数据采集与处理技术第9章.ppt

,9.18255A可编程外围接口芯片,9.2PS-2304数字量IO接口板简介,9.3BCD码并行数字信号的采集,第9章数字信号的采集,9.4车速脉冲信号的采集计数,第9章数字信号的采集,传送方式,并行,串行,数字信号的采集与其传送方式有关。,采集方法,用8255芯片采集并行数据,用RS-232口采集串行数据,第9章数字信号的采集,9.18255A可编程外围接口芯片,1.用途和结构,用途:,用于接收并行传输的数字信号、脉冲信号和开关信号。,结构,其引脚和内部结构如图9.1所示。,9.18255A可编程外围接口芯片,图9.18255A-5引脚和内部结构框图,PA7PA0,PC7PC4,PC3PC0,PB7PB0,D7D0,计算机,外界,A1,A0,RESET,(b),9.18255A可编程外围接口芯片,由此图可知：,8255有3个端口,端口A是一个8位数据输出输入锁存器。,端口B是一个8位数据输入输出锁存器。,端口C是一个8位数据输出输入缓冲器。,端口C还可以分成两个4位的端口。,9.18255A可编程外围接口芯片,有2组控制器,A组：,控制端口A和端口C的高4位,B组：,控制端口B和端口C的低4位,有数据总线缓冲、读写逻辑芯片,2.工作方式,8255A芯片有三种工作方式。,9.18255A可编程外围接口芯片,方式0,基本的输入输出方式，,特点,任何端口都可用做输入/输出输出可被锁存，输入不能锁存有16种输入输出组态,方式1,选通的输入输出方式。,9.18255A可编程外围接口芯片,特点,A、B组各有一个8位数据口和一4位控制数据口8位数据口的输入输出均可锁存端口C的4位传送8位数据口控制状态信息,它与方式0的不同之处在于：,借助选通或应答式联络信号，把IO数据与指定的端口进行发送或接收。,9.18255A可编程外围接口芯片,方式2,带联络双向总线IO方式。,注意：,此方式仅用于A口。,特点,有一个8位双向数据口和一个5位控制端口C输入输出均可锁存4位控制口用于8位数据端口的控制状态信息,9.18255A可编程外围接口芯片,需要说明：,在方式1和方式2中，并未将端口C的所有位都用于传送控制状态信息，剩余的各位仍然可以通过编程设定为输入输出用。,以上介绍的各种工作方式及组态，都可以通过对8255A的初始化来实现。,9.18255A可编程外围接口芯片,3.初始化,8255A的初始化,将一个8位控制码写入8255A的控制寄存器。,基本要求：,为了能正确地写入控制字，先要了解8255A控制寄存器中各位的情况。,8255A控制寄存器如图9.2所示。,9.18255A可编程外围接口芯片,置方式标志：,方式选择：,端口A：,端口C高端：,方式选择：,端口B：,端口C低端：,图9.28255A控制寄存器,00=方式0；01=方式11X=方式2,1=有效,1输入，0输出,1输入，0输出,0=方式0，1=方式1,1输入，0输出,1输入；0输出,9.18255A可编程外围接口芯片,8255初始化,对8255控制寄存器的各位赋值。,【例9.1】设8255A的控制寄存器的地址为63H，初始化A、C口为输入口，B口为输出口。编写对8255A初始化的汇编程序。,解：,确定控制码：,10011001,8088汇编程序如下：,9.18255A可编程外围接口芯片,MOVAL，63HMOVDI，ALMOVAL，10011001B；置A、C口为输入口，B口为输出口OUTDI，AL；把10011001B写入8255A控制寄存器,第9章数字信号的采集,9.2PS-2304数字量IO接口板简介,1.概述,主要性能,为PCISA总线型接口板，广泛用于PC微机。,板上有三片8255A芯片及若干个逻辑器件组成，通过编程自由设定输入输出。,9.2PS-2304数字量IO接口板简介,2.主要技术指标,输入输出路数：,输入输出电平：,控制方式：,电源要求：,72路,TTL,程序查询或中断服务,DC+5V，耗电流500mA,环境温度：,-1050,9.2PS-2304数字量IO接口板简介,2.使用,地址开关的设定,PS-2304板卡上有一个地址开关K，如图9.3所示的。,图9.3地址开关K,ON,1,A5,2,A6,3,A7,4,A8,5,A9,6,A10,7,9.2PS-2304数字量IO接口板简介,设定其各位，就可以确定板卡端口及控制寄存器的地址。,由图9.3可以知道，地址开关K为6位有效。ONOFF状态与计算机地址线位内容对应关系是：,ONAn=1,OFFAn=0,9.2PS-2304数字量IO接口板简介,地址开关位与计算机地址线位的对应关系如下：,K1A5,K2A6,K3A7,K4A8,K5A9,K6A10,K的地址范围为0300031F，共32个连续地址。,9.2PS-2304数字量IO接口板简介,表9.1PS-2304板地址分配,芯片,A口,B口,C口,控制寄存器,JC9,0300H,0301H,0302H,0303H,JC10,0304H,0305H,0306H,0307H,JC11,0308H,0309H,030AH,030BH,0318H031BH写入：开中断,031CH031FH写入：关中断,9.2PS-2304数字量IO接口板简介,板上接口插座,9.2PS-2304数字量IO接口板简介,Z1，Z2插座各脚号与8255A的三个端口对应关系如图9.5(a)所示。,Z3插座各脚与8255A的三个端口的对应关系如图9.5(b)所示。,9.2PS-2304数字量IO接口板简介,接口板初始化,【例9.2】将8255A芯片设置成24路输入状态。,解：,其控制命令字为,10011011B，,即十六,BASIC语句为：,OUT设置段地址为7000HMOVES,AXMOVDI,1;设置内存起始单元MOVDX，302H;设置状态口地址WAIT1：INAL，DX;读入状态信息TESTAL，01H;检查状态信息是否为1JNZWAIT1;若为1，循环等待测头离;开前一个采样点WAIT2：INAL，DX;从状态口读入状态信息TESTAL，01H;检查状态信息是否为0,9.3BCD码并行数字信号的采集,JZWAIT2;若为0，循环等待测头接触工;件的另一个采样点CALLACQUDATA;调用数据采集子程序CALLHCONVT;调用数据拆分子程序CALLSTORE;调用数据存储子程序POPAXPOPDIPOPSIPOPDS;恢复原数据段地址POPBP;恢复原基址寄存器指针,9.3BCD码并行数字信号的采集,RET;退出汇编程序PORTENDP；采集数据ACQUDATAPROCNEARPUSHDXPUSHSIPUSHDIPUSHAXPUSHCXMOVAL,10011011B;设置控制字,9.3BCD码并行数字信号的采集,MOVDX,307H;初始化8255三口为输入口OUTDX,ALMOVDX,304HINAL,DX;A口采集第一组BCD码MOVDI,OFFSETBCD1MOVDI,AL;存入BCD1中保存MOVDX,305HINAL,DX;从B口采集第二组BCD码MOVDI,OFFSETBCD2MOVDI,AL;存入BCD2中保存,9.3BCD码并行数字信号的采集,MOVDX,306HINAL,DX;从C口采集第三组BCD码MOVDI,OFFSETBCD3MOVDI,AL;存入BCD3中保存POPCXPOPAXPOPDIPOPSIPOPDXRETACQUDATAENDP,9.3BCD码并行数字信号的采集,；把一组BCD码拆分成二个4位二进制码HCONVTPROCNEARPUSHBXPUSHSIPUSHDIMOVBX，OFFSETBCD1;BCD1的地址送入BX寄存器MOVSI，OFFSETBIN11;BIN11的地址送入SI寄存器MOVDI，OFFSETBIN12;BIN12的地址送入DI寄存器,9.3BCD码并行数字信号的采集,CALLHCONVTSUB;对第一组BCD码进行拆分MOVBX，OFFSETBCD2;BCD2的地址送入BX寄存器MOVSI，OFFSETBIN21;BIN21的地址送入SI寄存器MOVDI，OFFSETBIN22;BIN22的地址送入DI寄存器CALLHCONVTSUB;对第二组BCD码进行拆分,9.3BCD码并行数字信号的采集,MOVBX，OFFSETBCD3;BCD3的地址送入BX寄存器MOVSI，OFFSETBIN31;BIN31的地址送入SI寄存器MOVDI，OFFSETBIN32;BIN32的地址送入DI寄存器CALLHCONVTSUB;对第三组BCD码进行拆分POPDIPOPSIPOPBX,9.3BCD码并行数字信号的采集,RETHCONVTENDP；拆分BCD码HCONVTSUBPROCNEARPUSHCXMOVAL，BX;将BX寄存器中的内容传送到AL寄存器MOVCL，4;确定移位次数（4次）SHRAL，CL;将AL逻辑右移4次MOVSI，AL;将AL中的内容传送到SI,9.3BCD码并行数字信号的采集,MOVAL，BX;将BX中的内容传送到ALANDAL，0FH;屏蔽高4位MOVDI，AL;将AL中低4位的内容传送到DIPOPCXRETHCONVTSUBENDP；把数据存入内存STOREPROCNEARPUSHES,9.3BCD码并行数字信号的采集,PUSHSIMOVSI,OFFSETBIN11MOVAL,SIMOVBYTEPTRES:DI,AL;把BIN11中的内容送入内存单元1INCDI;内存单元地址+1MOVSI,OFFSETBIN12MOVAL,SIMOVBYTEPTRES:DI,AL;把BIN12中的内容送到内存单元2,9.3BCD码并行数字信号的采集,INCDI;内存单元地址+1MOVSI,OFFSETBIN21MOVAL,SIMOVBYTEPTRES:DI,AL;把BIN21中的内容送到内存单元3INCDI;内存单元地址+1MOVSI,OFFSETBIN22MOVAL,SIMOVBYTEPTRES:DI,AL;把BIN22中的内容送到内存单元4,9.3BCD码并行数字信号的采集,INCDI;内存单元地址+1MOVSI,OFFSETBIN31MOVAL,SIMOVBYTEPTRES:DI,AL;把BIN31中的内容送到内存单元5INCDI;内存单元地址+1MOVSI,OFFSETBIN32MOVAL,SIMOVBYTEPTRES:DI,AL;把BIN32中的内容送到内存单元6,9.3BCD码并行数字信号的采集,POPSIPOPESRETSTOREENDPEND,以上程序在计算机内存中段地址为7000，起始单元为1的连续6个内存单元中存放采集到的X坐标位移值。,9.3BCD码并行数字信号的采集,对于Y、Z坐标值，同样可参照以上介绍的方法，完成坐标位移值的采集、拆分和存储等操作。,下面的程序完成还原十进制实数的操作。,DECLARESUBPORT()CALLPORTDEFSEG=&H7000设定内存段地址为7000H,DCLZ源程序如下：,9.3BCD码并行数字信号的采集,A11=PEEK(1):A12=PEEK(2)从内存单元1、2中读数据并赋予A11、A12B11=PEEK(3):B12=PEEK(4)从内存单元3、4中读数据并赋予B11、B12C11=PEEK(5):C12=PEEK(6)从内存单元5、6中读数据并赋予C11、C12DEFSEG取消设定的内存段地址A11$=STR$(A11):A12$=STR$(A12)数值型数据转换成字符型数据B11$=STR$(B11):B12$=STR$(B12)数值型数据转换成字符型数据,9.3BCD码并行数字信号的采集,C11$=STR$(C11):C12$=STR$(C12)数值型数据转换成字符型数据X$=A11$+A12$+B11$+.+B12$+C11$+C12$X=VAL(X$)将字符串还原成十进制实数（X坐标位移值）X=INT(X1000+0.5)/1000LOCATE4,52:PRINTSPACE$(10)LOCATE4,52:PRINTXEND,9.3BCD码并行数字信号的采集,将以上汇编程序编译成一个目标文件，并与DCLZ程序的目标文件连接成一个数据采集程序CAIZI。,运行CAIZI程序，即可将X坐标位移值从8255板卡经内存单元传送到相应的QuickBASIC程序中去。,第9章数字信号的采集,9.4车速脉冲信号的采集计数,1.车速脉冲信号的变换,问题提出：,在对车辆的车速进行路面测试时，如何得到车辆的直线行驶速度？,9.4车速脉冲信号的采集计数,解决方法：,一般在车辆的后部增加一个测量轮。测量轮的旋转轴上套装一个有60个齿的齿盘。,9.4车速脉冲信号的采集计数,在齿盘上,在侧面装反射式光电传感器面对圆周装磁阻式传感器,9.4车速脉冲信号的采集计数,9.4车速脉冲信号的采集计数,工作原理：,当齿盘旋转一个节距时，传感器转换输出一个近似于正弦波的信号，该信号经滤波、放大和整形后，变成一个脉冲信号，齿盘旋转一周，传感器转换输出60个脉冲。,由于测量轮是一个从动轮，即车辆前进时带动该轮旋转。测量轮的圆周速度就是车辆的车速，因此有如下关系：,9.4车速脉冲信号的采集计数,式中D测量轮直径（mm）N测量轮转速（rmin）由式（9-1）可知，只要测量出测量轮的转速，就可以得到车辆的车速。那么，如何得知测量轮转速N呢？,9.4车速脉冲信号的采集计数,由于测量轮每转一周输出60个脉冲，只需用计数器对脉冲信号在一秒钟内计数，然后按一定关系式可算出转速。2.脉冲信号的处理设计数器的计数值为C，测量轮每转一周传感器输出的脉冲数为P，计数时间为t，测量轮转速为N（r/min），则有如下关系式成立：,9.4车速脉冲信号的采集计数,整理式（9-2），可得到测量轮转速的公式：,9.4车速脉冲信号的采集计数,用式（9-3）计算出测量轮的转速N，然后将N代入式（9-1)，即可得到车辆的车速。,由此可知，关键是知道t秒内的脉冲计数值。,9.4车速脉冲信号的采集计数,3.脉冲信号的采集计数,采集计数方法,硬件采集计数软件采集计数,脉冲信号硬件采集计数,自习。,9.4车速脉冲信号的采集计数,软件采集计数,该方法只需要很简单的接口电路，再配以相应的程序，就能完成脉冲信号的采集计数。,脉冲信号采集接口,接口电路如图9.8所示。,9.4车速脉冲信号的采集计数,9.4车速脉冲信号的采集计数,脉冲信号采集计数程序的编程,在用程序对脉冲信号计数时，仅在脉冲上升沿到来时计数，其它时候均不计数，如图9.9所示。,图9.9用程序对脉冲信号计数,计数,9.4车速脉冲信号的采集计数,设8255的端口地址如表9.2所示。,表9.28255A端口地址,IO口,地址,A口,B口,0305H,C口,0306H,控制寄存器,