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1、 一、单元光电信号的数据采集与微机接口 引言： 1、 计算机的数据采集都要在软件的控制下进行。 2、 计算机软件通过接口硬件控制采样/保持电路、A/D转换器、数据传送电路等完成采集数据工作。 3、 软件和硬件的结合是通过微机主板上的扩充插槽完成的。 4、 扩充插槽的信号线均为TTL逻辑电平，信号的负载能力为两个低功耗的TTL门。 1、微机的总线及主板接口 1）常用的总线类型:： PC、PCI、USB、工业总线(STD)，IEEE-488总线； 2）常用的总线接插槽 ： PCI(5-6个) ，工业总 线(STD)，IEEE-488总线； 与A/D接口板通过扩展接插槽接受CPU发出的控制命令和传送
2、数据32位/64位。 常用的总线接插槽信号 GXD（地） B1 RESET B2 + 5V B3 IRQ2 B4 - 5V B5 DRQ2 B6 - 12V B7CARD SLCTO B8 + 12V B9 GND （地 B10 MEMW B11 MWMR B12 IOW B13 IOR B14 DACK3 B15A1 I/O CH CK A2 D7 A3 D6 A4 D5 A5 D4 A6 D3 A7 D2 A8 D1 A9 D0 A10 I/O CH RDY A11 AEN A12 A19 A13 A18 A14 A17 A15 A16常用的总线接插槽信号 A16 A15 A17 A14
3、A18 A13 A19 A12 A20 A11 A21 A10 A22 A9 A23 A8 A24 A7 A25 A6 A26 A5 A27 A4 A28 A3 A29 A2 A30 A1 A31 A0DRQ3 B16 DACK1 B17 WRQ1 B18 DACK0 B19 CLK B20 IRQ7 B21 IRQ6 B22 IRQ5 B23 IRQ4 B24 IRQ3 B25 DACK2 B26 T/C B27 ACE B28 +5V B29 OSC B30 GND（地）B31常用的总线接插槽信号 3）如图标准插槽各管脚线如下: OSC : 信号源供CPU 各路时钟信号用。T=70ns,占
4、空比 50% CLK: 是频率为4.77MHz的时钟输入信号是OSC 三分频得 到的。T=210ns,占空比为 1/3(或 2/3),一般采用 1/3, 即一个周期内高电平持续70ns,低电平持续140ns。 RESET DRV： 信号复位驱动信号，用输出高电平有效,它是 8284 时钟发生器的Reset 经两次反向门驱动后输出。 A0-A19： 20 位地址输出信号，主要是用于对存储器读写时 提供地址信号。20 位地址可寻址 1MB 空间。 D0D7： 数据线用数据的传输，存储器上的设备通过 D0D7 来传送数据包（MEN，I/O）等。 ALE： 地址锁存允许信号是一个输出信号，高电平有效，
5、用 保持 A0A9 的地址信号的，（锁存）在DMA 时低电平无效。 I/O CH RDY： I/O 准备好信号，是一个高电平有效输入信号，通常 保持为高电平，当设备没有准备好时，该信号为低电平， 可插入等待用期 tw，供设备有足够的时间读写数据，由多 个设备共用这一条线常用线或地形式接入。 IRQ2IRQ7： 中断请求接入信号，可连接 5 个中断源，由 8259 中 断控制其进行管理。 IOW： I/O 写信号是由 8088 发出的经 8288 总线控制输出的 一个信号低电平有效，在DMA 操作时，则由DMA 控制器发 出，该命令将数据总线上的数据进行接收，为了保持数据 能可靠的接收写入 I/
6、O 口，I/O 设备应当在 IOW 非信号发 结束前将数据取走。 IOR： I/O 读信号是由 8088 发出的经 8288 总线控制输出的 一个信号低电平有效，在DMA 操作时，则由DMA 控制器发 出，该命令将数据总线上的数据进行接收，为了保持数据 能可靠的读入 I/O 口，I/O 设备应当在 IOR 非信号发结束 前将数据送出。 MEMW： 存储器写信号，低电平有效，命令将数据总线上 的数据写入到指定的存储单元中去，该信号由 8288 总线控制器发，在 DMA 操作时，由 DMA 发出，由 I/O 口将数据送到数据总线，然后将数据写到指定的内存 单元，数据总是在该信号结束前写入，因为这时
7、是数 据线上的数据才稳定。 MEMR： 存储口读命令低电平有效，命令将地址总线上指 定的存储器上的数据读到数据总线，该信号由 8088 产生经 8088 总线控制器发出，在 DMA 操作时，则由 8237DMA 控制器发出，由地址总线指定的存储单元取 出数据并放到数据总线上，然后由IOW 非命令，将数 据写到 I/O 上去。 DRQ1DRQ3： 直接存储器请求（1-3），它是高电平有效的输入 信号，分别由请求 DMA 服务的三个 I/O 设备来发出， 直接连到 8237DMA 控制器，请求的优先，DRQ1DRQ2 DRQ3，当 8088 接收请求后，让出控制权，由 DMA 控制三总线对数据传输
8、。（ DRQ0，最高用RAM 的动态刷 新）。 DAK0DAK3: 由 DMA 控制器发出 ,低电平有效的应答信号， 8237DMA 控制总线进行数据传送工作。DAK0 由系统内 的 8253 定时器产生并直接连入 8237DMA 控制器的 0 通道，用于存储的刷新。DAK2 用于软盘服务。 DAK3 用于硬盘服务。 DAK1用于 8237DMA 控制的回答信号。 AEN： 地址允许信号是一个高电平有效的输出仪号，由 DMA 控制器发 出，该信号有效时表明DMA 控制器只控制了系统总线；处理器和其它 器件已和 I/O 断开，这时地址总线上送出的地址就不能I/O 口地址来 使用，因为在DMA 操
9、作时，地址是存储器的地址，不能做I/O 用，若 不加限制有可能误以为 I/O 地址，操作失误。 T/C： 计数结束信号是高电平有效的输出信号，由 DMA 控制发出，它表 明此时 DMA 通道传输结束。 CARD SLCD : 插件卡选中信号，该信号仅用于插入在等 8 个口扩冲插槽中的插 件卡，它是该插件向主机发出的已被选中的信号，该信号将引导系统 对该卡进行读出和写入操作，该信号在插件卡上应用集电极开路门来 驱动，低电平有效。 4）扩充插槽上供电引脚及地线 +5V 5V 直流供电，可供插件卡使用，有两引脚，（4.755.25） +12V 12 直流供电，有一条（）1.412.6V） -5V -
10、5V 直流供电，有一条（-4.5 -5.5V） -12V -12V 直流供电，有一条（-10.8- -13.V） GND 直流地线，即直流电源和机架的接地线，共有三条线。 2、 单元光电信号I/O数据采集卡译码器ADO809 数据采集卡： 1）有 8 个输入/输出口，可测量 8 个点的光照度。 2）ADO809 的数据线直接和计算机的扩充插槽相连。 3）计算机的低 10 位地址线，读线 RD，写线 WR 及地址允许信号 AEN 亦通过插槽送到译码器给出 ： 2F1：为启动 ADO809 的启动信号。 2F2：为使 74LS374 设置所选用的输入通道。 2F3：用来查询 ADO809 是否转换
11、完毕。 2F4：经常 74LS04 反相后送到 AD0809 的数据有效控制线 OE。 单片机与接口电路图#INDUDE（DOS.h） #indude (conio.h) Main() Int ready=0 Unsigned char result=0; Outportb (0x2f2,2) ;/设置端口腔3 While (1); /启动 AD Ready=inportb (0x2f3) Ready=ready (ready=1) Break; /查询 AD 转换完否 Result=inportb (0x2f4) Printf(“n result=%d”,result) 高速转换器高分辩率转
12、换器第四节 视频信号的数据采集与微机接口 前言：视频信号的分类： 线阵 CCD 行同步视频信号； 面阵 CCD 视频信号； 电子束摄像管摄像机发出各种制式的视频信号。 （4）场同步的复合同步的视频信号 。 一、线阵 CCD 十六位A/D 数据采集原理 对于 TCD1200D（2160 像素单元）的线阵 CCD 进行十六位数 采集分同步和异步： 同步：采集命令由CCD 驱动器发出，并与 CCD 输出的视频调幅 脉冲相同步。 异步：由计算机通过软件发出命令 。 介绍十六位 A/D 同步数据采集： 电路组成： 由数据采集接口板，CCD 驱动器，软件三大部分组成。 a. 数据采集接口板： 由十六位 A
13、/D 转换器，数据存储器；地址发生器；控制器；计算机接口电路等五部分组成。 b. A/D 转换器： 线性精度0.003%FSR，转换时间17us，将 16 位数据分时送出高 8 位，低 8 位； c.数据存储器： SRAM6264 为 8K 字节，8 位静态存贮器，存取时间不大于 0.1 us。 d地址发生器： 4 片 74LS161 构成 8K 地址空间的计数器。 对 TCD1200D 进行数据采集时，只用 4K 地址，分高 8 位， 低 8 位传送。 e控制器： 由一系列的单稳，多稳态触发器构成控制信号，控制 A/D，将其数据存入 SRAM、控制地址发生器等。 在时钟控制信号作用下协调工作
14、 SP的下降沿启动 A/D 转换器。 数据转换完成，Data Ready 上升沿数据转换完成。 CM 发二个脉冲信号将数据送 SARM 中，直到 CCD 在一 个周期内输出的 2048 个信号全部转换成数字量为止。 当计数器 Q 变高电平时，计算机开始接收数据，分高低 字节读入内存。 高分辩率转换器D+7A板CCD外围电路D口A/D A口处理电路视频放大CCD采样保持CPU同步信号T图7-22 一般数字图像处理系统一般数字图像处理系统构成二、 图像数据采集系统的构成 （一） 以存储器为中心的处理系统 软件 图像运算处理设备 图像输入设备 存储器 图像输出设备 控制 CCD 摄像 机数字化器 帧 存 储 器监视器显示逻辑微机图7-24
