1 、引言

該數據采集系統采用硬中斷方式，通過對KH-9300板卡上的8254定時器和8259中斷控制器編程定時觸發中斷并對外部脈沖計數，設計中每隔1 s采集1次數據，數據采集卡第0和1號通道采用串行方式并使用板卡上的內部時鐘進行計時，第2、3、4、5號通道輸人外部計數脈沖計數。所有通道采用內部門控信號。當串行的第0～1通道計數滿時，就向板卡上的8259中斷控制器的IN1引腳發出中斷指令。通過8259中斷控制器向計算機內的8259A的中斷引腳（這里設計為第5號中斷引腳）發出中斷指令。CPU響應中斷請求，執行中斷程序，對板卡上第2、3、4、5號通道進行數據采集，并把采集后的數據寫入文件。

2、 板卡及8254定時、計數常數的設置

時鐘跳線的設置：0號通道選內部時鐘，0和1兩通道級聯，2～5號通道接外部脈沖，選外部時鐘。門控跳線設置為所有通道都選內部門控；基地址設置為280H；中斷號設置為INT5（中斷向量號為13）；內部時鐘頻率設置為2 MHz。

（1）定時常數的計算 定時系數=要求定時的時間／時鐘脈沖的周期。若定時的時間為1 s，內部時鐘頻率為2 MHz。則時鐘脈沖的周期為1 s／2 MHz=0．5μs，定時系數為1s/0.5 μs=2×106=2 000 000。由于8254定時計數器6個通道為16位減計數器，每個通道計數值最大為216-1=65 535《2 000 000。所以必須采用2個通道計時，設計中將第0通道和第1通道串聯。由2×106=1 000×2×103，則定時系數：第0通道為2 000，第1通道為1 000。

（2）計數通道的初始化 計數通道常數設置為最大值：FFFFH。最大計數頻率為65 535 Hz／s。

（3）計數累計脈沖量計算 計數累計脈沖量=FFFFH-計數器本次讀數。

3 、用Turbo C編寫中斷服務程序的方法

C語言中斷服務程序可由3部分實現。即編寫中斷服務程序、安裝中斷服務程序、激活中斷服務程序。

（1）編寫中斷服務程序由于產生中斷時，必須保留被中斷程序中斷時的一些現場數據，即保存斷點，這些值都在寄存器中，以便恢復中斷時使這些值復原。以繼續執行原來被中斷的程序。 Turbo C為此提供一種新的函數類型：inter-rupt，它將保存由該類型函數所指寄存器的值，而在退出該函數時，再復原這些寄存器的值，因而用戶的中斷服務程序必須定義成該類型的函數，如中斷服務程序名為myp，則可將這個函數說明為：

Void interrupt myp（unsigned bp，unsigned di，unsigned si，unsigned ds，unsigned es，unsigned dx，unsigned cx，unsignedbx，unsigned ax，unsiged ip，unsigned cs，unsigned flags）

小模式下程序只有1段，在中斷服務程序中用戶可像用無符號整數變量一樣使用這些寄存器。若中斷服務程序中不使用上述寄存器，則可不寫這些寄存器參數，而寫為：

對于硬件中斷，則在中斷服務程序結束前要將中斷結束命令字送至系統的中斷控制寄存器，其端口地址為0x20，中斷結束命令字也為0x20，即outportb（0x20，0x20）。

在中斷服務程序中，若不允許別的優先級較高的中斷打斷它，則要禁止中斷，可用函數disable（）來關閉中斷。若允許中斷，則可用開中斷函數enable（）來開啟中斷。

（2）安裝中斷服務程序定義中斷服務程序后，還需將這個函數的人口地址填人中斷向量表中，以便產生中斷時程序能轉入中斷服務程序去執行。為防止正在改寫中斷向量表時，又產生別的中斷而導致程序混亂，可先關閉中斷，待改寫完成后，再開啟中斷。

其中faddr是中斷服務程序的入口地址，其函數名代表入口地址，而inum表示中斷類型號，setvect（）函數設置中斷向量，上述定義的install（）函數將完成把中斷服務程序入口地址填入中斷向量inum中。

（3）中斷服務程序的激活對于硬件中斷，在相應的中斷請求線（IRQi，i=0，1，2，…，7）產生一個由低到高的中斷請求電平，這個過程必需由接口電路來實現，這個電平可用程序控制實現，如發命令outportb（端口地址，命令）。然后程序等待中斷，當中斷產生時，便去執行中斷。

（4）恢復被修改的中斷向量為在主程序結束后，恢復原來的中斷向量以指向原中斷服務程序，在主程序開始時，存下原中斷向量的內容，用getvect（）實現，如j=（char*）getvect（0x1c），這樣指針變量中將是0xlc中斷程序的入口地址，當主程序結束時，可恢復原來的中斷服務入口地址，可用setvect（0x1c，i），也可用install（）函數再次安裝。

4 、程序設計

4．1 程序說明

程序主要分為主程序和中斷處理子程序2部分。其中主要程序是采用 I／O接口的輸入輸出函數進行初始化。包括設置KH-9300定時計數器8254和中斷控制器8259的工作方式、初值、開中斷、觸發方式，對計算機的 8259開中斷等。在主程序的最后把采集的通道數據寫入文件。而中斷處理子程序是由CPU在每次接到IRQ5中斷請求信號后立即執行，主要作用是把KH- 9300卡的第2、3、4、5號通道的計數值采集到程序的變量中。主程序和中斷處理子的程序流程分別如圖1、圖2所示。

4．2 編程注意事項

（1）不要用任何DOS功能調用，避免DOS重入。盡量避免使用與屏幕相關、檢查狀態、讀鍵盤及任何磁盤I／O子程序：避免使用浮點（實數）運算。中斷服務程序中所調用函數盡量是BIOS級庫函數；（2）中斷程序執行的時間應盡可能的短。若 ISR中消耗時間過長，在完成一次運行前有可能被再次調用，導致系統被掛起。（3）控制變量可以是全局變量，也可通過寄存器變量傳遞給interrupt 函數；（4）若實時控制系統對中斷響應速度要求較高，可采用嵌入匯編技術。

4．3 程序調試結果

圖3為調試結果。圖3中每1行后4個數據為每1 s所采集的4通道數據，第1列是第幾次采集，即第幾秒采集，后4列是第2、3、4、5通道所采集的數據。因此采集的數據具有較高穩定性。

5、 結束語

從程序調試數據可看出，采集到的數據具有很高的穩定性。該系統可方便組成連續監測系統或其他需要記錄脈沖的系統。同時利用Turbo C可方便的控制其端口和硬件中斷。

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