数据采集程序及通信协议流程图

根据前面介绍常用的基于PCI和以太网卡的两种采集硬件平台，接下来介绍相对的采集程序的设计思路。

1.基于PCI数据采集程序

基于PCI数据采集卡的采集程序包括两部分工作：第一部分工作过程用于数据采集卡工作方式的设定；第二部分工作过程为数据采集阶段。相应程序也要完成两个功能：第一个功能是从主机接收并寄存数据采集卡的命令控制字，确定采集卡的采样率、触发方式等参数；第二个功能是协调各模块的工作，根据各种状态信息和命令产生各模块的控制信号，保证在采集开始后，数据可以通过PCI接口完整有序地传送到PCI总线上。图3-16所示为数据采集程序对数据采集卡初始化流程图^[20，21]。

图3-16 数据采集程序对数据采集卡初始化流程

数据采集卡要进行数据采集的工作，首先由主机以PCI9054从模式单字节写方式向CPLD写入命令控制字，确定采集卡的采样率、触发方式等参数，使能A/D转换及FIFO写操作，改写相应的状态控制字。在触发信号到来之后，数据采集开始，A/D转换模块输出的数据写入FIFO。

数据采集开始后，FIFO将分别经历全空、将空、半满等状态，当FIFO的半满信号，向计算机发送中断请求信号。主机CPU响应中断，在中断响应程序中给出DMA读命令，包括起始地址、传输字节数及传输方向等。接着启动本地总线的DMA读周期，开始DMA传输。计算机将通过DMA方式读取数据，完成数据传输。

2.基于以太网卡数据采集程序(www.xing528.com)

以太网高效率、高速的数据通信是实现采样数据实时、高速地传递给上位机进行分析的首要保证，已有研究的技术成果电弧能量采集系统，采用单片以太网控制器DM9000AEP来实现与上位机之间的数据通信。对于DM9000AEP的编程，主要是通过对其内部寄存器进行各种操作来完成。

由于数据包最终是要通过上位机接收，因此，采集到的焊接电流和电压等数据也必须按照TCP/IP协议标准打包，然后由DM9000AEP发送给PC机接收、处理。TCP/IP协议是一种目前被广泛应用的网络协议。在嵌入式系统中，TCP/IP协议主要包括：应用层、传输层、网络层和网络接口层。根据埋弧焊电弧信号采集系统的要求，设计的基于TCP/IP协议的数据通信程序，流程如图3-17所示。

焊接过程数据采集程序主要完成焊接动态数据的采集、示波和存储，通过调用A/D转换子程序将传感器采集到的主从机电流、电压信号转换成数字信号，然后由以太网控制器DM9000AEP将数据打包处理后经以太网接口传送给上位机，通过调用接收程序和示波程序实现对焊接过程电弧能量信号的实时记录和存储，该程序流程如图3-18所示。

图3-17 通信协议流程图

图3-18 数据采集程序流程图