摘 要 並口制作A/D轉換接口電路,利用VC++提供的現成函數,可以直接控制和讀寫標准 並口,具有無需打開機箱、開發成本低廉,制作方便等特點。
關鍵詞 計算機並口; 模數轉換; VC++
前言
計算機與外圍設備的連接,有多種接口方式:串行、USB 、SCSI、並行等,每一種接口方式都有其優點和缺點,由於串行和USB接口的抗干擾能力較強 ,傳輸距離遠,所以在數據通信的時候,多采用以上兩種方式。但有些應用場合,如CCD、視 頻數據采集卡,其要求的傳輸距離近,這時候采用並行接口,而且這樣的運用隨著人們對數 據處理速度要求的提高會越來越多。
另外當計算機用於模擬信號檢測時,需要配置 A/D轉換接口電路,商品化的數據采集卡價格比較貴,而自己開發一套傳統的數據采集卡需要 很多知識的儲備,尤其涉及到了低層驅動程序的開發,難度比較大。
並行接口的腳位 定義
1、物理接口描述
計算機並口適配器或數據采集卡基本上都采用多模式方 式控制芯片,並口適配器的工作方式可以在CMOS中設置。並口工作模式有:標准並行接口 (SPP)、簡單雙向接口(PS/2)、增強型並行接口(EPP1.9)、擴展功能接口(ECP)等。
物 理接口采用了IEEE1284標准描述的Dsub25針內孔式連接器。管腳信號隨工作模式不同也有所 不同,下面就默認工作都是SPP模式說明一下(見表1)。
其中S對應狀態寄存器,C對應 控制寄存器,它們對應的地址分別為基址(378H)+1、基址(378H)+2。
表1並行端口SPP 模式下物理連線及輸出方向簡介
2、相關寄存 器描述
圖1是打印機適配器的控制寄存器,它只用了其中的低5位。
圖1 控制寄 存器
圖2是打印機適配器的狀態寄存器,它只用了其中的高5位。
圖2 狀態寄 存器
其中每位與引腳對應關系如表1所示。
電路原理
1、AD7820引腳及 功能
AD7820是AD公司的一種與微處理器兼容的高速8位模數轉換器(ADC)芯片采用單 +5V供電,無需外接時鐘,內部有取樣保持電路,轉換時間達到1.36 μs。引腳如圖3所示
引腳功能介紹:
Vin模擬信號輸人;
圖3 AD7820 引腳圖
DBO-DB7三態數據輸出;
/RDY寫控制/輸出准備 好;
MODE模式選擇,內部通過一個50μA電流源拉低,MODE=0時激活讀模式,MODE=1 時激活寫一讀模式;
讀控制,低電平時 訪問數據;
中斷輸出控制位,低電平時表示AD轉換結束;
GND電源地;
VREF(一)參考電壓 負端(一),零碼輸入模擬電壓,范圍是:GND≤VREF(一) ≤VREF(十);
VREF(+)參 考電壓正端(十),滿量程輸入模擬電壓,范圍是:VREF(一) ≤VREF(十) ≤VDD;
片選輸人,進行讀或寫操作時,必須為低電平;
溢出標志 位;
NC空管腳;
VDD電源+5V.
2、電路實現
圖4 A/D轉換 接口電路
A/D轉換接口電路原理如圖4所示,AD7820工作在讀模式下,只要 產生一個 負脈沖就開始數據轉換。 所需的控制信號由打印機控制口的C1位輸出線引腳14腳產生,向 引腳輸出一個負脈沖,A/D轉換開始,在1.36 μs之後轉換結束,數據鎖存在片內三態輸出 數據鎖存器中, 引腳輸出一個低電平。 引腳與打印機狀態口的S7位對應的插座11腳連接, 通過查詢狀態口的S7位即可知道轉換是否結束。
圖4中74LS157為四2選1數據選擇器, 用於將結果分兩次傳給打印機狀態口的S3~S6位,也就是與打印機的引腳15、13、12、10相連 。 的控制信號由打印機控制口的C2位16腳控制。計算機通過二次從打印機狀態口獲得數據。
軟件實現
PC機配置上述A/D轉換接口電路之後,就可以對模擬電信號的檢測了 ,模擬電信號的輸入范圍為0~4.98V。配上傳感器之後,就可用於非電學模擬量的檢測。
下面給出一段小程序采用VC++語言編寫的。VC++中對端口的輸入/輸出,可以通過端 口I/O函數一in p、一ou tp來實現,函數包含在conio. h庫中。
……………..
-outp(0x37a,3) ; //清理端 口
-outp(0x37a,0) ; //啟動a/d轉換
Do{datainput=-inp(0x379)&0x80} ;
While(datainput!=0x80) ; //等待轉換結束
Data=-inp(0x379); //輸入低 四位數據
Data=Data&0x78 ;
Data1=Data>>3;
-outp (0x37a,0x4); //控制16腳為高電平
Data=-inp(0x379) ; //輸入高四位
Data=Data&0x78 ;
-outp(0x37a,3) ; //使A/D停止轉換
Data=Data<<1;
Data=Data|Data1 //8位2進制合並
………… //進一步數據處理
結束語
本系 統可應用在一些實時性要求不是很高的系統中,它拋棄龐大的單片微型計算機系統,也不占 用微機擴展槽,體積小,耗費少,且突破了傳統微機數據采集的固定模式,使數據采集裝置 與微機的接口更加靈活、方便。