΛΛΛΛΛΛΛΛΛΛΛΛΛ巴巴巴巴巴巴巴巴巴巴巴巴巴巴巴巴巴巴巴巴巴事 ‘ 艺艺 Β 蕊玲 皇。。。。。 「∗∗∗石石三 孟 >>>>>>>>>>>>>>>>>>> > 7 > 、、、、、、、、、、卜卜卜卜卜卜卜卜卜卜卜卜卜卜卜卜卜卜卜卜卜峪 ‘ 」」 寸 番乏昙乙乙乙乙乙 卜了= ΓΓΓ己己币 止 ‘‘‘‘‘‘‘‘‘‘‘‘‘‘‘‘‘‘‘ 门门门门门门门门门门门门门门门门门门门门门人) 名峪峪峪峪峪峪一一 Κ Μ > 写写写写写写写写写写写写写写 曰曰曰曰曰∗ > ‘台台台台台台卜卜卜卜卜卜卜卜卜卜卜卜卜卜卜卜卜卜卜卜卜∗ − 名‘‘‘‘‘‘777 , <<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<< 卜卜卜卜卜∗ , ‘ 0000000000000000000000000000000000000 【【【【【【【【【【【【【一,, ∗ ,,,∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗ 5 ! >>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>比比习习Ν ,,,,,,,,,‘‘ 日匕月月一> 曰曰一丫 口写写写写写写写写写写写写写写写写写写写写>>> ...一气气气气 孟 Ο ΟΟΟΟΟΟΟΟΟ汽汽汽精精Ε 】−−−−−−−−−−−−− 汗汗汗汗汗汗汗汗汗汗汗汗汗汗 ΔΔΔΔΔΔΔΔΔΔΔΔΔΔΔΔΔ”誉⋯Χ,,,⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯Δ、界一一ΔΔΔΔΔΔΔΔΔΔΔΔΔΔΔΔΔΔΔ&&&ΔΔΔΔΔ晚晚 >>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>自自自自自自自自自自自自 00000 落 一二二二二二二二弋弋湘叫= 宁宁 Π !!!!! ∗, 一一一一一一一00000000000000000000000肉 33333 ∗飞尸尸尸尸尸尸尸自自 ‘ /// 自 ))))) Θ飞=============自自自自自自自自自自自自写写写 ∗飞一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一臼臼 鲜 /// 一肉−−−−− : 0一一一 十= 一= Γ = 一一一一= 一一一 ΗΗΗ ∗ΗΗΗΗΗΗΗΗΗΗΗ一一一一一一一一一一一一自(((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((石石云 护护一八日日日日日 十一Γ 一一=一Γ = 一一一一一 ΗΗΗ 000 小小小小小自自自自自自自自自自自自<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<777 Ε 88888888888 ϑ ’ ΗΗΗΗΗ ϑϑϑ ΔΔΔΔΔΔΔ/// 口 少少少少少少少少少少少少少少少少少少少少少 甲甲甲甲甲甲甲甲甲甲甲甲甲甲甲甲甲 & 人日日日吃吃清= 一们ΚΚΚΚΚΚΚΚΚΚΚΚΚΚΚΚΚΚΚΚΚΚΚΚΚ 0000000000000000000000000000000 址00000 ; ∗ ; ! Ρ 3 Ρ ) ; # ; ‘ 刊 ( ; 715+8# ; , 7>‘!,Ε)‘人>二‘孟,‘, ‘;;Ρ日; Δ鸽0之 + � ) 7 ) < 图 ∗ 2! � 与 巧� 总线以及 �� () � 的连接图 黑龙江自动化技术与应用 ΣΤ0 > ∗2 , ;Τ > ∗<< < 年第 期 3 � 口地址%! /Ρ & Β � 0 Υ 7 , �7 Υ 。, >5 口地址%! 0Ρ & Β � 0 Υ 7 , �7 Υ 0 , + 口地址 %! ! Ρ & Β � 0 二 ∗ , �7 Υ 7 , 控制口地址 %! 3Ρ & Β �∗ Υ ∗ , �7 二 ∗, 阅�一一八�广七一一几找 我们所设计的刀 转换电路处于总线 扩展槽中 , 因此 ,本文选中 !∀ ## 的端 口地址 为 ∀ #∃% 一 ∀# &% 。 & 灯 转换卡硬件电路的 设计与实现 刀 转换卡硬件电路由可编程并行通 信接口 !∀##∋ 、 “∋ #( )∋ , , ∗∀ 位 ∋ +、 + 扣# ∗ 和 ,∋− 等组成 , 能够完成 ∗. 路 ∋/ 转换 , !∀ ## ∋ 与巧∋ 总线的连接及与 ∋ #() ∋ 的连 接的具体 电路见 图 0。 由 12∋ 总线来的 ∋于, 心 与 ,∋− 组合 后 , 实现对 !∀# # 的选 通 , 于一3口, 一45 6 、一45 7 与 ∋38 等信号 经 !∀ ## , 直接控制 ∋ #() ∋ ∗∀ 位 刀 转换 器和 ∗. 路输人模拟开关 , 并进行模拟数据 转换 。 ∋ #() ∋ 工作在双极性偏置方式 , 输 人模拟 电压为 一 29 一 : 29 与 一 45 9一 : 1 ;9 两种形式 , 并受短路器选择控制 。 ∋/ 转换器的数据输出 ∗∀ 线直接连于 ! ∀## 的 <∋ 口与 <+ 口 , 其启动与保持信号由 <价 供 给 ,状态信号 2飞 由 <+( 查询 , 电源由<+ 槽 十 ∗∀ 9 和 一 ∗∀ 9 获得 。 下图是 !∀# #∋ 与 巧∋ 总线 以及 ∋ #( )∋ 的连接图 。 & = ∗ > ; 接口地址的获取 我们通过 ,∋− 电路获取 !∀## 片选地 址 ,一个 ,∋− 芯片可以选择多个接 口芯片 , 本文介绍的 ∋/ 转换卡通过 +∋− 获取一个 !∀# # 的片选地址 , 根据 咒 机内部的地址要 求 , 我们选择 ∀# ;%一乃&% 做为 !∀# # 的端 口 地址 。 !∀# # 端口地址的具体选择如下 ? , 人 − ∋∋∋≅≅≅ ∋!!! ∋((( ∋... ∋### ∋))) ∋&&& ∋∀∀∀ ∋ 000 ∋ 00000 ∃∃∃ ∃∃∃ ∗∗∗ ∃∃∃ 000 ∃∃∃ ∃∃∃ ΑΑΑ ΑΑΑ 用MATCH_ word word文档格式规范word作业纸小票打印word模板word简历模板免费word简历 _1716362465084_0表示为 ? / +印 Β ∋Χ 关 / ∋ 2/ 关 / ∋( 釜 ∋. 关 / ∋2 关 ∋) 釜 / ∋& 务 / ∋∀ !∀ # # 的端 口地址 ? 图 ∀ , ∋− 的管脚图 & = ∀ 多路模拟开关的选取 本文的 ∋/ 转换卡进行 ∗. 路 灯 转 换 , 因此 ,需要 ∗. 路模拟开关 。 虽然有十六 选一等多路的模拟开关专用芯片 , 但往往由 于多种原因需要 由多块电路组合来满足要 求 。 本文利用两片 +沙扣#∗ 和一个反向器组 成十六选一开关电路 , 图 & 显示了这种地址 扩展连接方法 。 十六选 一要求 ) 位二进制 地址输人 , 即 ∋& 、∋∀ 、 ∋ 0 、 ∋;。 将最高位的 地址码 ∋& 作为芯 片选 择控制 , + 扣# ∗ 的 “ 3 Δ 诬, ,端为“;”时 , 芯片被选中 , 所 以前 ! 个 地址为 仪乃Ε 、侧1 Ε0 、印 ∗∃ 、⋯ ∃ ∗∗ ∗ 时 , Φ 1 Ε 芯 片的 “创% , ,端为 “∃ ” , 此时 Φ 工Ε芯片被选中 , Φ Γ Ε芯片的“州% , ,端为 “ 0 ” , 该芯片被禁止 。 且低三位地址码来选择 Φ 工Ε 芯片的 ! 个通 道工作 。 后 ! 个地址为 ∗以】Ε 、 ∗田 ∗ 、⋯ ∗ ∗Γ 时 , 最高位地址 ∋& 为 “ ∗ ”电平 , Φ 工Ε芯片被 禁止 , Φ 且Ε芯片被选中 , 低 & 位地址选择后 ! 个通道 , 所 以反相器的作用 只允许两个 + 扣# ∗ 中的一个工作 。 ∋& 、 ∋∀ 、 ∋ 0 、 ∋∃ 由 !∀# # 的 <Η& 、<ΗΙ 、<Η 1 、 <Η; 控制 , 具体选择 哪一路外部信号进行 灯 转换对 !∀# # 进 行软件编程控制 。 & = & 模拟电压的选取 我们用短路器来控制模拟电压的选取 , 输人模 拟信 号 电 压有 一 29一 十 29 与 ϑ ∗∃ 9一 十 1 ;9 两种形 式 , 输 人模拟 信号经 +3闷 Κ0 选择后输出端 , 如果 为 一 29 =一 : 29 模拟信号进行 刀 转换 , 把 0 端和 ∀ 端甩 在 巧� 总线上的多路灯� 转换电路的设计与实现 短路器短路 , 如果 为 一 ∗7 Λ ‘ ς ΚΤ Λ 模拟信 号进行 刀� 转换 , 把 ! 端和 3 端用短路器 短路 ,具体见图 ∗ 。 刀� 转换和 2! 之间的连接详见 图 ∗ 。 3 > ) �∃ � 转换卡的特点 %0& 可 以插 在 1+ 系 列总线上直接运 行 , %!& 刀� 转换卡口地址可根据需要灵活 选择 , %3& 模拟输人为 一 #Λ 一 ς #Λ 与 一 ∗7Φ = 十 ∗7 Λ 两档 , 且两档都具备 ∗− 路输人 , %) &数据输人、输出控制容易 ,编程方便。 进行编程 。 程序如下 Β 6/Λ 6/Λ �Ω , << Ρ �Α , ! 3Ρ � Α , �Ω �Α , ! ∗Ρ �Ω , 27Ρ �Α , �Ω ,装人 2! 控制字 ,置 5 口地址 接通第一路模拟信号 ,延时 , 使信号稳定 :内丙:1111Τ86+6Ξ/8;/;/;Τ;/ >>>>>>>>>>>>> 妙 ’3?益 , %∀& ) 333尸尸日= = 一一 � ∗∗∗>>>一一 = 斗= 一一一 】】】】】】】; Ρ Η 、、ΧΧΧ一月 ΔΔΔ � Ψ + � ) 7 ∗ 吸∗∗ 少 333 ������������� 000 33333 ∗) 闷闷 �3�Ψ�∀�/ 图 3 15− ∗ 15# 多路模拟开关的选取 15) 】153 ∗ 15Ψ 】15∀ ϑ 15%& 6/Λ �Ω , //Ρ /8: � Α , �Ω ,启动 � ∃ � 转换 ;/1 ;/1 ;/1 ,延时 , 使信号稳定 6/Λ �Ω , 27Ρ /8 : � Α , � Ω 6/Λ � Α , ! !Ρ Ω//1 Β 启动 户以� 转换 777 7一 ∗∗ ∗ ∗ 允许数据读出 %第一通道一第十六通道 & 图 ) 15 口的使用 ) 接 口软件设计 进行软件编程时 , 我们将 2! 的 � 口 与 + 口置成输人方式 , 5 口置成输出方式 , 其控制字为 << Ρ 。 刀� 转换启动 、模拟开关 控制由 故 的 5 口进行控制 , 具体格式见 图 ) , 只能通过 ∗&+( 来查询 儿勺 () � 的 ∗ 管脚进行判断 , 1口 为高电平表示 人∃ � 转 换正在进行 , 1口 为低电平表示 刀� 转换 完成 , 可以读出数据 , 它可 以作为微机 的中 断请求信号或 刀� 的状态查询信号。 我们 选择 乃/ 一 ! 3 做为 2! 的端 口地址 , 并对 第一路模拟信号进行采集转换 ,用汇编语言 ∀; �Ω , �Ζ ,读状态 #】# 信号 [廿旧 �Α , 727 Ρ #85 �Α , 27Ρ Ε# Ω/ /1 ,如符号位为负 , 则继续 读状态 # 】# 信号 6/Λ � Α , ! /Ρ ,置 � 口地址 ∀; 从 , �Ζ ,读低 2 位数据 6/Λ � Α , ! !Ρ ,置 + 口地址 6ΤΦ +Ω , 从 ,放置低 2 位数据 班 �Ω , �Ζ ,读高 ) 位数据 6/Λ +Ρ ,从 ,最后结果放在 +Ζ 中 4;� ,程序结束 参考文献 〔∗∗ 旅梅粤 、史舟权 ,徽型什算机技术及应用 , ∗男(年 3 月 。 【幻高延滨 、冯伟兴 > 智能检侧技术及系统 , 0卯 年 ∗! 月 。 牲队飞