[实用新型]计算机多用实验接口仪

说明书

本实用新型是一种测量和控制的仪器。

目前和计算机配合使用的教学实验系统通常采用如图1的配置和连接方法，见《微机在实验物理学中的应用》一书，何乃文、姚钢、李灿国编著，高等教育出版社出版，1992年6月。这样方案其不足之处是：1、由于程序需由磁盘驱动器调入，而驱动器对使用环境要求较高，且易出故障，可靠性不好，故在教学和生产现场使用不便；2、通用性不强，一般仅能处理单一的实验内容，对于不同的实验或测量控制对象，需改用不同的接口卡及相应的信号处理系统，不熟悉计算机的教学人去无法利用该系统进行其它的实验内容；功能受计算机扩充槽口数的限制，特别象中华学习机，只有一个插槽，无法同时使用多块接口卡，此外，计算机电源功率有限，若插入的接口卡功耗大，整个计算机系统工作不稳定，甚至受损。

随着当代新技术的不断进步，各种高性能的计算机不断问世，原来曾经广泛使用的AppleⅡ微机及其兼容机已逐渐被性能更好的机种所取代，虽然AppleⅡ不能适应大型的文字处理、科学计算，但是用于实时数据采集处理、测量控制方面还是可用的。本实用新型的目的是充分利用现有的AppleⅡ及其兼容机，给其配上本实用新型，在相应的软件支持下，使之成为一种多功能的实验仪器。

本实用新型其电路由数据、地址、控制总线缓冲电路和地址译码电路（1），程序存储器电路（2），A／D转换电路（3），多路输入转换和程序控制放大电路（4），D／A转换电路（5），通用接口适配器（VIA）电路（6），交流放大、绝对值放大和功率放大电路（7），直流差值放大电路（8），时基电路（9），V／F转换器电路（10），继电器驱动电路（11）和电源电路（12）组成，见图2。其中电路（1）－（6）装配在一块印刷电路板上；电路（7）－（12）装在另一块印刷电路板板上。下面结合图3－图13对各部分电路说明如下：

数据、地址、控制总线缓冲电路和地址译码电路（1）见图3，由元器件（101）－（118）组成。它是用来完成本实用新型对计算机系统的隔离及给出A／D、D／A、VIA、程序存储器电路的选通、启动等信号。由计算机槽口中引出的16根地址线A₀－A₁₅经（102）、（106）、（110）缓冲，A₀－A₇作为本实用新型地址总线低8位，A₄－A₁₅加到3线－8线译码器（104）、（108）、（112）上，完成译码的功能。当地址高位A₁₅－A₈中值为C₅时，译码器（112）的Y₁变低，并使译码器（108）的Y₅也为低电平，译出C5XX，数据缓冲器（114）选通，当A₁₅－A₈中值为C₄时，译码器（108）的Y₄为低电平，译出C4XX，数据缓冲器（114）也被选通，同时在A₀－A₄的作用下，译出C40X－C45X，去控制A／D、D／A、 VIA、程序存储器等的工作。由于AppleⅡ计算机寻址范围为OOOO－FFFF，而本实用新型只占了C4XX和C5XX，故数据缓冲器114允许端G通过与非门（115）、（116）与C4XX和C5XX相连。这样仅当地址线高位为C4或C5时，数据缓冲器（114）才选通，本实用新型能和主机的CPU进行数据传递。上述缓冲译码电路，使主机能够驱动较大的负载，并且使外部设备的工作状态可以脱离总线槽口上的DEV、I／OSELECT等信号线而由译码器输出来决定，从而能控制多个外部器件，使本实用新型具有较多的功能和较大的灵活性。