[实用新型]一种外设部件互连标准接口的多功能采集控制装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及工业测控领域数据采集及控制装置，尤其是涉及一种外设部件互连标准接口的多功能采集控制装置。

背景技术

随着计算机硬件软件技术的迅速发展及集成电路技术的日益提高，工业测控技术在我国已经取得了巨大的进步，并成为计算机技术应用领域中最具活力的一个分支，近年来计算机测控系统已经成为工矿企业及工业系统中最重要的测量控制系统。

工业测控的应用系统中，一种典型的结构是把各种传感器信号集中采集到工业控制计算机上，然后计算机通过对信号数据的处理，将控制信号反馈到应用系统中，控制系统的状态。而工业控制计算机上最常使用的接口是外设部件互连标准(Peripheral Component Interconnection简称PCI)总线接口，计算机使用PCI接口从应用系统获取数据，并通过PCI接口对应用系统进行控制，具有高速稳定等优点，是工业测控领域的首选方案。目前基于PCI接口的各种采集装置存在着采集信号范围小，输入输出传感器接口少、传感器接口受限等缺点，因此提供一种基于PCI接口的具有多种不同形式输入输出传感器接口，对采集信号能够进行大增益范围放大的多功能信号采集控制装置非常必要。

发明内容

为了实现工业系统上对多种不同形式输入输出的传感器接口进行PCI数据采集及其控制，本实用新型的目的在于提供一种外设部件互连标准接口的多功能采集控制装置。

本实用新型采用的技术方案是：

本实用新型包括第一外部接口、第二外部接口、第一PGA模块、第二PGA模块、ADC模块、第三外部接口、DAC模块、差分模块、光电耦合模块、FPGA模块、PCI桥芯片、PCI总线和电源模块；第一外部接口通过第一PGA模块连到ADC模块的第一输入端，第二外部接口通过第二PGA模块连到ADC模块的第二输入端，第三外部接口与ADC模块的第三输入端相连，ADC模块与FPGA模块相连，FPGA模块通过DAC模块及差分模块分别与第三外部接口连接，第三外部接口通过光电耦合模块与FPGA模块连接，FPGA模块分别与第一PGA模块、第二PGA模块及第三外部接口连接，FPGA模块通过PCI桥芯片最后连接到PCI总线上，电源模块给装置供电，其输入电压+5V由计算机的主板提供。

所述的第一外部接口和第二外部接口分别采用相同的DB9接口；第三外部接口采用DB25接口。

所述的第一PGA模块和第二PGA模块均由PGA204AP芯片和AD526芯片组成。

所述的ADC模块采用ADS7825P芯片，ADC模块将输出的数字信号经ALVC164215芯片连接到FPGA模块的输入端，同时FPGA模块输出的控制信号线连接到ADC模块和ALVC164245芯片的输入端；所述的FPGA模块以Xilinx公司的SPARTAN系列的FPGA芯片XC3S50为核心。

所述的DAC模块采用AD5725ARSZ芯片；所述的差分模块采用SN75174芯片，FPGA模块输出端经单端差分后连接到第三外部接口的输入端；所述的光电耦合模块由TLP521-2芯片、TLP521-4芯片和HD74HC14P芯片组成，第三外部接口的差分编码输入和单端数字量输入信号经光电耦合模块连接到FPGA模块的输入端。

所述的PCI桥芯片采用PLX公司的PCI9052接口芯片，PCI桥芯片一端与FPGA模块连接，另一端与PCI总线连接。

所述的PCI总线符合PCI总线协议，PCI总线一端与PCI桥芯片相连接，另一端插在计算机主板内的任一PCI插槽中。

所述的电源模块其电压输入为+5V，由计算机上的主板提供，输出提供直流+3.3V，+2.5V和+1.2V，+3.3V为FPGA提供参考电压，+2.5V为FPGA提供辅助电压，+1.2V为FPGA提供内部核电压。

本实用新型与背景技术相比，具有的有益效果是：

相比于其它外设部件互联标准接口的采集装置，本实用新型提供的外设部件互连标准接口的多功能采集控制装置可以对多种不同形式输入输出传感器接口进行采集控制，可以对三路模拟量输入传感器，两路差分编码输入传感器以及四路单端数字量输入传感器进行数据采集，而且可以提供两路模拟量输出接口，四对差分输出接口和两路数字输出接口以对多种接口外部设备进行控制，满足复杂测控系统中的多功能采集控制要求。

附图说明

图1是本实用新型的结构原理框图。

图2是图1的第一外部接口的电路图。

图3是图1的第三外部接口的电路图。

图4和图5是图1的第一PGA模块的电路图。