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[摘要]介紹一種基于PCI總線結構，16路模擬輸入，DMA中斷方式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的硬件組成，及其在Visual C++ 6.0環(huán)境下的軟件開發(fā)。整個系統(tǒng)具有同步誤差小，操作簡單、易于調試、采樣速度快等特點，且系統(tǒng)功能模塊化增加了其擴展與兼容性。重點介紹了PCI-1711L驅動方式與采用的數(shù)據(jù)處理技術�，F(xiàn)場檢測試驗表明本系統(tǒng)不僅采集的數(shù)據(jù)誤差�。ㄐ∮�1%），而且速度快，為進一步操作（如控制）提供一個良好的基礎。
論文關鍵詞：PCI-1711L,數(shù)據(jù)采集,句柄,VisualC++6.0,驅動設計,DMA

　　一、系統(tǒng)硬件組成

　　本數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)所采用的PCI-1711L 是華研公司出品的一款經(jīng)濟實用的數(shù)據(jù)采集卡, 其主要特點有: 16 位PCI 總線接口, 完全符合PCI規(guī)格Rev2.1標準,支持即插即用。在安裝插卡時，用戶不需要設置任何跳線和DIP撥碼開關。靈活的輸入類型和范圍設定PCI-1711/1711L有一個自動通道/增益掃描電路。在采樣時，這個電路可以自動完成對多路選通開關的控制。用戶可以根據(jù)每個通道不同的輸入電壓類型來進行相應的輸入范圍。所選擇的增益值將儲存在SRAM中。這種設計保證了為達到高性能數(shù)據(jù)采集所需的多通道和高速采樣�？ㄉ咸峁┝薋IFO（先進先出）存儲器，可儲存1KA/D采樣值�？ㄉ峡删幊逃嫈�(shù)器，可用于A/D轉換時的定時觸發(fā)。16路數(shù)字輸入和16路數(shù)字輸出，使用戶可最大靈活的根據(jù)自己的需要來應用。

　　二、驅動方式

　　PCI-1711L的軟件開發(fā)包包含用于多種語言的函數(shù)接口，包括：Driver.h和Adsapi32.lib 兩個文件。在Visual C++6.0開發(fā)環(huán)境下，使用這些函數(shù)的關鍵是在FilevView視圖下的增加Driver.h,和中增Adsapi32.lib，并在StdAfx.h全局頭文件中包含如下語句：#include “…Driver.h”，采集實現(xiàn)過程如圖所示。

　　

　　由于驅動程序采用面向對象編程，所以要使用設備的一切功能，則必須先用函數(shù)DRV_DeviceOpen（）創(chuàng)建一個設備對象句柄DriverHandle 。程序如下：

　　ErrCde=DRV_DeviceOpen(0,(LONG far*)&DriverHandle);

　　if(ErrCde!=SUCCESS)

　　{ strcpy(szErrMsg,'Device open error!');

　　MessageBox((LPCSTR)szErrMsg,'Device Open',MB_OK);

　　return;

　　}

　　有了這個句柄就有了對該設備的控制權。然后將些句柄作為參數(shù)傳遞給其他函數(shù)，如DRV_DeviceGetFeatures到得設備設置，DRV_AIConfig可配置設備增益，RV_DioWritePortByte可用于數(shù)據(jù)輸出，DRV_DeviceClose釋放句柄。

　　三、軟件設計

　　為增加系統(tǒng)容錯性，可移植性，可維護性，本軟件統(tǒng)一由Visual C++6.0語言MFC方式編寫數(shù)據(jù)處理程序，為提高數(shù)據(jù)實時采集速度和減少CPU占有率，采用基于DMA方式采集數(shù)據(jù)，為了便于實現(xiàn)其各功能，基于面向對象的程序設計思想把系統(tǒng)各個功能模塊化處理。

　�。ㄒ唬┗�本思想

　　把采集的數(shù)據(jù)實時處理.一方面圖形顯示(默認界面),或數(shù)據(jù)顯示;一方面實時存儲,以備查閱或后續(xù)處理.這里重點介紹本軟件采用的數(shù)據(jù)處理技術。

　　數(shù)據(jù)預處理

　　在數(shù)據(jù)采集過程中，由于各種偶然因素的干擾,所采集電壓信號明顯偏離正常值,。如果不將這些偶然異常電壓剔除，就會歪曲采集結果。結合硬件的性能指標，采用限幅方式剔掉偏離電壓。

　　|X2 – X1| < △X （1）

　　式中：X2 與 X1是 相鄰的兩個采集值，△X 是限幅尺度。

　　如果X2與X1差值的絕對值小于△X，系統(tǒng)認為采集的是正常值，反之系統(tǒng)認為是異常值。

　　2.滑動平均

　　每采進一個新數(shù)據(jù)就將臨時緩沖區(qū)最早存儲的那個數(shù)據(jù)丟掉，認為包含新值在內的臨時緩沖區(qū)內的所有數(shù)據(jù)的算術平均值或加權平均值是最新采集的一個值，該方法是數(shù)字濾波常用的一種有效方法。

　　Y1= (X1+X2+…X256)/256;

　　Y1= (X2+X3+…X257)/256

　　…

　�。ǘ�）DMA方式數(shù)據(jù)采集的編程實現(xiàn)

　　在計算機對采集的數(shù)據(jù)進行處理時存在一個瓶頸, 就是采集與傳輸數(shù)據(jù)的速度。采用DMA傳送方式可以將采集的數(shù)據(jù)直接存入存儲器, 避免使用CPU 的寄存器, 從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)的高速采集。首先要獲得設備句柄DriverHandle 以便使用PCI 設備。然后配置各項硬件參數(shù), 包括://取得設備設置

　　ptDevFeatures.buffer=(LPDEVFEATURES)&DevFeatures;

　　ptDevFeatures.size=sizeof(DEVFEATURES);// 配置設備增益 ptAIConfig.DasGain=DevFeatures.glGainList[gwGain].usGainCde;

　　ptAIConfig.DasChan=gwChannel; //采集通道電壓

　　ptAIVoltageIn.chan=gwChannel;

　　ptAIVoltageIn.gain=ptAIConfig.DasGain;

　　ptAIVoltageIn.TrigMode=0;

　　ptAIVoltageIn.voltage=(FLOAT far*)&fVoltage;

　　啟動設備工作和計時器計時, 循環(huán)采集AD數(shù)據(jù)。其基本結構如下圖所示。

　　

　　四、結束語

　　本數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)應用PCI 總線作為傳輸介質,以采集卡PCI-1711L為核心硬件,開發(fā)設備驅動程序并用Visual C++6.0編寫數(shù)據(jù)處理程序同時把采集處理過的數(shù)據(jù)用圖形和列表顯示；使用DMA方式采集數(shù)據(jù),使系統(tǒng)不僅具有良好的采集速度和很好的程序移植性；而所采集數(shù)據(jù)誤差很少完全滿足實際工程要求�？勺鳛楣收显\斷所需設備狀態(tài)參數(shù)的前提。

參考文獻
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