一.概述

　在對(duì)高頻信號(hào)的處理中，一般情況下，人們習(xí)慣于選用速度快，內(nèi)存大的計(jì)算機(jī)，并配備高速的a/d采樣板，但這樣造成儀器成本的增加，體積大，對(duì)運(yùn)行環(huán)境要求嚴(yán)格，而且當(dāng)距信號(hào)源距離較遠(yuǎn)或測(cè)量多路信號(hào)時(shí)，都將為信號(hào)的處理，傳輸增加困難，有些情況甚至無法實(shí)現(xiàn)。用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)高速采集又受到她本身存儲(chǔ)容量及運(yùn)行速度的限制。但考慮到8031單片機(jī)具有很強(qiáng)的外圍擴(kuò)展能力，采取在進(jìn)行數(shù)據(jù)采集時(shí)，由硬件實(shí)現(xiàn)。當(dāng)采集完畢，由8031進(jìn)行數(shù)據(jù)分析處理。從而實(shí)現(xiàn)容量擴(kuò)充和高速數(shù)據(jù)采集。 二.系統(tǒng)的組成及工作原理

　本系統(tǒng)以8031單片機(jī)為中央處理器，外擴(kuò)8keprom（2764），8kram（6264）等。采樣部分采用美國(guó)rca公司的ca3318芯片（ca3318為cmos視頻速度8位閃爍a/d轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換速率最高可達(dá)15mhz，它的a/d轉(zhuǎn)換電路如圖1所示）及靜態(tài)ram為核心。另配二進(jìn)制計(jì)數(shù)器、三態(tài)輸出緩沖器、觸發(fā)器等芯片構(gòu)成。采用對(duì)ram進(jìn)行雙端口隔離，首先控制8031啟動(dòng)無需其干預(yù)的由硬件實(shí)現(xiàn)的采樣、存儲(chǔ)。再由計(jì)數(shù)器的最高位控制實(shí)現(xiàn)采樣存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的分析、計(jì)算等工作。三.系統(tǒng)的工作過程

　電路原理為了啟動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行高速數(shù)據(jù)采集，首先由8031單片機(jī)的p1.0口發(fā)出一脈沖信號(hào)，該信號(hào)使單脈沖觸發(fā)電路清零，使u16:a輸出高電平，打開與非門u7：a。當(dāng)有信號(hào)輸入時(shí)，供給u14：b上升沿觸發(fā)信號(hào)，使u14：b的q端置“1”狀態(tài)?！‘?dāng)u7：a輸出兩個(gè)脈沖時(shí)，u4：b輸出一個(gè)脈沖，同時(shí)u16：a低電平輸出，使74ls132輸出固定電平。u14：b的單脈沖輸出使二進(jìn)制地址發(fā)生器清零，以確保采集到的數(shù)據(jù)從存儲(chǔ)器的零地址開始存儲(chǔ)。同時(shí)經(jīng)反相后控制觸發(fā)器u1，使觸發(fā)器u1置“1”狀態(tài)，u1的q端控制三態(tài)輸出緩沖器u2、u3及收發(fā)器u4使其高阻狀態(tài)，關(guān)閉8031最小系統(tǒng)與外部ram側(cè)的總線。而u1的端控制三態(tài)輸出緩沖器u5、u6、u7使其處于使能狀態(tài)，以及使ca3318工作。此時(shí)系統(tǒng)為采樣存數(shù)狀態(tài)，把模擬信號(hào)經(jīng)a/d轉(zhuǎn)換后高速的送到外部ram中。當(dāng)全部數(shù)據(jù)存滿后，利用二進(jìn)制地址發(fā)生器的最高位向cpu發(fā)出中斷申請(qǐng)，轉(zhuǎn)入中斷服務(wù)程序，同時(shí)將u1置“0”，u5、u6、u7禁止，而u2、u3、u4使能，即關(guān)閉外部ram與ca3318側(cè)的總線，打開外部ram與cpu一側(cè)的總線，由8031控制系統(tǒng)進(jìn)行后續(xù)的數(shù)據(jù)處理。為增強(qiáng)系統(tǒng)的抗干擾能力，利用內(nèi)部的8kram（6264），可進(jìn)行數(shù)據(jù)濾波工作。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)采樣、數(shù)據(jù)濾波、顯示、報(bào)警、打印及向上位機(jī)傳遞工作?！楸ＷC系統(tǒng)采集到正確的信號(hào)，對(duì)放大濾波后的模擬信號(hào)，分別送入采樣環(huán)節(jié)和經(jīng)過比較、光隔離后的觸發(fā)控制環(huán)節(jié)。利用d型觸發(fā)器74ls74構(gòu)成單脈沖輸出電路控制觸發(fā)器u1置“1”。其原理如圖3所示。四.結(jié)論

　對(duì)于靜態(tài)ram的存儲(chǔ)速度是納秒級(jí)的，只要a/d轉(zhuǎn)換速率允許，通過對(duì)8031單片機(jī)外圍的擴(kuò)展，系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)對(duì)高頻信號(hào)的采樣要求。在采樣頻率小于300khz的實(shí)驗(yàn)中達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。對(duì)多路、遠(yuǎn)距離信號(hào)可采用串行通訊方式加以解決。啟動(dòng)數(shù)據(jù)采集只需一個(gè)清零負(fù)脈沖而且當(dāng)需要增加數(shù)據(jù)采集量時(shí)只需改變二進(jìn)制計(jì)數(shù)器的位數(shù)和選用較大的ram就可。該系統(tǒng)具有體積小、功能全、安裝方便、投資少等特點(diǎn)?！　⌒畔碓矗海椋悖罚?br>