[发明专利]一种高抗干扰性的实时采集系统及其采集方法

说明书

本发明电气自动化领域，公开了一种高抗干扰性的实时采集系统及其采集方法，包括PCI板卡、主机、实时采集控制板，PCI板卡插于主机上，PCI板卡与实时采集控制板连接，主机通过Matlab/Simulink软件与实时采集控制板卡交互数据。本发明具有高抗干扰性、高精度、多功能的特点，以及带有信号隔离的实时采集控制板卡。本发明的板卡包扩AD/DA转换、PWM输出、QEP正交编码电路、CAP捕获单元、数字量I/O等功能，可以满足在多领域、多场合的使用时对板卡硬件资源的需求，具有良好的适用性。

技术领域

本发明电气自动化领域，尤其涉及了一种高抗干扰性的实时采集系统及其采集方法。

背景技术

现在市场上有关PCI采集板卡种类繁多，国内生产厂家最具代表性的应属研华科技。该公司生产的PCI板卡市场份额很大，主要分为单一功能的PCI板卡和多功能的PCI板卡。单一功能的PCI板卡如模拟量输入卡、模拟量输出卡、数字量I/O卡等，不能满足复杂的工作需求，需要多块板卡同时协同工作。多功能PCI板卡虽然包含了模拟量输入、模拟量输出、数字量I/O、定时计数等许多功能，但也存在以下问题：

一、PCI板卡的模拟量输入/输出都是在板卡内部进行的AD/DA转换，模拟量信号在传输过程中很容易受到干扰，传输距离不能过长，不适用于复杂的电磁环境。

二、板卡没有的PWM信号输出功能，只能利用板卡的定时计数功能产生PWM信号，不但PWM信号路数少，且产生的PWM频率只能到几K，难以满足现代电力电子和电气传动领域的需求。

三、板卡不能完成电机的转速和位置检测。

四、板卡的模拟量信号和数字量信号的地直接与计算机内部的地直接相连，在使用时误操作容易引起计算机主板烧毁的情况。

发明内容

本发明针对现有技术中功能少、抗干扰能力差的缺点，提供了一种高抗干扰性的实时采集系统及其采集方法。

为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决。

一种高抗干扰性的实时采集系统，包括PCI板卡、主机、实时采集控制板，PCI板卡插于主机上，PCI板卡与实时采集控制板连接，主机通过Matlab/Simulink软件与实时采集控制板卡交互数据；

PCI板卡包括电源电路、时钟电路、PCI通用总线接口芯片电路、FPGA芯片和LVDS发送/接收电路；电源电路用于给PCI板卡上的电路提供电源；时钟电路，为板卡提供系统时钟信号；

PCI通用总线接口芯片电路包括PCI接口芯片和串行EEPROM芯片，PCI接口芯片连接有串行EEPROM总线接口、PCI总线接口和LOCAL总线接口，EEPROM总线接口连接有EEPROM芯片，用于配置PCI接口芯片的所有寄存器；PCI总线接口用于与主机上的PCI总线进行通信，LOCAL总线接口与FPGA芯片连接，用于管理PCI总线地址的内存空间与外部储存空间的数据交换；

FPGA芯片包括串行配置芯片和FPGA芯片。串行配置芯片存放编写好的FPGA芯片的配置信息，采用标准SPI总线连接到FPGA芯片的配置端口，FPGA上电后执行配置信息实现实时采集控制板与主机之间的数据读写功能；

LVDS发送/接收电路，用于信号远距离通信；

实时采集控制板包括AD/DA转换电路、PWM输出电路、QEP/CAP检测电路、数字量I/O电路。

作为优选，PCI板卡与实时采集控制板连接有两根DB-37P信号电缆线，一根为模拟量转换信号和I/O通道的通信电缆，另一根为PWM输出信号和QEP/CAP检测信号的通信电缆。

作为优选，两根DB-37P通信电缆均采用低压差分信号进行通讯。