脉冲采集卡的开发

马小军　师艳侠

摘 要：针对脉冲量的测试问题给出了一种新颖、简单的信号采集方法，即采用通用的可编程器件8253制成了电路板，并采用了ISA总线，其能与IBM系列计算机连接，创新点在于电路的实现方法和可同时实现多路脉冲量信号的采集。

关键词：脉冲量；采集卡；光电耦合器；智能仪表

中图分类号：TP274.2 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.12.124

在实时控制、智能仪表、数据采集等计算机的应用领域中，计算机需要随时与外部世界频繁交换信息，这些信息都必须通过一定的接口与计算机通信。

通过对脉冲信号的计数即可完成数据采集。本文介绍了一种不带微处理器的脉冲量采集卡的设计原理和应用方式。该电路的特点是软、硬件接口电路简单，成本低，可靠性高，最高计数频率可达1 MHz。

1 硬件电路设计

脉冲量采集卡的电路包括光耦去抖电路、定时/计数电路、地址译码电路、总线驱动缓冲电路四部分，其原理如图1所示。

1.1 光耦去抖电路

设计电路时，应考虑使用隔离器件抑制各种干扰的影响，使电路具有较强的抗干扰能力和较高的可靠性。在本设计中，采用了4N25光电隔离器。图1中的U15-U25为隔离器，通过J1和J2输入信号至光敏二极管，并经内部高增益线性放大器将信号放大后，由集电极开路门输出信号。其输出从0至1几乎是跃变的。由于其输入电阻较低、分布电容较小，绝缘电阻可达1 010 Ω。在此情况下，内阻较大的干扰信号进入光电耦合器输入端时已经被抑制，加之发光二极管、光敏三极管的耦合作用，经过削减的干扰信号基本消失。……