[发明专利]电子测量及控制模块

说明书

技术领域

 本发明涉及测量控制装置领域，详细地讲是电子测量及控制模块。

背景技术

众所周知：在测量控制领域，电子测控装置广泛采用的是8bit～16bit数据宽度，定点运算单元CPU作为测控装置的核心。由于CPU运算能力限制，不可能进行高速、高精度的数据运算。为了提高数据运算精度，一般采用浮点运算，定点CPU如果要进行浮点运算，就很容易产生溢出，这时，要么不断地移位定标，要么作截尾。要耗费大量的程序空间和CPU执行时间。同时CPU不但要完成数据计算工作，还要担负事务性管理工作，又消耗掉很多CPU执行时间，因此当前测量控制装置数据采集频率一般最高为20HZ。另外，测量控制装置采集的数据要传送到上位机（PC机），对数据做进一步处理。一般采用的通讯口绝大部分为RS232串行接口，稍好一点为USB1.1通讯口，这样就限制了数据传输速率与准确率。RS232串口是一种较常用的端口，因为其结构简单，使用方便，编程容易被大家广泛采用。但其最高通讯速率为20kb/s,并且无错误校验功能,它就是一种低速率串行通讯，数据传输的误码率受电磁环境影响极大，可能造成大量的数据传输错误。USB1.1虽然有传输数据纠错功能，但其传输速率为12Mbps即1.5M/秒。

发明内容

本发明的目的就在于克服现有技术不足，提供一种高速、高精度的电子测量及控制模块。

本发明采用如下技术解决方案：一种电子测量及控制模块，包括CPU模块，其特征是，CPU模块与另一CPU模块之间通过高速双口RAM模块连接，CPU模块与RAM模块、ROM模块、D/A模块、A/D模块、BUS接口模块之间利用16~32bit并行数据线连接；另一CPU模块与另一RAM模块、另一ROM模块、高数计数器、串行接口模块、以太网模块、高速USB2.0模块之间利用16bit并行数据总线连接；CPU模块触发A/D模块，将外部输入的模拟量转换为数字量，然后CPU模块发送读命令，读取A/D模块中的数字量，并存入RAM模块中，按照相应的滤波算法，过滤掉采集信号中的无用噪声，保留有效数据，有效数据一方面通过高速双口RAM模块送往另一CPU模块，另一方面，CPU模块根据控制命令，经PID运算，运算结果送至D/A模块，输出模拟信号，控制外部机械设备；另一CPU模块得到有效数据，分别送到高速USB2.0模块、串行接口模块发送至外部PC机或其它利用数据的设备，另一CPU模块根据网络传输协议按照规定的数据格式发送数据至以太网接口模块，同时另一CPU模块读取高速计数器中的数据通过双口RAM模块送往CPU模块参加运算。

本发明的有益效果是，由于减少了定标、移位和溢出检查，扩大了动态范围，提高了运算精度，还大大节省了运算时间和存储空间，浮点运算用硬件来实现，可以在单周期内完成，这一优点在实现高精度复杂算法时尤为突出，为复杂算法的实时处理提供了保证。

 

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明装置的原理方框图。

图中  1.CPU模块，2.高速双口RAM模块，3.CPU模块，4.RAM模块，5.ROM模块，6. D/A模块，7.输出接口，8. A/D模块，9.BUS接口模块，10.高速USB2.0模块，11.USB接口，12.以太网模块，13.网络接口，14.串行接口模块，15.数据接口，16.高数计数器，17.正交信号接口，18.ROM模块，19.RAM模块。

 

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以助于理解本发明的内容。