随着我国数控系统产业的蓬勃发展,数控系统日益高速化、精密化、自动化、集成化、复合化、智能化、开放化、网络化、多轴化、柔性化、绿色化的发展趋势,对数控设备的状态监测和故障诊断提出了越来越高的要求。单一的数据采集或利用便携式数据采集设备定期巡检已无法及时地发现问题和解决问题,这样,智能化的实时在机监测和诊断方法便成为提高数控设备安全性和稳定性的有效方法和必要手段。针对上述分析,本文旨在设计一款能够对采集信号实时处理的、面向在机监测的智能数据采集卡。数据采集卡以美国TI公司生产的高性能TMS320DM642DSP处理器为中央处理器,前端配合ADI公司的AD7606模数转换器,以PCI接口形式直接嵌入数控系统实现对数控设备运行状态的实时监控。全文从软硬件两个方面介绍了数据采集卡的设计原理和方法,并最终实现采集卡开发。数数据采集卡的硬件电路采用模块化设计,主要包括DSP最小系统设计(包括电源电路、复位电路、时钟电路、JTAG接口电路和配置电路)、AD采集模块设计、DSP外扩存储器模块设计和PCI接口模块设计。在PCB设计阶段,充分考虑板卡电磁兼容性(EMC),并根据本课题的实际情况介绍了高速数字电路板PCB设计的注意事项和设计技巧。系统软件包括定时喂狗、AD转换控制和数据通信程序,DSP脱机工作程序,FIR数字滤波器设计以及FFT程序设计。通过比较DSP程序处理结果和MATLAB程序运行结果,验证了板卡性能指标。