浅谈PCI总线数据采集卡的运用

摘 要数据采集研究的是数据信息的获取、存储、处理及控制。信息社会的发展，在很大程度上取决与信息与信号处理技术的先进性。本文以PCI的意义出发，讨论了PCI数据采集卡在工业生产及其他领域中的运用。

关键词PCI总线；数据采集；运用

中图分类号TP文献标识码A文章编号1673-9671-(2011)071-0108-01

1PCI的意义

信息与信号处理技术的先进性是信息社会发展的一个重要标志。而研究数据信息的获取、存储、处理及控制等内容的数据采集就是信息科学的一个重要分支。数字信号处理技术的出现改变了信息与信号处理技术的整个面貌，而数据采集作为数字信号处理的必不可少的前期工作在整个数字系统中起到关键性、乃至决定性的作用，其应用已经深入到信号处理的各个领域中。

PCI是外设部件互连标准的缩写，它是一种不依附于某个具体处理器的局部总线。从结构上看，PCI是在CPU和原来的系统总线之间插入的一级总线，具体由一个桥接电路实现对这一层的管理，并实现上下之间的接口以协调数据的传送。PCI作为一种高性能的计算机局部总线，近年来早己成为主流的计算机内部总线。当前主流PC中的PCI总线拥有33MHz工作频率、32bit位数据位宽，和最大132MB/s的传输速度，非常适于一些高速外接设备与PC进行数据通信。

2PCI数据采集卡在工业生产中的运用

在工业生产中，工厂质量检验是质量体系中的一个重要要素。即使在现代质量管理中，质量检验也起着十分重要的作用。当今的企业竞争日益激烈，而企业竞争的核心就是技术的竞争因此，检验设备是提高工业生产工作效率的重要手段。只有检验的速度，提高检验的精度，使检验的操作方式更简易，才能保证企业在竞争中立于不败之地。

以基于数据采集卡PCI8735的检测设备为例，PCI8735是13位的低损耗多功能数据采集卡，具有独特的电路设计和完善的数据采集与控制功能，支持即插即用，具有FIFO的高速缓存，可灵活设定输入类型和范围，具有32通道单端、16路双端模/数输入（AI/DI）、16通道数字输出（DO），采集速率可达500kHz。

在工业生产过程中，应用PC较强的数据输入输出功能，用模拟量输入通道实时采集产品爆破时的压力、流量信号，再用其数字量输出控制产品升降、充气、指示灯等。PCI8735数据采集板卡插在计算机主机PCI插槽内，通过PCL10168通讯电缆与外围接口电路连接，可完成实验装置与计算机之间的数据通讯，构成工业运用系统的硬件电路。而由电源电路、信号输入电路、滤波电路、输出控制电路可构成工业运用系统的外围电路。信号输入电路包括压力传感器和质量流量计。压力传感器的量程为0-5KPa，对应输出為4-20mA直流信号，质量流量计的量程为0-60l/min，对应输出为4-20mA直流信号。滤波电路由滤波器抑制高频干扰；隔离电路光耦隔离；控制电路采用双光耦组成推挽式电路，并用三极管放大驱动若干个继电器。一个系统的正确与否，不仅取决于系统的设计思想和方法，同时还取决于系统的抗干扰措施。可以运用以下方法完成抗干扰的操作：电源干扰：用滤波器抑制高频干扰。工业用电中含有多种高次谐波，它们很容易经电源进入数据采集卡，从而造成数据采集错误。抑制空间电磁干扰：将普通的信号线换成屏蔽线，屏蔽层良好接地，使现场中的干扰信号不容易串入系统。信号传输通道抗干扰：用光电耦合器对系统输入输出通道从电气上隔离开来，有效地防止干扰的侵入。在工业系统中，企业可通过电脑中的VB模块文件，调用API函数，直接控制数据采集卡的工作，通过VB中的ADO控件访问ADO数据库，并采用先进的SQL数据库查询技术，从而使数据的查询、搜索更加快捷和方便。工业生产过程中运用该系统，可降低了工业检验人员参与的成分，降低了工业检验人员的工作压力和劳动强度，大大提高了检验质量。

3PCI数据采集卡的其他运用

数据采集是系统获取外界信息的重要手段，被广泛应用于状态监测、智能仪表、自动控制以及故障诊断等多种领域。以往大多是运用基于ISA总线的数据采集卡，这种结构传输速率太低，满足不了数据高速传输的需求。PCI总线具有高性能、低成本、开放性、独立于处理器、软件透明等许多有点，是目前极为流行的的计算机局部总线。而PCI数据采集卡的发展运用，是伴随着硬件技术的发展而发展起来的。PCI作为局部总线，一边与处理器和存储器总线接口；另一边为外设扩展提供了高速通道。33MHz、32位的PCI总线可以实现132MB/s的数据传输速率；64位的PCI总线性能加倍。在实际工作中，可以利用PCI总线将采集数据直接传到系统内存，可有效解决数据的实时传输和存储，为信号的实时处理提供方便。PCI总线数据采集卡还可以在Windows XP操作系统下，进行实时过程测控，其原理是通过WDM设备驱动程序设计的方法，使程序获得在系统核心态执行的能力，最终实现实时过程监控，具有工作可靠性高，动作完成精确到位，测控软件具有良好的易用性等优良特质。又如，在电机控制的实际应用过程中，需要实时采集和处理电机的工作电流，实际的转速，电枢的温度等数据。而PCI数据采集卡在电机控制中的运用，可先将采集到的数据通过PCI总线高速传输到主机内存，然后再进行后期的分析和处理，实现了数据的高速采集与传输。能满足工作中由于信号的持续时间短，需要采集的数据量大，需要很高的采集频率进行数据采集的需要。随着PCI总线的普及应用，基于PCI总线的采集系统设计有十分广阔的前景。

参考文献

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作者简介

喻双林，男，江汉大学，07通信班。