原创 EPP高速数据采集与LabVIEW接口实现

 2009-3-29 22:34  2382 6 6 分类: 测试测量

EPP高速数据采集与LabVIEW接口实现
作者：袁晓明，叶　平，刘　春时间：2006-10-31 来源:

摘　要：介绍了EPP高速数据采集的方法及其在LabVIEW下的接口实现。通过直接对端口的操作，可以用LabVIEW直接产生EPP读写时序，配合外部FIFO和握手电路，完成地址的写出与数据的读入。再利用LabVIEW本身的图形工具，可以方便地构成数据的波形显示及对数据的各种处理。关键词：LabVIEW；EPP；数据采集；FIFO 引　言可以实现PC机数据采集的接口很多，如ISA，PCI，EPP，USB 等，其中最容易实现，而且性能很稳定的模式就是EPP模式。EPP指增强型并行接口标准(EnhanceDParalleL Port) ，他电路实现简单、时序稳定、与所有软件接口容易实现、支持各种采样速度，是用做数据采集比较理想的接口。LabVIEW是现在应用广泛的虚拟仪器开发软件，他将数据采集与分析上的大多数方法都模块化，以供用户任意组合。其强大的图形显示能力及数据分析处理能力，不但降低了软件开发难度，而且提高了用户界面的可视性。用LabVIEW驱动EPP接口进行数据采集，不但实现方法简单，而且可以利用LabVIEW的显示与分析工具，免去了买采集卡的昂贵费用和复杂的图形界面程序编写，具有经济上和实现上的双重优势。采集卡硬件电路设计 EPP模式实现了主机驱动的非对称双向数据传输，系统可获得500kB/s～2MB/s的传输率。他是面向主机总线的，其所有的时序都由主机发出。首先，主机发出一个时序周期，然后把寻址地址发送到总线上，当主机产生地址选通信号时，地址就由外部电路锁存。数据传输由数据选通信号进行。当被寻址器件应答一个准备好信号时，这个周期就被接收了。 EPP提供了数据写周期、数据读周期、地址写周期、地址读周期4种数据传送周期。图1为常用的EPP握手硬件电路。每个读写周期都会按照图1所示时序由硬件产生握手信号。其中握手信号nWait之前的2个非门是为了进行一定的延时，以保证数据读周期内的正确性。大于EPP总线传输率的采样需要用到FIFO(先入先出高速缓存) ，采样周期一般为主机先发出一个地址写周期，锁存地址信息，再发出控制命令，控制外设开始进行采样，然后等待数据写进FIFO。FIFO满标志(FF) 为低时，主机发出控制或地址命令停止采样，再将FIFO中数据读进主机。 FIFO常用的是IDT720X 系列。A/D转换器应选用高速型。本设计选用的是IDT7203- 35和Analog公司的8位40M的ADC9057-8-40芯片。采样电路如图2所示。AD9057采样周期如图3 所示，在一个编码周期内的上升沿，芯片将Ain脚接入的模拟量转换为数字量。FIFO在同一个周期的下降沿将信号锁存，因此AD9057可以与FIFO共用一个时钟信号。这样，在一个时钟周期内就可以完成一次采样工作。 LabVIEW接口设计利用LabVIEW下“Portin”和“Portout”节点，可以对计算机的端口直接读写。常用的计算机的并口基地址是378H，该地址可以在设备属性部分查出。EPP的相关的地址如表1所示。 LPT1378H可写并口状态字379H可读并口控制字37AH可写EPP地址端口37BH可产生连续的读写操作EPP数据端口37CH可产生连续的读写操作LabVIEW实现连续采样的框图如图4所示。当用函数发生器产生1M的正弦波校验采集效果时，得到图5显示的波形。关键技术 (1) nWait信号对时序要求较高，应适当选取延时，否则读的信号可能为总线在读操作前的信号。 (2) 应给FIFO一定的时间写入信号，并且在满标志出现后，应关闭FIFO的编码输入(ENCODE 脚) ，否则数据将继续写入FIFO。结　语利用EPP并口和LabVIEW虚拟仪器软件，较容易实现数据信号的采集和处理，是经济稳定的数据采集方法，可广泛用于自制的仪器内测量超声波、振动等信号。