隨機(jī)脈沖信號采集卡的設(shè)計(jì)

4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
信號采集卡由單片機(jī)80C196控制，其中單片機(jī)除負(fù)責(zé)隨機(jī)脈沖信號的采集外，還承擔(dān)著將相關(guān)的數(shù)據(jù)(如雷達(dá)中的載頻數(shù)據(jù)和方位數(shù)據(jù))與隨機(jī)脈沖數(shù)據(jù)組織成一個(gè)完整的信號數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的任務(wù)。圖5為采集卡主程序框圖，其工作流程為：首先80C196通過讀取主機(jī)(PC機(jī))送過來的命令字，設(shè)置采集卡工作模式，執(zhí)行相應(yīng)的工作子程序。圖6為其中的測量模式下子程序流程，其工作過程為：首先初始化設(shè)置測量模式，允許HIS中斷。在脈沖出現(xiàn)時(shí)，啟動(dòng)測量中斷處理程序(HIS中斷)工作，啟動(dòng)80C196內(nèi)部的A／D轉(zhuǎn)換器，對輸入的隨機(jī)脈沖的幅度進(jìn)行測量，同時(shí)讀取脈沖到達(dá)的時(shí)間及脈沖寬度等數(shù)據(jù)并送到采樣緩沖區(qū)，退出HIS中斷。然后將采集到的隨機(jī)脈沖數(shù)據(jù)和同時(shí)采集到的其他相關(guān)數(shù)據(jù)(如雷達(dá)中的載頻數(shù)據(jù)、方位數(shù)據(jù)等)存入發(fā)送緩沖區(qū)，最后按照約定的數(shù)據(jù)格式組織成數(shù)據(jù)塊存入大深度“先進(jìn)先出(FIF0)”緩沖器，再通知主機(jī)讀取這些數(shù)據(jù)。為保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐暾裕笊疃菷IF0被組織成雙緩沖區(qū)結(jié)構(gòu)，以流水線方式輪流寫入和讀出信息，從而避免了信號錄取卡的CPU和主機(jī)CPU同時(shí)讀／寫FIF0時(shí)可能出現(xiàn)的數(shù)據(jù)丟失現(xiàn)象。在采集模式下則需啟動(dòng)高速A／D采集電路工作，并按照波型顯示的要求組織數(shù)據(jù)，然后再送到主機(jī)處理。

5 結(jié)論
該采集卡設(shè)計(jì)采用80C196單片機(jī)、8位高速A／D轉(zhuǎn)換的TLC5540及EPLD器件實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)、鎖存和其他邏輯電路，并巧妙利用80C196單片機(jī)的高速輸入通道(HSI)的中斷特性，不僅實(shí)現(xiàn)了對隨機(jī)脈沖信號的幅度測量或脈內(nèi)波形數(shù)據(jù)采集，同時(shí)還記錄脈沖到達(dá)時(shí)間及脈寬，解決了數(shù)據(jù)采集卡在采集隨機(jī)窄脈沖信號存在的采集數(shù)據(jù)量大且不能實(shí)時(shí)處理的問題。該采集卡已成功應(yīng)用于某型雷達(dá)偵察設(shè)備中的信號錄取，完全可實(shí)時(shí)采集、處理接收到的雷達(dá)脈沖信號并送往主機(jī)，通過主機(jī)進(jìn)一步對采集的信號進(jìn)行分選和處理，可完全實(shí)時(shí)顯示采集到的雷達(dá)脈沖波形。實(shí)際應(yīng)用表明設(shè)計(jì)的采集卡工作穩(wěn)定可靠，可采集的最窄脈沖不小于O．1μs，對周期不大于25 kHz的連續(xù)脈沖在測量方式下可實(shí)現(xiàn)不間斷采樣。