GPS在PCI同步数据采集卡中的应用

4 采集卡软件设计

本采集卡的软件程序主要包括与GPS接收板的串口通信程序、与上位机通信的PCI接口程序及数据采集和处理程序。软件流程图如图4所示。

采集卡可通过双口RAM与上位机通信以改变采样点数、采样频率，将一个工频周期等分成40～256个点进行采样，然后对采样点进行数值转换处理并发送上位机进一步处理，如电压、电流及功角的幅值、曲线显示监视及进而在系统发生故障时及时作出相应的控制措施。

本采集卡的特点如下：

·由于采用二阶滤波电路，因此采集卡可以较好的屏蔽高次谐波对A/D转换的影响。C8051F021属于高速混合信号机型，在12MHz的外部晶振下，其时钟周期为83ns，因此采样频率大范围可调。可广泛应用于各种采样速率要求较高的交流采样测控装置。

·可同时输入8路单输入或4路差分输入PT/CT信号，进行高精度、高速度采样。

·采用片内12位分辨率、100ks/s转换速度的逐次逼近式A/D转换器和外围滤波采样保持电路，能进行快速模/数转换。

·通过接收GPS的秒脉冲和时标，可以保证异地信号的同步采集。

·双口RAM和专用PCI接口使得上下位机的通信和交换数据更加快捷。

5 结束语

本采集卡研发与调试后已经用于电力系统相角和功角测量装置中，实践证明，采用C8051F021型单片机实现的采集系统不仅能够满足电力系统测控装置的需求，还具有较好的性价比，非常适用于各种电压等级的输电系统测控装置和仪器仪表的测量部分。