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微机总线是提高数据采集系统性能的一个非常重要的因素。PCI总线是计算机上进行信息传输的重要通道,它具有高速的数据传输能力,优异的性能,是目前主流的微机总线。基于PCI总线的数据采集卡能有效的提高数据采集性能,并能发挥计算机易于实现复杂控制的优势。
本论文描述了一种基于FPGA的数据采集卡,实现磁致伸缩型磁尺的同步串行数据采集与处理,实现数据在PCI总线上的传输,并实现计算机对数据采集卡的实时控制。数据采集和处理是是由FPGA上运行的逻辑功能实现的,使用Verilog编写。数据采集卡与PCI接口使用的是PLX9054芯片。数据的显示由计算机上的软件完成。
论文详细介绍了硬件的设计方案和设计流程,包括SSI接口协议、光耦隔离电路设计、ALTERA的FPGA的设计、PCI和PMC总线、PCI专用接口芯片PLX9054、基于PCI总线的接口电路以及PMC-PCI转接卡。论文也详细介绍了软件的实现方案,包括SSI接口逻辑、输出时钟的波特率转换、输入数据的通道选择、位宽转换、码制转换、仲裁判断、数据缓存、PLX9054与本地通讯、PLX9054与PCI总线之间的通信、PCI驱动的开发及应用程序的编写等。
该数据采集卡解决了广泛使用的SSI接口的位移传感器和绝对式编码器的数据传输问题。同时,此数据采集卡还具有如下优点:成本低,功能灵活,易于升级和扩充,可靠性高、可编程性好。