基于ISA總線的ADC板卡設(shè)計(jì)

2 硬件電路

本轉(zhuǎn)換卡的硬件電路由數(shù)字總線緩沖器、讀/寫地址控制/譯碼器、板號(hào)產(chǎn)生電路、a/d轉(zhuǎn)換電路、自檢電路、電源電路等組成。圖1所示是其硬件系統(tǒng)組成框圖。

2．1 isa總線接口與控制電路

isa總線接口與控制電路電路如圖2所示。該電路由數(shù)據(jù)總線緩沖器、讀/寫地址控制/譯碼器、板號(hào)產(chǎn)生電路等組成，輸入來自isa總線的數(shù)據(jù)信號(hào)（如ior、板號(hào)產(chǎn)生電路u2（74ls688）輸出地址有效信號(hào)adr，其具體地址由地址撥碼開關(guān)swdip確定，本板卡中的地址為0x270h～0x277h；讀/寫地址控制/譯碼器u4、u5（74ls138）可用于形成該板卡的讀寫片選信號(hào)r27xh/w27xh（x代表0～7），以選中系統(tǒng)中其它功能芯片；當(dāng)?shù)刂酚行В╝dr）時(shí)，通過ior/iow判別數(shù)據(jù)緩沖u1（74ls245）的數(shù)據(jù)流向，以及數(shù)據(jù)的輸出或讀入。該板卡在輸出控制信號(hào)或檢測(cè)數(shù)據(jù)時(shí)，可通過中斷方式完成多組數(shù)據(jù)的輸出或輸入。

2．2 模擬輸入電路

根據(jù)設(shè)計(jì)要求，該板卡采用轉(zhuǎn)換時(shí)間為25μs的12bit逐次比較型ad574轉(zhuǎn)換芯片作為a/d轉(zhuǎn)換器的核心，在本應(yīng)用系統(tǒng)中，輸入信號(hào)為單板性信號(hào)（0v～+12v），用ad574進(jìn)行單極性模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換的具體硬件電路如圖3所示。

圖中，u15可根據(jù)系統(tǒng)的工作狀態(tài)，通過da1～da5來改變u10、u11（max306）的控制地址，以選擇信號(hào)的輸入通道（共32路），模擬信號(hào)的輸入電壓值應(yīng)為0v～+12v；u14通過cs、r/c、ce等來控制ad574的具體工作狀態(tài)，轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)通過緩沖器u13（74ls541）輸出，其中低4位共用。ad574的工作狀態(tài)由ce、cs、r/c、12/8、a0五個(gè)控制信號(hào)決定，這些信號(hào)的組合控制功能如表1所列。

表1 ad574控制信號(hào)的功能組合

應(yīng)用時(shí)，如ce=1、cs=0，則ad574處于工作狀態(tài)；而當(dāng)ad574處于工作狀態(tài)且r/c=0時(shí)，則啟動(dòng)a/d轉(zhuǎn)換，r/c=1時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)讀出。12/8和a0端用來控制轉(zhuǎn)換字長(zhǎng)和數(shù)據(jù)格式：若a0=0時(shí)啟動(dòng)轉(zhuǎn)換，則以完整的12位a/d轉(zhuǎn)換方式工作，而若a0=1時(shí)啟動(dòng)轉(zhuǎn)換，則以8位a/d轉(zhuǎn)換方式工作。ad574處于數(shù)據(jù)讀出工作狀態(tài)（r/c=1）時(shí)，a0和12/8將作為數(shù)據(jù)讀出格式控制端。12/8為1對(duì)應(yīng)12位并行輸出；12/8=0則對(duì)應(yīng)8位雙字節(jié)輸出。其中a0=0時(shí)輸出高八位，a0=1時(shí)輸出低四位，并以四個(gè)0補(bǔ)足尾隨的四位。應(yīng)注意：12/8端與ttl電平不兼容，因此，只能將其與vcc或gnd相連，且a0數(shù)據(jù)輸出期間不能變化。電路中的w1為調(diào)零電阻器，w2為調(diào)增益變阻器。

2．3 自檢電路

在自檢狀態(tài)下，u15輸出控制數(shù)據(jù)a00、a11、a22、a33、a44、a55和111110，以選通第32通道，輸入信號(hào)則是由電源電路穩(wěn)壓的+5v標(biāo)準(zhǔn)電壓?？捎糜?jì)算機(jī)控制a/d轉(zhuǎn)換并讀入轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)，以判斷器件的工作狀況，從而實(shí)現(xiàn)板卡的自檢，通過自檢可以判斷出產(chǎn)生故障的主要元器件。