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智能仪器赵茂泰个人仪器及系统PPT课件

仪器插卡主要完成数据采集工作,所以 仪器插卡也称数据采集卡DAQ(DATA AcQuisition),这类仪器也称PC-DAQ形式 个人仪器。
优点:结构简单、方便,成本低。 缺点:难以满足重载仪器对电流和散热的要求,机内干扰也较严重,在 组成个人仪器系统时,由于没有专门为仪器定义的总线,各仪器之间不能直 接通信,模拟信号也无法经总线传递,因此这种PC-DAQ形式的个人仪器及系 统的性能不可能很高。
-5 V的1根、+12 V的1根、 -12 V的1根及地线3根 )
GND B1 RESETDRV
5V
IRQ2 £5V
DRQ2 £12V
CARDLCTD
12V
GND
B10
MEMW
MEMR
IOW
IOR
DACK3 DRQ3
DACK1 DRQ1
DACK0
CLOCK
B20
IRQ7
IRQ6
IRQ5
IRQ4
IRQ3
1、内插件式个人仪器及系统 2、独立总线的模块式个人仪器及系统
MXI
INST
INST RAM
#1
#2
各公司为仪器系统设计了: 独立的机箱、独立的电源、专门的仪器总线
9.1.1 个人仪器及发展
1、内插件式个人仪器及系统
2、独立总线的模块式个人仪器及系统
3、VXI总线仪器系统(基于统一标准总线)
1987年7月,HP、Tektronix 等五家重要电子仪器公司制造厂家组成的 联合体,提出了用于仪器模块式插卡的新型的互联标准: VXI总线。
3. 控制总线 控制总线共26条 (重点掌握 6 根)
VXI总线是在原有的VME总线基础上发展起来的仪器总线,由于VME总线 是为计算机一般应用而开发的,未涉及电磁干扰、功率损耗和冷却等问题, VXI总线对此做了妥善的处理。VXI 总线的基本概念是为模块电子仪器提供 一个开放的结构,从而使所有仪器厂家提供的各种仪器模块可以在同一主 机箱内运行。
VXI总线标准是公开的,截至1994年,生产VXI 产品的厂商已有九十多 家,产品品种超过1 000种,安装的系统数超过10 000套。因此,可以说 VXI 仪器系统已被确认为是个人仪器的一种标准产品了
克服上述缺点的办法是: 定义新的仪器总线并将仪器插件移 到PC机外的独立机箱中
9.1.1 个人仪器及发展
1、内插件式个人仪器及系统
软面板
插入
仪器卡
计算机
9.1.1 个人仪器及发展
1、内插件式个人仪器及系统
2、独立总线的模块式个人仪器及系统
HP公司在1986年前后 推出的6000系列模块式PC 仪器系统被认为是这类形 式个人仪器及系统的典型 产品,其结构图如右图所 示。
3、VXI总线仪器系统
独立的机箱内设计了世界统一的标准总线
9.1.2 个人仪器的总线
本章侧重讨论PC-DAQ形式个人仪器所采用的总线
一、 总线
总线是指一些线路的集合。微型计算机总线按功能可分为内总线和外总 线两类。
内总线又称系统总线,它的基本功能是对接于总线上的各模块和插卡 提供信息通路,使各模块和插卡能通过总线与微型计算机交换信息。内总线 随微型计算机机型而异,有各自的标准,这些标准对总线上模块板的尺寸、 引脚信号的定义都有明确的规定。常见的内总线有S-100总线、STD总线、 Apple系列总线、IBM PC系列总线。
9.1.1
9.1 概述
个人仪器及发展
个人仪器及系统发展的几个阶段∶
1、内插件式个人仪器及系统(基于PC机内部总线) 2、模块式个人仪器及系统(基于独立仪器总线) 3、VXI总线仪器系统(基于统一标准的仪器总线)
9.1.1 个人仪器及发展
1、内插件式个人仪器及系统
最简单的形式是内插件式,它把仪器 插卡直接插入到PC 机内部的总线扩展槽内。
特点: 独立的机箱和独立的电源系统,使仪器避开了微型计算机的噪
声环境;设计了专门的仪器总线PC-IB,组成仪器系统很方便;更换系统中 与微型计算机配合的接口卡,可适应多种个人计算机; 系统中的仪器模块和 接口电路中也使用了微处理器,因而HP6000系统是一种功能很强大的多CPU的 分布系统
9.1.1 个人仪器及发展
二、 PC总线
PC总线是指IBM PC/XT机及兼容机使用的总线。IBM PC/XT机及兼容机的主机板后部设有5个或8个总线插座。每个 插座有62个引脚。插座引脚和信号的定义如图9-2所示,各引 脚信号的说明如表9-1所示。
IBM PC总线
总线共含62 个引脚, 按功能可分为四类: ① 数据传送总线8根; ② 地址总线20根; ③ 控制总线26根。 ④ 其它总线8根( +5 V的2根、
外总线又称通信总线,它用于微型计算机之间、微型计算机与仪器和 其他设备之间的通信。如用于微型计算机之间通信的RS-232C,用于自动测 试系统的GP-IB,以及适用于模块式个人仪器系统的PC-IB、VXI等。
9.1.2 个人仪器的总线
本章侧重讨论PC-DAQ形式个人仪器所采用的总线
一、 总线
主要阐述IBM PC系列微型计算机及其兼容机所采用的总线, 包括PC总线,ISA总线,EISA总线以及PCI 总线等。本节侧重 讨论PC总线。
DACK2
T/C
ALE
£«5V
OSC
GND
B31
A1
I/O CHCK
D7
D6
D5
D4
D3
D2
D1
D0
A10 I/O CHRDY
AEN
A19
A18
A17
A16
A15
A14
A13
A12
A20
A11
A10
A9
A8
A7
A6
A5
A4
A3
A2
A1
A31
A0
IBM PC总线ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
1. 数据总线 D7~D0共8条,是双向数据传送线,为CPU、存储器及I/O 设备间提供信息传送通道。 2. 地址总线 A19~A0共20条,用来选定存储器地址或I/O设备地址。 当选定I/O设备地址时,A19~A16无效。20位地址线允许访问1MB 存储空间,16位地址线允许访问64 KB的I/O设备空间。这些信 号一般由CPU产生,也可以由DMA控制器产生。
第9章 个人仪器及系统
个人仪器也称PC仪器,是在智能仪器发展基础上出现的又 一种新型的微型计算机化仪器。
由于个人仪器充分利用了PC机的软件和硬件资源,因而相 对传统智能仪器来说,极大地降低了成本,大幅度地缩短研制周 期,显示出广阔的发展前景。
9.1 概述 9.2 个人仪器系统的设计 9.3 VXI 总线仪器系统 9.4 虚拟仪器及其实现技术
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