數(shù)據(jù)采集是數(shù)字信號處理中非常重要的環(huán)節(jié)。目前用于PC機(jī)的數(shù)據(jù)采集卡大部分是基于ISA總線的, 這種結(jié)構(gòu)的最大缺點是傳輸速率太低,不能實現(xiàn)數(shù)據(jù)的高速傳輸。PCI總線推出后,以其突出的性能備受計算機(jī)和通信業(yè)界的青睞,將逐步取代以往的總線,成為計算機(jī)及工作站外部件的基石。開發(fā)以PCI總線為基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)采集設(shè)備是技術(shù)發(fā)展的必然要求。在實際工作中,利用PCI總線將采集數(shù)據(jù)直接傳到系統(tǒng)內(nèi)存,可有效解決數(shù)據(jù)的實時傳輸和存儲,為信號的實時處理提供方便。
應(yīng)用背景
軍方某部為了訓(xùn)練士兵,提高他們的飛行操作能力,要求設(shè)計一套能在計算機(jī)上應(yīng)用的模擬飛行訓(xùn)練的模擬器系統(tǒng),讓訓(xùn)練人員通過操作模擬器能進(jìn)行各種情況下的模擬動作,以便更好的掌握操作要領(lǐng),提高實際情況的應(yīng)對能力。
應(yīng)用方案
系統(tǒng)中有若干操作控制部件,若操作手柄等控制操作器是通過與計算機(jī)直接連接并由控制器進(jìn)行控制,則會占用計算機(jī)大量資源,影響系統(tǒng)響應(yīng)速度。為了改進(jìn)系統(tǒng),我們使用了PCI數(shù)據(jù)采集卡,采集飛行模擬器的信號并將這些信號傳輸給計算機(jī),以提高數(shù)據(jù)的實時傳輸和處理。
基于改進(jìn)模擬器系統(tǒng)的要求,我們采用我公司自主研究開發(fā)的PCI2006數(shù)據(jù)采集卡。模擬器系統(tǒng)的改進(jìn)原理圖如下:
左、右手操作手柄和腳踏板的操作產(chǎn)生模擬量和數(shù)字量的控制信號,這些信號被PCI2006數(shù)據(jù)采集卡采集后輸入到計算機(jī),由計算機(jī)及時反映出模擬器的動作。
PCI2006數(shù)據(jù)采集卡性能
PCI2006是一種基于PCI總線的數(shù)據(jù)采集卡,支持5V PCI總線和PCI2.2協(xié)議,可直接插在IBM-PC/AT或與之兼容的計算機(jī)內(nèi)的任一PCI插槽中實現(xiàn)即插即用,還應(yīng)用了FPGA接口芯片設(shè)計,具有極高的保密性。
PCI2006數(shù)據(jù)采集卡包含A/D、D/A、DI/O功能,主要性能為:AD部分:14位轉(zhuǎn)換精度,采樣頻率最高能達(dá)400KHz;單端32路/差分16路模擬量輸入,可任意切換模擬通道;程控增益1、2、4、8或1、10、100、1000(不同通道不同增益);輸入量程為±5V、±10V,帶DC—DC部分;8K字FIFO存儲器,支持查詢、中斷兩種工作方式;能以多種模擬量、數(shù)字量觸發(fā)方式觸發(fā),觸發(fā)電平可由軟件控制調(diào)節(jié)。
DA部分:12位轉(zhuǎn)換精度,采樣頻率最高能達(dá)100KHz;2路模擬量輸出,輸出量程為0~5V、0~10V、±5V、±10V。DI/O部分:數(shù)字量輸入、輸出各16路。
應(yīng)用效果
PCI2006數(shù)據(jù)采集卡在實際中真正實現(xiàn)了即插即用,方便了模擬飛行訓(xùn)練的模擬器系統(tǒng)在計算機(jī)上的應(yīng)用,同時很好的滿足了系統(tǒng)的要求,保證了信號的實時傳輸處理,使模擬器系統(tǒng)的操作更為快速準(zhǔn)確,實時性更好,有助于訓(xùn)練人員更好的掌握訓(xùn)練要領(lǐng),早日成為合格的飛行員。
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