基于通用HY-6070 C对探地雷达信号的数据采集方案
随着电子技术和计算机技术的迅速发展，几种商业化的探地雷达系统开始得到了初步应用，其中具有代表性的有加拿大探头及软件公司（ssi）的pulseekko系列、瑞典地质公司（sgab）的ramac钻孔地质雷达系统、美国地球物理探测设备公司（gssi）的sir系统及日本应用地质株式会社（oyo）的georadar系列等。但是，这些国外产品造价昂贵，且测量的局限性较大，严重地影响了它的普及。鉴于探地雷达具有广泛的用途对其进行了开发研制，目前已研制成功。由于篇幅限制，文中在此重点介绍数据采集部分和显示软件。
1 数据采集 在探地雷达数据采集试验中，所使用的是hy-6070 c通用数据采集控制板，此板的功能主要是a／d与d／a数据转换。其接口是isa总线型的，可以直接插入具有isa总线扩展槽的计算机中，在计算机的控制下构成信号采集、监视输入系统和模拟量电压信号、数字电压信号输入系统。hy-6070 c板上安装有12 bit分辨率的a／d转换器，其通过率为40 khz。为用户提供了两种模拟信号输入方式：16路单端输入和8路双端输入。通过硬件设置，模拟电压信号输入范围可以是0～5 v，土2．5 v，±5 v。此板还提供了1路12 bit d／a转换模拟电压输出通道。在hy-6070 c板上还装有可编程定时／计数器82c54，其中82c54的定时／计数器1和定时／计数器2级连，用以生成定时启动a／d转换的信号。定时／计数器o单独引出，供用户使用。hy-6070 c板支持软件触发、定时触发和外触发3种a／d电路启动转换工作方式。支持软件查询和中断申请数据传送工作方式。hy-6070 c板还为用户提供了16路数字输入／输出通道信号，接口电平符合ttl电平标准。
文中利用软件编程启动hy-6070 c板的a／d转换功能。在软件触发方式下，每次启动a／d转换前由软件切换通道，然后发送a／d转换启动命令来触发a／d转换。当a／d转换完成后，可通过软件查询a／d完成位，当程序测到a／d完成位为“1”时，即可读取a／d转换的12 bit数据。
a／d采样程序步骤如下：
（1）设置板上的模拟信号输入通道（共16个通道，编号为0～15）；
（2）设置a／d触发方式，这里设置为软件触发；
（3）开始触发a／d转换；
（4）等待并查询a／d转换完成标志；
（5）对接收到的数据进行存储。
在hy-6070 c数据采集卡内预先分配了各种地址，程序通过访问这些地址并对其进行相应的读写操作来控制a／d采样的实现。在实际应用中，可以直接利用由c语言编制的应用程序来控制采集卡进行a／d转换，只需调用头文件为dos．h中的outport（address，data）（address为地址值，data为要向该地址输出的数据）与inportb（adaddress）（adadress是a／d转换数据所存储的地址）两个函数即可，但是应用程序的使用环境必须是dos操作系统。这给应用程序的使用者带来了诸多不便。因此为了让用户方便使用，作者制作了基于windows操作系统的显示软件。由于 windows操作系统不能像dos那样直接读取采集卡的板内地址，因此要想面向数据采集卡编程，首先需要安装数据采集卡的驱动程序，既让windows 操作系统能够识别到此硬件。在接下来的编程中还必须使用到数据采集卡自带的两个文件，hkiomfc．h和hkiomfc．lib，在这两个文件中定义了对采集卡进行控制的变量与函数体，编程时即可直接调用。
2 显示软件 利用visual c++6．0在windows操作系统下开发应用程序主要是使用mfc（microsoft fbundation class）类库。mfc是微软为windows程序员提供的一个面向对象的windows编程接口，它简化了windows编程工作。使用mfc类库的优点：首先，mfc提供了一个标准化的结构，这样开发人员不必从头设计创建和管理一个标准windows 应用程序所需的程序，而是从一个比较高的起点编程，可节省大量的时间；其次，它提供了大量的代码，指导用户编程时实现某些技术和功能。mfc库充分利用了 microsoft开发人员多年开发windows程序的经验，并可以将这些经验融入到自己开发的应用程序中去。
visual c++6．0集成环境对mfc提供了多种界面友好的辅助工具，用appwizard可以生成新的类，可以对类成员进行维护。mfc提供了一种机制，把 windows的消息与类的某个成员直接联系起来，减少程序员中间的处理过程。比如在菜单中加了一个命令项，指定其命令id，然后用 classwizard可以指定此菜单id与类的成员函数相联系，所需要的编程就是实现该成员函数的代码，其他代码均由mfc和class-wizard 负责处理。这种机制提高了程序开发效率，而且visual c++提供了mfc的所有源代码，这些源代码不仅可供参考，还为应用程序的调试提供了方便，源代码的开放性也是mfc获得成功的一个主要原因。
作者所设计的显示软件是基于单文档（sdi）框架结构的应用程序，其外观如图1所示。
由图可见，单文档的外观与常见的windows应用程序相似，因此操作方便，只需要选择各个菜单执行相应的功能即可。
探测波形实时显示功能的实现需要软件与前面提到的hy-6070 c数据采集卡配合实现。在厂家提供的驱动函数库内定义了一个chkioctrl类，在编程时只需声明一个此类的对象mhkdevice即可，然后就可调用驱动函数进行相应的操作。图2是波形的动态显示效果。
当得知地下有物体存在后，人们希望了解这个物体到底是什么，而利用上述波形的动态显示方法就难以给出结论。因此还需要通过这些回波产生一幅可视性强的图像，这通常建立在数字图像处理的基础上。通常称图2所示的波形为一维图像，如果能将其转化为二维图像，可视性会大为改善。这里用“波形堆积”一词来形容将一维图形转化为二维图形的过程。图3所示240个波形直接堆积的结果，这里采用灰度图像。
由图3可见，图像出现了灰度不均匀显示的效果，与图2单纯的波形相比，其可视性得到增强。这些不均匀的变化特征反映出目标的某些特性。
3 结束语 通过应用通用hy-6070 c完成了对探地雷达信号的数据采集，并且应用文中所编制的显示软件，对实时波形和堆积图形进行了正确显示，与所研制的探地雷达主机联调也得以成功，完全能够正确使用。
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文中利用软件编程启动hy-6070 c板的a／d转换功能。在软件触发方式下，每次启动a／d转换前由软件切换通道，然后发送a／d转换启动命令来触发a／d转换。当a／d转换完成后，可通过软件查询a／d完成位，当程序测到a／d完成位为“1”时，即可读取a／d转换的12 bit数据。
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