PC104在微波辐射计数据采集系统中的应用
基于PC104总线的综合录井仪设计与开发
基于PC104总线的综合录井仪设计与开发谢秀飞【摘要】针对目前综合录井仪小型化、集成化、模块化的趋势以及PC104总线的特点,提出了一种基于PC104总线技术的综合录井仪开发方案.设计了基于PC104总线技术的现场多路模拟量和数字量实时采集系统,并给出了软硬件的开发方案.实验结果表明,文中的设计方案可大大提高录井现场多路信号采集的准确性、可靠性.【期刊名称】《上海计量测试》【年(卷),期】2017(044)006【总页数】3页(P27-29)【关键词】PC104总线;串口通信;综合录井仪【作者】谢秀飞【作者单位】中国海洋石油集团有限公司计量检测中心【正文语种】中文录井是伴随油气田勘探开发的需求和科技的不断进步而逐步发展起来的为油田提供地质信息的一门井筒技术[1]。
综合录井技术包含监测钻井现场的气测、地质、钻井工程各项技术参数，是在泥浆录井技术应用实践中发展其来的。
综合录井是石油勘探、开发中必须的重要检测手段，能够实现在钻井过程中连续油气检测、显示及实时评估等功能。
目前，录井现场使用的大型综合录井仪存在成本太高、服务费用相应巨大、不适合开发井等不足[2]。
为此，针对生产井所需各项录井参数设计出基于PC104总线的小型综合录井仪。
更有利于实现综合录井仪的小型化、集成化、模块化。
尤其可使现场录井人员避免以往综合录井仪结构复杂，安装调试连接繁杂等缺点，还可以方便简捷地扩展综合录井仪的功能，使其能够更好地适应录井现场数据采集的各种特殊要求。
根据项目所需开发周期短、可靠性强、准确性高等要求，放弃了开发周期较长的单片机研发方式，而选用了基于PC104总线开发综合录井仪。
PC104是一种工业计算机总线标准。
它具有以下主要特点：1）小尺寸结构：标准模块尺寸是3.6×3.8英寸，即96×90 mm。
2）堆栈式连接：去掉总线背板和插板滑道，总线以“针”和“孔”形式层叠连接，即PC104总线模块之间总线的连接是通过上层的针和下层的孔相互咬合相连，这种层叠封装有极好的抗震性。
基于PC104总线的数字无线电信号监测系统研究
通 信 电 声
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PC104在微波辐射计数据采集系统中的应用
摘 要 ：介 绍 一种微 波 辐 射 计 数 据 采 集 系 统 ，由基 于 Ｌｎｘ操 作 系统 的 Ｐ １４工 控 机 与基 于 ｉ ｕ Ｃ０ ＭＣ －１系列 的单 片机 构成．硬 件 电路 设 计 以 Ｐ １４工控 机 Ｓ 一１Ｖ ２ Ｓ５ Ｃ０ Ｂ８０ Ｅ Ｓ为核 心 ，以 ＭＣ －１ Ｓ５ 单 片机 实现微 波辐 射计接 收数据逻 辑控 制 ，外接 存 储 器件 及 其他 外 围电路 ；软 件 设 计通 过 对 Ｐ １４工控 机在 Ｌｎｘ操作 系统 下 串 口通 信 编 程 ，实 现 了 Ｐ １ 工 控 机 通 过 串 口和 Ｍ Ｓ５ Ｃ０ ｉｕ Ｃ０ ４ Ｃ －１ 系列单 片机进 行通 信 ，从 而构 成 一个数据 采 集 系统 ，并采 集 了微 波辐 射 计 的数据． 关键 词 ：单 片机 ；串行通 信 ；工 业控 制
ｍｉ ｒｃ ｎ ｒｌｅ ａ ｂ ｅ ｓ ｃ ｅ ｓｕ ｌ ｒ ａｉｅ ｃ ｏ ｏ ｔｏｌ ｒｈ ｓ ｅ ｎ ｕ ｃ ｓ ｆ ｌｙ ｅ ｌｚ ｄ． Ｔｈ ｓ ｌ ｓ ｓｅ ｅ ｍａｌ ｙ ｔｍ ｃ ｎ ａ ｈ ｒ ｈｅ ａａ ｈ ｔ ｈ ｍｉｒ ｗａ ｅ ａ ｇ ｔ ｅ ｔ ｄ ｔ ｔ ａ ｔｅ ｃｏ ｖ ｒｄｉｍｅｅ ｓ ｔａ ｓ ｔｅ ａ ｏ ｔ ｒｈａ ｒ ｎ ｍｉｔｄ．Ｔｈｉ ｙ ｔ ｍ ａ ｅ ｎ ｐ ｏ ｅ ｏ ｒａ ｈ ｔ ｅ ｍｅ ｓ ｒ ｔｎ ａ ｄ ａ ｄ ｔ ｒ ｔａ ｉ ｓ ｓ ｓｅ ｈ ｓ ｂ ｅ ｒ ｖ ｄ ｔ ｅ ｃ ｈ ａ ｕ ｅ ｓａ ｄ ｒ ｎ ｏ ｗｏ ｋ ｓｅ ｄ ｌ ｙ． Ｔｈ ｙ ｔ ｍ ｉｐ ａ ｓ ｇ ｏ ｅ ｏ ｍａ ｃ ｎ ｅ ｈ ａ ｌ ｎ ｉｏ ｍｅ ｔ ｅ ｓ ｓｅ ｄ ｓ ｌｙ ｏ ｄ ｐ ｒ ｒ ｎ ｅ ｕ ｄ ｒｔ ｅ ｂ ｄ ｙ ｅ ｖ ｒ ｎ ｎ ． ｆ
pc104
pc104PC/104是一种广泛使用的嵌入式计算机板卡标准。
本文将介绍PC/104的起源、特点以及在嵌入式系统中的应用。
1. PC/104的起源PC/104标准最初由美国国防部推出，旨在满足军事和工业领域对高性能和可靠性的嵌入式计算机需求。
它的设计灵感来自于IBM PC/XT的设计，但大小更小且更耐用。
由于其紧凑的尺寸和可靠的连接方式，PC/104逐渐被广泛应用于许多嵌入式系统。
2. PC/104的特点PC/104标准采用了一个紧凑的尺寸（90mm x 96mm），使其更容易集成到各种系统中。
同时，它具有可堆叠连接的能力，使用户可以根据需要灵活地添加和移除板卡。
这种可堆叠连接的设计使得PC/104系统可以在空间有限的环境中使用，并方便扩展系统的功能和性能。
此外，PC/104标准还定义了板卡之间的电气和机械连接接口，以确保稳定和可靠的数据传输。
3. PC/104在嵌入式系统中的应用由于其可靠性和灵活性，PC/104标准广泛应用于各种嵌入式系统中。
以下是PC/104在嵌入式系统中的几个典型应用领域：3.1 工业控制PC/104的紧凑尺寸和可靠的连接方式使其成为工业控制系统的理想选择。
工业控制系统通常需要在恶劣的环境条件下运行，如高温、高湿度和电磁干扰等。
PC/104的设计可以满足这些要求，并提供高可靠性和稳定性。
3.2 交通运输PC/104被广泛应用于交通运输领域，如车辆控制系统、船舶系统和航空器系统等。
这些系统需要高度可靠和耐用的计算机板卡，在严苛的运行条件下保持正常工作。
而PC/104的紧凑尺寸和可堆叠连接使其适合于这些应用。
3.3 军事和国防作为其起源的领域之一，PC/104在军事和国防领域有着广泛的应用。
军事系统通常需要高性能、可靠性和适应各种恶劣环境的计算机板卡。
PC/104的设计可以满足这些需求，并且可以满足军事系统对尺寸、重量和功耗等方面的严格要求。
3.4 医疗设备医疗设备行业也是PC/104的应用领域之一。
微波辐射散射计嵌入式数据采集处理和控制系统
微波辐射散射计嵌入式数据采集处理和控制系统摘要: 介绍一种可用于微波辐射微波辐射散射计的嵌入式数据采集数据采集、处理和控制系统。
首先阐述了微波辐射散射计的工作原理及对数据采集、处理和控制电路的要求;然后着重介绍了该系统的硬件设计;最后对辐射散射计数据处理数据处理进行了分析,并给出了在CCS环境下可以运行的几个关键的C语言程序。
关键词: 嵌入式系统嵌入式系统 DSP CPU 辐射计散射计微波遥感有全天候、全天时、能穿透植被、土壤等特性, 它可以获得可见光、红外遥感所无法获得的信息。
对物体辐射散射特性的研究是微波遥感的重要内容和手段, 用辐射计可以测量物体亮度温度,用散射计可以测量物体的散射系数。
因同一被测目标的散射和辐射特性具有很强的互补性,将辐射计和散射计组合起来能对同时获取的散射信息和辐射信息进行互补融合研究,以更好地获取物体的特性。
微波辐射散射计需要实时采集目标信号和参考信号,对采集的信号进行实时处理。
使用通用的微处理器一般很难完成实时处理任务。
通常的办法是将采集的数据送入PC机进行处理,这样整个系统的体积较大。
而微波辐射散射计需要长期工作在现场甚至野外,体积的大小和系统的便携性比较重要。
当前嵌入式系统已经广泛地应用到各类电子设备,如移动设备、掌上PDA、数字电视等。
嵌入式系统是以嵌入式处理器为核心,存储器和I/O等设备而构成的系统。
它区别于PC机系统。
将嵌入式设计方法应用于微波辐射散射计将会大大减小系统的体积,提高其便携性和可靠性。
1 辐射散射计的工作原理图1是微波辐射散射计的原理框图。
本辐射散射计采用双参考温度辐射计和噪声散射计组合而成。
辐射计分时接收目标辐射信号和两参考温度信号;散射计接收目标散射信号和内部校正信号。
系统处于辐射计工作方式时,将固态噪声源、功放、隔离器、发射天线关闭;DICKE 开关分时切换接收天线的信号和双参考负载;接收极化开关使接收的V、H极化信号分时送入DICKE开关;负载开关切换高低温参考负载;DICKE开关的输出信号与本振信号混频后经中放、检波和低放后送入A/D采样。
PC104概述
第一部分：基础篇PC/104是一种专门为嵌入式系统而设计的工业控制总线，由于它具有体积小巧、可靠性高、功耗低的特点，非常适合嵌入式PC系统的设计使用，因此自上个世纪80年代末诞生以来，得到了广大用户以及嵌入式PC系统制造商的欢迎，近年来发展非常迅猛，用户群已经扩展到航空航天、工业控制、仪器仪表、车辆船舶、铁路系统、石化、采矿、通讯、军事装备等众多应用领域。
PC/104在欧美的应用已经非常成熟，生产厂商众多。
在国内的应用也处于快速发展阶段。
PC/104的发展前景非常看好。
本篇从PC/104的起源和发展讲起，对PC/104和嵌入式系统的关系、PC/104的特点、PC/104的发展前景、国际PC/104协会、PC/104、PC/104+、PCI-104等三个规范的主要内容进行了详细描述，以期使大家对PC/104有一个完整全面的认识。
第一章 PC/104概述第一节嵌入式系统概述一、嵌入式系统的定义关于嵌入式系统的定义一直是一个有争议的话题，存在着不同的看法及观点，这反映了人们由于观察的角度不同，看问题的立足点不一样，因而对嵌入式系统的认识不尽相同。
但从广义的角度来看，嵌入式系统一般是指，“以应用为中心、以计算机技术为基础、软件硬件可裁剪、适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统”。
这个定义从广义的角度上把握了嵌入式系统的基本特征，涵盖面较广，为我们认识嵌入式系统的本质，提供了有价值的参考。
要理解嵌入式系统，需要着重把握以下几点：（一）应用特性所有的嵌入式系统都是从特定的应用出发而设计的专门的系统，这就区别于传统的通用型计算机系统。
这一特点决定了嵌入式系统的多样性，因为用户的应用永远是丰富多彩的。
人们从实际应用出发，设计出了形形色色的嵌入式系统，同时也拓展了嵌入式系统广泛的应用领域。
进入后PC时代以来，基于具体应用的嵌入式系统发展风起云涌，波澜壮阔，其应用领域远远超出了通用型计算机系统，而且还在不断拓展。
基于PC104的数据采集系统的研究与实现
基于PC104的数据采集系统的研究与实现
杨志良;张丕壮
【期刊名称】《微计算机信息》
【年(卷),期】2007(023)017
【摘要】本文基于PCM-3350型PC104嵌入式开发平台,采用MAX1308AD转换芯片,设计了一个16通道,最高采集速度可达镲1Msps,分辨率为12bit,能够进行通道扫描采集和单通道采集的数据采集系统,本设计的重点是运用CPLD作为主控芯片对数据采集卡进行控制.
【总页数】3页(P60-61,43)
【作者】杨志良;张丕壮
【作者单位】030051,山西,中北大学信息与通信工程学院;030051,山西,中北大学信息与通信工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TP274
【相关文献】
1.基于PC104的数据采集系统设计 [J], 张利洪;任愈;陈建政
2.基于PC/104总线的实时交通数据采集系统设计 [J], 李杨
3.一种基于PC104+总线的同步数据采集系统 [J], 余先涛;叶世伟
4.基于PC104平台的数据采集系统的设计 [J], 倪鸣;阎炜
5.基于PC104+双通道数据采集系统设计 [J], 刘英;张志亮
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PC /104总线及其在数据采集中的应用
PC /104总线及其在数据采集中的应用作者：孙海涛来源：《科技资讯》 2011年第25期孙海涛(中国人民解放军92419部队30分队辽宁兴城 125106)摘要:介绍了PC/104系统的特点及其应用技术,给出了基于PC/104的航空绞车数据采集系统中的设计方案。
关键词:PC/104 数据采集嵌入式中图分类号:TP2 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2011)09(a)-0052-01数据采集是计算机应用的主要研究课题之一,在设备的测控及试验研究方面有着广泛的应用。
通常在数据采集系统中,采用专用的单片机系统,这样可以发挥单片机功能较强、抗干扰性好、体积小等优点,但是受专用硬件的限制,只能用于单一的、特定的用途。
通用PC系统比专用的单片机系统更具灵活性,但其使用环境受到限制。
PC/104嵌入式系统正是为适应嵌入式系统高可靠性、小尺寸、低功耗的需求而产生发展起来的。
1 嵌入式PC/104模块嵌入式PC/104模块产生于1987年,模块总线之间的互连使用了104根信号线,所以称为PC/104。
1992年PC/104标准正式发表,称为P996.1紧凑嵌入式PC模块标准。
PC/104设计的着眼点在于小型化、低功耗,采用自栈式、模块化的结构,在硬件和软件上与标准PC体系结构完全兼容,成为嵌入式应用的理想选择。
1.1 PC/104的特点(1)结构小巧紧凑。
PC/104采用模块化设计方法,模块的标准尺寸为:3.6英寸×3.8英寸×0.6英寸。
所有功能板卡均采用金属插针垂直叠接的方式,在各模板间增加支柱级连固定,构成稳定的整体。
(2)功耗低、温度适应范围广。
全部使用CMOS器件,每块模板功耗仅为1W～5W,温度适应范围提高到70℃。
(3)PC/104模块均采用单一的5V电源供,降低了系统对电源的要求,简化了电源设备,提高了电源可靠性。
(4)丰富的PC/104总线标准的外部设备模板,容易进行扩展。
基于PC104的电磁阀信号采集系统的研究与实现
摘要：为了实现某型运载火箭电磁阀信号的实时采集，提出一种数据处理与显示一体化的便携分布式测试方案。
嵌入式pc104系统作为主要测试平台，利用外设接口挂接模拟量采集模块，实现了电磁阀信号的采集存储及实时显示。
采用分布式便携结构，直接与箭地接口连接，减少中间处理环节。
体积小，测试方便，可靠性高，能有效检测电磁阀动作的模拟量信号的动态变化过程。
关键词：pc104 一体化分布测试中图分类号：tp336 文献标识码：a 文章编号：1007-9416（2016）05-0000-00运载火箭地面测试作为点火发射的必要条件，通过箭地接口检测箭上各部件的工作状态。
电磁阀信号作为箭上姿控发动机和动力发动机的重要检测指标，在系统测试中需要实时监测电磁阀的动作情况。
采用通用的采集设备存在信号接口处理复杂，体积庞大、操作不便等问题。
随着计算机技术的迅速发展，pc104系统作为一种新型的嵌入式计算机测控平台，在软件与硬件上与标准的台式pc（pc/xt）体系结构完全兼容。
它具有如下优点：体积小、高可靠性、长寿命、编程调试方便，并采用模块化结构，紧固堆叠方式安装，用户自定义方案余量更大。
在航空航天电子系统中基于pc104的专用测控方案得到了广泛应用。
本文利用pc104处理器外置专用采集板卡构建模拟量采集系统，完成了某型运载火箭电磁阀信号波形的采集处理。
1数据采集系统硬件设计方案1.1系统功能及结构本系统实现箭上电磁阀信号的实时采集及存储，该类信号幅值小，最高不超过0.8v，要求采集精度高，至少不低于12bit，采样频率达到8khz，能精确反映出电磁阀通断过程，以测试箭上电磁阀的工作状态，箭上共有多路电磁阀信号，需要考虑到通道之间需要完全隔离，被测信号与测试设备之间完全隔离等特殊要求。
本系统的基本框架如图1所示，主处理器采用104-1814cldna系列嵌入式pci/104结构主板，bios固化在cpu板上的闪存存储器中，主要功能包括：初始化系统硬件，设置各系统部件的工作状态，调整各系统部件的工作参数，诊断系统各部件的功能并报告故障给上层用户。
辐射剂量仪的数据通信技术研究与应用
辐射剂量仪的数据通信技术研究与应用辐射剂量仪是一种用于测量辐射剂量并进行数据传输的设备。
它在核工业、医疗卫生、环境检测等领域具有重要的应用价值。
随着技术的不断发展和需求的增加，辐射剂量仪的数据通信技术也在不断研究与应用中得到改善和创新。
首先，为了实现辐射剂量仪的数据传输，无线通信技术在该领域中得到广泛应用。
传统的辐射剂量仪通常通过有线方式与计算机进行连接，但这种连接方式限制了仪器在实际应用中的便携性和灵活性。
因此，无线通信技术的引入可以有效地解决这一问题。
一种常见的应用是利用蓝牙技术实现辐射剂量仪的数据传输。
蓝牙技术具有低功耗、短距离通信等优势，适用于近距离数据传输场景。
辐射剂量仪可以通过蓝牙模块与智能手机或平板电脑等移动设备进行连接，实现数据的实时获取和处理。
这种方式不仅提高了仪器的便携性，还方便了用户实时监测和分析辐射剂量数据。
另外，Wi-Fi技术也可以用于辐射剂量仪的数据通信。
Wi-Fi技术通过无线局域网实现长距离的数据传输，适用于需要远程监测的场景。
辐射剂量仪可以连接到无线路由器，通过互联网与远程服务器进行数据交互。
这种方式不仅方便了数据的远程访问和管理，还使得多个设备可以同时访问和控制辐射剂量仪的数据，提高了工作效率。
除了无线通信技术，辐射剂量仪的数据传输还可以利用有线网络进行。
例如，通过以太网技术可以实现稳定、高速的数据传输。
辐射剂量仪可以通过以太网模块与计算机或局域网进行连接，实现数据的实时传输和远程控制。
这种方式适用于需要大量数据处理和传输的场景，确保数据的准确性和及时性。
此外，辐射剂量仪数据通信技术的研究还包括数据安全和压缩算法等方面。
辐射剂量数据涉及到敏感信息的传输和存储，因此数据的安全性至关重要。
研究人员通过加密算法和身份验证等手段保护辐射剂量数据的安全性，阻止非法获取和篡改。
同时，针对辐射剂量数据量大的特点，研究人员还提出了压缩算法，有效地减小数据的存储和传输负担。
在实际应用中，辐射剂量仪的数据通信技术已经取得了显著的成果。
基于PC104的便携式ARINC429总线数据仿真与采集仪设计
口 的 通 用 机 载 设 备 的 状 态监 测 及 维 护 的 需 要 。 关 键 词 ：ＡＲＩＮＣ４２９总线 ；接 口；便 携 ；机 载设 备
中图 分类 号 ：ＴＰ３３６
文献标 识 码 ：Ａ
文 章编 号 ：１６７４－６２３６（２０１８）０４－００９５－０４
Ｐｏｒｔａｂｌｅ ＡＲＩＮＣ４２９ ｂｕｓ ｄａｔａ ｓｉｍ ｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ ｅｑｕｉｐｍ ｅｎｔ ｂａｓｅｄ ｏｎ ＰＣ １０４
１）形 成符 合 ４２９总线 数据 规范 的通信 机制 ； ２）根据 被 测 设 备 选 定 预 置 的机 载 电 子设 备 ，并 模拟 仿真各 机 载设备 之 间 的数 据 通信 ； ３）发送 数 据 的手 动修 改 、自动 编码 及显 示 ；
收稿 日期 ：２０１７—０卜２５ 稿 件编 号 ：２０１７０１ １５９
４）接 收数 据 的解 析 与显示 ；
作者简 介 ：周胜明（１９５２一 ），男，山东烟 台人 ，硕 士研 究生 ，教授 。研 究方 向：机 载仪 电设备保障、飞行控制理论 。
作 为通 用 的航 空 总线 数据 格式 ，ＡＲＩＮＣ４２９广 泛 用与 维护 提供 了一种 更加 高效 快捷 的辅 助手 段 。
应 用 于 航 空 领域 ，成 为 当前 应 用 最 为 广泛 的航 空 电 子 系统 数 据 总 线 之 一 。作 为 现 代 航 空 电子 系 统 的
１
系统 功能分析
为 了增强 对机 载特 种设 备 状态 监测 的适应 性 和 实 时 性 ，该 系统 需 挂 接在 总 线 的某 一 端 与 特定 的机 载 电 子设 备 相 连 ，完 成 指 令 和 信 息 的 发 送 与采 集 。 地 勤 维 护人 员 通 过 查看 发 送 和 采集 的特 定 数 据 ，根 据 预 置 的 协议 和 控 制指 令 ，判 断相 应 机 载设 备 的状 态 ，得 到相应 的故 障信 息及处 置 方法 。因此 ，该 系统 需具 备 以下 功能 ：
基于PC104的实时质谱仪真空监测系统
基于PC104的实时质谱仪真空监测系统王文锦;严奉轩;李芳;凌大鹏;孙喜堂【摘要】This paper presents a real-time vacuum monitoring system for mass spectrometer based on PC104.This system main-ly consists of high-speed analog signal acquisition,data filtering based on PIC32,and real-time anti-jamming communication tech-nology.A high-speed A/D converter was employed to acquire external physical quantities that are to be monitored.According to the characteristics of A/D signal's random disturbance,a moving average filter was used to reduce noise while giving consideration of the real-time request of the system.Afterwards,an error-resilient status transfer mechanism was proposed during communication with the upper computer to guarantee transmission reliability.Experimental results show that while possessing good real-time capability and low power consumption,the noise factors of the vacuum and temperature measuring data processed by our filtering algorithm are decreased by58.4%and 60.2%respectively.Hence,the proposed system satisfies the requirements of real -time monitoring in harsh field condition.%文中提出了一种基于PC104的实时质谱仪真空监测系统。
利用PC104和CPLD实现多普勒频率的测量
利用PC104和CPLD实现多普勒频率的测量
陈文武;赵兆;刘明
【期刊名称】《计算机测量与控制》
【年(卷),期】2004(12)12
【摘要】在某相位编码毫米波雷达系统中,由于对目标速度测量精度的要求很高,因此目标多普勒频率测量电路的设计也具有比较重要的地位.文章提出了利用PC104和CPLD,采用多周期同步测频方法实现目标多普勒频率的测量.相比传统的测频法和测周法,多周期同步测频法可以实现整个测量频段的等精度测量.实际应用表明,该设计具有精度高,可靠、稳定等优点.
【总页数】3页(P1192-1194)
【作者】陈文武;赵兆;刘明
【作者单位】南京理工大学,江苏,南京,210094;南京理工大学,江苏,南京,210094;南京理工大学,江苏,南京,210094
【正文语种】中文
【中图分类】TN958.95
【相关文献】
1.基于CPLD的PC104总线的实现 [J], 章超;王新华;郭淑琴
2.基于PC104和CPLD的巡线机器人运动控制实现 [J], 林锦赟;王孝洪;田联房;吴玉香;李正波
3.利用CPLD实现单片机与PC104的多机并行通信 [J], 张坡;孙杰;师廷伟
4.基于PC104总线和CPLD的D/A系统的设计与实现 [J], 闫云斌;石春和;李娟;
祝树生
5.CPLD和多周期同步测频法在多普勒频率测量系统中的应用 [J], 赵兆;陈文武;刘明
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该系统主要由 PCl04 工控机、单片机 AT89C5l［2框 图如图 l 所示. 在使用中主要完成两部分的硬件连接：
（l）PCl04 工控机部分，主要硬件采用上海思泰基公司产品，经过实验验证各产品间不存在硬件 冲突，其中 SB-8l0 是 P!级别的工控主板，与 PC 机完全兼容，集成有低功耗 P!级 CPU、支持 64 M 或 l28 M SDRAM 内存、支持声卡 AC97 标准接口一个、CRT 接口一个、l0 M / l00 M 自适应 RJ-45 接口 两个. 标准的 IDE 硬盘接口，支持光驱和 ATA33 的传输模式. PCl04 工控机的操作和使用与 PC 机相 同，安装系统硬件后，即可开机进行 BIOS 设置，在调试安装中，主板的输入电压必须为 + 5 V，其波动 范围不超过 5% .
（1. 白城师范学院 计算机系，吉林省 白城 137000；2. 吉林大学 材料科学与工程学院，长春 130012； 3. 吉林大学 物理学院，长春 130021）
摘要：介绍一种微波辐射计数据采集系统，由基于 Linux 操作系统的 PC104 工控机与基于 MCS-51 系列的单片机构成. 硬件电路设计以 PC104 工控机 SB-810VE2S 为核心，以 MCS-51 单片机实现微波辐射计接收数据逻辑控制，外接存储器件及其他外围电路；软件设计通过对 PC104 工控机在 Linux 操作系统下串口通信编程，实现了 PC104 工控机通过串口和 MCS-51 系列单片机进行通信，从而构成一个数据采集系统，并采集了微波辐射计的数据. 关键词：单片机；串行通信；工业控制 中图分类号：TM931 文献标识码：A 文章编号：1671-5489（2006）05-0794-04
收稿日期：2006-02-28. 作者简介：张 强（1963 ~ ），男，汉族，硕士研究生，副教授，从事计算机应用的研究，E-maiI：cnjsjx_1@ yahoo. com. cn. 联系人： 张洪武（1971 ~ ），男，汉族，硕士研究生，工程师，从事计算机应用的研究，E-maiI：zhanghw@ jIu. edu. cn. 基金项目：国家高技术研究发展计划（863 计划）项目基金（ 批准号：AA630308）.
第5 期
张 强，等：PCl04 在微波辐射计数据采集系统中的应用
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MIPS，PPC，NEC，ARM 和 MOTOROLA 等硬件平台上，因此研究人员已转向嵌入式 Linux 的开发. 在航 空遥感多传感器集成与应用中，微波辐射计由于工作在高压、高频和大功率的环境，具有较强的电磁 干扰，工作环境恶劣，因此需要设计一种抗干扰能力强、可靠性高和功能完善的数据采集系统. 本文 介绍了数据采集系统的软件与硬件设计. 1 系统硬件组成及工作原理
转换时间为 25 !S，采集精度满足要求. 其软件流程图如图 2 所示.
Fig. 2 Flow chart of microcomputer program
程序根据标志检测是否有新的 PCIO4 工控机的读取数据命令，通过串行口将数据发送到 RS485 总
线上 并 由 PCIO4 接 收. 在 没 有 检 测 到 标 志 时 主 程 序 处 于 等 待 状 态. 串 行 通 信 的 最 大 速 率 为
4 实验结果及讨论
基于 PCIO4 工控机的微波辐射计数据采集系统，已成功应用于航空遥感多传感器集成与应用技术
系统的设计开发中，在系统设计中为增加抗干扰能力，将高频部分与低频部分分别单独划分并且加屏
蔽壳，在布线中应尽量避免线路平行，以免产生高频干扰. 计算的主要指标如下：
步长误差，即 2. 4 mV，由于误差恒定，可采用软件对误差进行补偿.
（2）由于电路信号处理元器件及模拟开关 4O5I 上有压降（ 约 2O mV），经软件和硬件修正后，在小
幅值（ 或大幅值）时仍有一定误差.
（3）功率测量由电压和电流的测量值间接得到，由于误差的累计效应会使有功和无功测量值与理
论值存在差异.
Application of PCl04 in Microwave Radiometer Data Acguisition System
ZHANG Oiang1 ，MENG Oing-nan2 ，ZHANG Hong-wu3
（1. Department of Computer，Baicheng Teachers College，Baicheng 137000，Jilin Prouince，China； 2. College of Materials Science and Engineering，Jilin Uniuersity，Changchun 130012，China； 3. College of Physics，Jilin Uniuersity，Changchun 130021，China）
第 44 卷 第 5 期 2006 年 9 月
研究简报
吉 林 大 学 学 报（ 理 学 版 ） JOURNAL OF JILIN UNIVERSITY（ SCIENCE EDITION）
VoI. 44 No. 5 Sep 2006
PCl04 在微波辐射计数据采集系统中的应用
张 强1 ，孟庆南2 ，张洪武3
Fig. 1 A block diagram of the system
2 系统软件 系统软件设计包括 PCl04 工控机［3］的软件设计和单片机的软件设计两部分. PCl04 工控机的硬件连接方便易行，主要通过软件设计完成自动测量和数据的采集处理，采用
C 语言编程，工作于 Linux 操作系统［4］下，可读性好，能够方便移植到其他平台. 本文利用 Linux 内核 自带的串口驱动程序，调用驱动程序的一系列函数，完成串口通信参数的设置. Linux 给每个串口分配 一个文件索引号，有相应的文件名称，即将硬件设备看成特殊的文件，如 COMl 和 COM2 对应的文件 分别为 / cev / ttyS0 和 / cev / ttySl，通过操作这两个文件即可操作这两个串口，对硬件设备文件的操作与 对普通文件的操作相同，即使用相同的文件 I / O 调用函数（ open，write，reac，cdose），但系统调用 open（ ） 打开串口得到相应设备的文件描述符后，需先对其进行初始化，设置特定参数，如波特率、数据位和 输入输出方 式 等，该 参 数 存 放 在 struct termios 中，函 数 tcsetatt（r ）可 以 设 置 串 口 的 struct termios， tcgetatt（r ）可以得到串口的 struct termios. 设置通信参数后即可用 reac 和 write 对串口文件进行读写，并
理论上，电压为正弦信号，但当电压发生波动时，以三次谐波影响最大，因此电压波形为基波和三次
谐波之和，即 U（ t） = UI coS !t + U3 coS 3!t.
设在影响最大时，令
UI
= U3
= U，则
f（4） max
=
928
U2 !4 ，AD574A
采用
I5
V
满量程，因此
U
=5
V，
EN = 2. 3 X IO -5 V，即当每周期采集 64 点时， EN = 23 !V，远小于 AD574A 的最低分辨率2. 4 mV，
目前，先进的嵌入式工业计算机 PC104［1］，以其优良的品质、高可靠性及模块化广泛应用于工业 控制、航空航天、智能仪器仪表、通信数控、自动化生产设备、数据采集和便携式计算机等领域. 随着 微处理器的产生与发展，价格低廉、结构小巧的 CPU 和外设连接提供了稳定可靠的硬件架构，而软件 却限制了嵌入式系统的发展. 由于 Linux 操作系统开放源代码，功能强大，可运行在 X86，AIpha，Sparc，
I9 2OO bit / S，可选 2 4OO bit / S 或者 4 8OO bit / S，数据结构为 I 位起始位，8 位数据位，I 位停止位，无奇
偶校验位. 通信方式选用主机“ 轮询”，从机应答的点对点通信方式.
3 误差分析及改善措施
（I）调试 AD574A 测试零电压时，显示在 O. OO2 4 V 左右跳动，原因是 AD574A 转换时，有一二个
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第 44 卷
初始化程序.
初始化程序后即开始发送和接收数据，先将一个字符串发送给单片机，单片机接收数据后，将数
据返回 PCIO4 工控机. 由于上位机速度比单片机快，因此一次不能发送过多数据，否则会使发送缓冲
区溢出而丢失数据，发送后需等待一段时间，单片机将数据完全发送到上位机后，再进行读取. 单片机软件设计［5］主要是解决从 AD574A 中读出数据并经过处理通过串口发送给 PCIO4 工控机，
Abstract：This paper introduces a system of the microwave radiometer data acguisition，the system is mainIy made up of PC104 based on the Linux operating system and the microcontroIIer based on MCS-51. In the hardware the vitaI part of PC104 is SB-810 which is a main board used in industry controI and the vitaI part of MCS-51 microcontroIIer is the Iogic controI part. With the proper memory device and other peripheraI circuit， the data acguisition system has come true. In the software PC104 is programmed in seriaI communication under Linux operating system mainIy. Via this method，the seriaI communication between PC104 and MCS-51 microcontroIIer has been successfuIIy reaIized. The smaII system can gather the data that the microwave radiometer has transmitted. This system has been proved to reach the measure standard and to work steadiIy. The system dispIays good performance under the badIy environment. Key words：microcontroIIer；seriaI communication；industriaI controI