用Delphi 3.0和AX5412卡开发数据采集和处理系统

　　一、微机数据采集与处理系统简介

　　系统主要由被测控对象（设备）、A/D ～D/A 通道、开关量I/O 通道、微机等组成，如图1 所示。较复杂的系统包括单片机等多机系统。

　　利用IBM PC 系列微机及其兼容机I/O 通道开放的设计特点，许多厂商已经设计出采用板卡级结构的数据采集产品。这类产品在一块印刷电路板上包括了模拟多路开关（MUX）、采样保持电路（S/H）、模/ 数、数/ 模转换器（ADC、DAC）等部件（有的板型还提供并行I/O 接口8255，定时／计数器8254 ／8254 等通用可编程芯片），采用IBM PC 总线，可直接插入微机任一扩展槽。本文介绍台湾AXIOM 公司生产的AX5412 高速数据采集板，以及利用Delphi 开发该产品A/D ～D/A 接口软件的方法。

　　二、AX5412 数据采集板简介

　　本文简要介绍与接口编程有关的重要部分，以便阅读下文所述程序时有助理解。
　　1、采用12 位A/D 转换器，A/D 转换时间为9 μs。
　　2、可编程增益控制。
　　3、开关选择单端16 通道模拟输入或差动8 通道模拟输入（可抑制噪声，得到高精度A/D 转换结果）。
　　4、占用16 个连续I/O 端口地址，通过板上基地址选择开关设置基地址，默认为300H。
　　5、定时器基频率选择开关（J3）：AX5412 自带一片8254 计数／定时器，8254 中的计数器1 和计数器2 在内部串联起来产生一个固定周期信号作为A/D 转换的触发源。有两个基频率1MHz 或10MHz 通过J3 选择，默认为1MHz。级联定时器的频率由下式确定：


　　除数1 和除数2 分别对应于8254 计数器1 和计数器2 设定的计数值（2 ～65535，计数器是16 位的）。计数器1 和计数器2 值串联相当于一个32 位的计数器，可以用于时间很长的定时。
　　6、A/D 数据寄存器（基址＋0 和基址＋1）
　　* 基址＋0（读）：低4 位说明进行A/D 转换的通道号（0 ～15）；高4 位是A/D 转换值的低4 位；
　　* 基址＋0（写）：写任意值即实施软件触发开始A/D 转换；
　　* 基址＋1（读）：A/D 转换值的高8 位。
　　7、转换通道控制寄存器（基址＋2，读／写）：低4 位表示多通道A/D 转换的开始通道，高4 位表示多通道A/D 转换的结束通道。如低4 位和高4 位写入的值相同，表示单一通道连续采样。
　　8、0 通道D/A 输出（基址＋4 和基址＋5，写）
　　* 基址＋4：写该寄存器高4 位输出D/A0 低4 位，该寄存器低4 位无效；
　　* 基址＋5：写该寄存器8 位输出D/A0 高8 位。
　　9、1 通道D/A 输出（基址＋6 和基址＋7，写）
　　* 基址＋6：写该寄存器高4 位输出D/A1 低4 位，该寄存器低4 位无效；
　　* 基址＋7：写该寄存器8 位输出D/A1 高8 位。
　　10、状态寄存器（基址＋8）
　　* 读：第7 位（A/D 转换完成位）EOC 表示A/D 转换是否完成。若EOC=0，A/D 转换已完成，可以读取A/D 转换数据；若EOC=1，A/D 转换未完成。当开始读取数据，EOC 被重新置1；
　　* 写：向该寄存器写任何值清除中断请求。在实际中断服务程序中，在开中断前应先清中断，再利用控制寄存器（基址＋9）开中断。
　　11、控制寄存器（基址＋9）
　　* 0 ～1 位：控制启动A/D 的触发源;
　　* 2 位：为1，DMA 方式有效；为0，DMA 方式无效;
　　* 4 ～6 位：选择中断级别。（PC 机8259 中断控制器管理的中断中，中断2 系统未用，一般选2 级中断）
　　12、定时器控制寄存器（基址＋10，写）
　　* 0 位：若为1，表示AX5412 板上8254 计数器中由计数器1 和计数器2 串联成的定时器触发起作用；否则，不起作用。
　　13、增益控制寄存器（基址＋11，读／写）：低4 位组合表示增益。

　　三、编程实例

　　1. 软件启动，查询管理
　　·A/D 轮换：
　　设有一模拟输入信号单端输入，输入10 通道，现对其进行A/D 转换，输入计算机。
{...}
var
const Basea:Word= ＄300;//AX5412
默认基地址为300H
{...}
procedure Adc:Integer;//A/D 转换
var
state :Byte;// 读取A/D 转换完成位
al :Byte;//A/D 转换低4 位
ah :Byte;//A/D 转换高8 位
adval :Integer;//A/D 转换结果
begin
with myPort do
begin
Port[Basea ＋2]:= ＄AAH;
//10 通道单通道连续采样,170D=AAH
Port[Basea ＋11]:=0;// 增益为1
Port[Basea ＋9]:=0;// 软件启动A/D 转换
Port[Basea]:=0;// 开始A/D 转换
repeat
state:=Port[Basea ＋8];
until b and ＄80= ＄80
;// 检测A/D 转换完成情况
al:=Port[Basea];// 读A/D 转换值低4 位
ah:=Port[Basea ＋1];// 读A/D 转换值高8 位
adval:=(al/16) or (ah ＊16)
;// 计算12 位A/D 转换结果
Adc:=adval;// 返回值
end;
end;
　　·D/A 转换：
　　设将一模拟控制电压Volt 从D/A1 通道输出，控制某一对象。
　　说明：AX5412 数字量输出满量程（即12 位均为1 时，数字值为4095D）时输出的模拟电压为5 伏。
procedure Dac(Volt:Float);//D/A 转换
var
al :Integer;//D/A 转换低4 位
ah :Integer;//D/A 转换高8 位
daval :Float;
begin
daval:=4095/5 ＊Volt;
// 将欲输出的模拟电压值近似为数字值
ah:=Int(daval/16);//A/D 转换高8 位
al:=Int(daval －ah ＊16) ＊16;//A/D 转换低4 位
with myPort do
begin
Port[Basea ＋6]:=al;
// 取D/A 通道1，输出D/A 转换值低4 位
Port[Basea ＋7]:=ah;// 输出D/A 转换值高8 位
end;
end;
　　2. 定时启动，中断管理
　　设采样点数为1024，采样频率为3000Hz，32 位定时器采用1MHz 基频率，连接PC 机8259 的2 级中断。
　　⑴

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