工控主板EM9160的精簡ISA總線的主要擴展應用之一，就是擴展針對應用的各種數據采集單元，即通常所說的AD單元。對低速采樣、且不要求樣點間有嚴格時間間隔的應用，英創(chuàng)公司已推出了已ETA102、ETA197為代表的數據采集方案，這些方案可很好的應用于常規(guī)的測溫、測壓等低速數據采集領域。但對需要采集信號波形的應用，如振動分析、電力諧波分析等，ETA102和ETA197的方案就不能滿足要求了，主要的原因是這些AD單元的數據采集都是由軟件啟動的，因此不能保證樣點間有嚴格固定的時間間隔。本文的目的，是在新的EM9160的硬件IRQ中斷驅動程序的基礎之上，設計了一個基于中斷的AD采集單元，通過EM9160的PWM接口輸出固定周期的脈沖來啟動AD轉換，AD數據轉換好后，通過中斷通知EM9160工控主板。EM9160的IRQ驅動程序則讀取AD數據，并儲存在內部緩沖區(qū)中，應用程序則通過標準的文件讀的方式讀取設備文件”IRQ1:”的數據。
本設計的AD轉換芯片，選用了經典的AD574A。AD574A是一款采樣率25Ksps、分辨率為12-bit的AD芯片，設計采用AD574A的獨立工作模式（Stand-Alone），其采集時序如下圖所示：

上圖中的AD轉換脈沖R/C#是一脈寬大于50ns的低電平脈沖，我們可以利用EM9160的PWM脈沖輸出來作為AD轉換啟動脈沖。AD574A的狀態(tài)輸出STS，在進入數據轉換后變高，轉換完成后從高電平變?yōu)榈碗娖健Ｔ谠O計中，把STS反相作為EM9160的IRQ輸入，上升沿（即STS的下降沿）將觸發(fā)中斷。
AD574A的基本設計如下：

注意，在上圖中沒有包括前端的模擬信號調理部分，因為這部分電路與具體應用密切相關。客戶在具體的AD設計中還需要協調好模擬地和數字地的關系，以保證采集數據的實際精度滿足需求。
與EM9160精簡ISA總線的接口電路如下：

圖中的PWM1是來自于EM9160的GPIO12。EM9160共有3路PWM輸出，均與GPIO復用管腳，具體關系為：

由這兩部分電路構成的完整設計如下：

本設計的主要優(yōu)點是擴展電路非常簡單，是一種典型的低成本波形采集方案。但需要注意的是，由于每次AD轉換結束，都需要中斷驅動程序讀取AD數據。采用本方案的波形數據采集對AD的采樣率就有一定限制，通常來說不能超過10ksps，即100us的采樣間隔。以電力諧波分析來看，50Hz的工頻信號，按5Ksps采樣率進行波形采集，可獲得的諧波可達到49次諧波，可滿足絕大多數應用。采用這樣的設計，客戶并不需要涉及驅動程序的編寫，就可實現實時的波形數據采集的功能。
客戶可在此設計的基礎上，方便的設計出多通道的波形數據采集方案。