PC6311数据采集卡说明书.docx
- 文档编号:7874284
- 上传时间:2023-01-26
- 格式:DOCX
- 页数:24
- 大小:96.19KB
PC6311数据采集卡说明书.docx
《PC6311数据采集卡说明书.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《PC6311数据采集卡说明书.docx(24页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
PC6311数据采集卡说明书
PC-6311D模入模出接口卡技术说明书
1.概述:
PC-6311D模入模出接口卡适用于具有ISA总线的PC系列微机,具有很好的兼容性,CPU从目前广泛使用的64位处理器直到早期的16位处理器均可适用,操作系统可选用经典的MS-DOS,目前流行的Windows系列,高稳定性的Unix等多种操作系统以及专业数据采集分析系统LabVIEW等软件环境。
在硬件的安装上也非常简单,使用时只需将接口卡插入机内任何一个ISA总线插槽中,信号电缆从机箱外部直接接入。
也可插入我所研制的PC扩展箱内使用。
PC-6311D模入模出接口卡安装使用方便,程序编制简单。
其模入模出及I/O信号均由卡上37芯D型插头及另配的转换插头与外部信号源和设备连接。
对于模入部分,用户可根据实际需要选择单端或双端输入方式。
对于模出部分,用户可根据控制对象的需要选择电压或电流输出方式以及不同的量程。
2.主要技术参数:
2.1模入部分
2.1.1输入通道数:
(标*为出厂标准状态,下同)
单端32路;*/双端16路
2.1.2输入信号范围:
0V~10V*;/±5V
2.1.3输入阻抗:
≥10MΩ
2.1.4A/D转换分辨率:
12位
2.1.5A/D转换速度:
10μS
2.1.6A/D启动方式:
程序启动/外触发启动
2.1.7A/D转换结束识别:
程序查询/中断方式
2.1.8A/D转换非线性误差:
±1LSB
2.1.9A/D转换输出码制:
单极性原码*/双极性偏移码
2.2.10系统综合误差:
≤0.2%FSR
2.2模出部分:
2.2.1输出通道数:
2路(互相独立,可同时或分别输出,具有上电自动清零功能。
)
2.2.2输出范围:
电压方式:
0~5V;0~10V*;±5V;±2.5V
电流方式:
0~10mA;4~20mA
2.2.3输出阻抗:
≤2Ω(电压方式)
2.2.4D/A转换器件:
DAC1210
2.2.5D/A转换分辨率:
12位
2.2.6D/A转换输入码制:
二进制原码(单极性输出方式时)*;
二进制偏移码(双极性电压输出方式时)
2.2.7D/A转换综合建立时间:
≤2μS
2.2.8D/A转换综合误差:
电压方式:
≤0.2%FSR
电流方式:
≤1%FSR
2.2.9电流输出方式负载电阻范围:
使用机内+12V电源时:
0~250Ω
外加+24V电源时:
0~750Ω
2.3数字量输入输出部分:
2.3.1DI:
8路;TTL标准电平
2.3.2DO:
8路;TTL标准电平;有输出锁存功能
2.4电源功耗:
+5V(±10%)≤400mA;
+12V(±10%)≤100mA;
-5V(±10%)≤10mA
2.5使用环境要求:
工作温度:
10℃~40℃;
相对湿度:
40%~80%;
存贮温度:
-55℃~+85℃
2.6外型尺寸:
(不含档板)
长×高=182.6mm×106.7mm(7.2英寸×4.2英寸)
3.工作原理:
PC-6311D模入模出接口卡主要由模数转换电路、数模转换电路、数字量输入输出电路、接口控制逻辑电路构成。
3.1工作原理框图:
PC-6311D模入模出接口卡工作原理框图见图1。
图1工作原理框图
3.2模入部分:
外部模拟信号经多路转换开关选择后送入放大器处理。
放大器前后设有单/双端输入选择跨接器KJ1、KJ2和转换码制选择跨接器KJ3。
处理后的信号送入模数转换器进行转换,其转换状态和结果可用程序查询和读出。
模数转换器的启动也可用外部触发方式启动。
转换结束信号也可用中断方式通知CPU进行处理。
3.3模出部分:
模拟量输出部分由DAC1210D/A转换器件和有关的基准源、运放、阻容件和跨接选择器组成。
依靠改变跨接套的连接方式,可分别选择电压或电流输出方式。
当采用电流输出方式时,本卡可直接外接Ⅱ、Ⅲ型执行器。
D/A部分的各个通道可分别按不同的输出方式和范围由用户自行选择,并具有加电自动清零功能。
3.4数字量输入输出部分:
数字量输入输出电路由输入缓冲器和输出锁存器及相关电路组成,可分别输入输出8位TTL电平信号。
4.安装及使用注意:
本卡的安装十分简便,只要将主机机壳打开,在关电情况下,将本卡插入主机的任何一个空余扩展槽中,同时CZ2也需要占用一个空余扩展槽,再将档板固定螺丝压紧即可。
本卡采用的模拟开关是COMS电路,容易因静电击穿或过流造成损坏,所以在安装或用手触摸本卡时,应事先将人体所带静电荷对地放掉,同时应避免直接用手接触器件管脚,以免损坏器件。
禁止带电插拔本接口卡。
本卡跨接选择器较多,使用中应严格按照说明书进行设置操作。
设置接口卡开关、跨接套和安装接口带缆时均应在关电状态下进行。
当模入通道不全部使用时,应将不使用的通道就近对地短接,不要使其悬空,以避免造成通道间串扰和损坏通道。
为保证安全及采集精度,应确保系统地线(计算机及外接仪器机壳)接地良好。
特别是使用双端输入方式时,为防止外界较大的共模干扰,应注意对信号线进行屏蔽处理。
5.使用与操作:
5.1主要可调整元件位置见图2。
图2主要可调整元件位置图
5.2I/O基地址选择:
I/O基地址的选择是通过开关K进行的,开关拨至“ON”处为0,反之为1。
初始地址的选择范围一般为100H~1EFH;210H~2EFH以及300H~36FH之间。
用户应根据主机硬件手册给出的可用范围以及是否插入其它功能卡来决定本卡的I/O基地址。
出厂时本卡的基地址设为100H,并从基地址开始占用连续8个地址。
现举例说明见图3。
ON1234567ON1234567
A3A4A5A6A7A8A9A3A4A5A6A7A8A9
(a)100H(b)318H
图3I/O基地址选择举例
5.3输入输出插座接口定义:
输入输出插座接口定义(括号内表示双端输入方式时通道组成)CZ1见表1,CZ2见表2。
(注:
CZ2需要占用一个PC插槽位。
)
表1输入插座CZ1接口定义
插座引脚号
信号定义
插座引脚号
信号定义
1
模拟地
20
模拟地
2
CH1(CH1+)
21
CH17(CH1-)
3
CH2(CH2+)
22
CH18(CH2-)
4
CH3(CH3+)
23
CH19(CH3-)
5
CH4(CH4+)
24
CH20(CH4-)
6
CH5(CH5+)
25
CH21(CH5-)
7
CH6(CH6+)
26
CH22(CH6-)
8
CH7(CH7+)
27
CH23(CH7-)
9
CH8(CH8+)
28
CH24(CH8-)
10
CH9(CH9+)
29
CH25(CH9-)
11
CH10(CH10+)
30
CH26(CH10-)
12
CH11(CH11+)
31
CH27(CH11-)
13
CH12(CH12+)
32
CH28(CH12-)
14
CH13(CH13+)
33
CH29(CH13-)
15
CH14(CH14+)
34
CH30(CH14-)
16
CH15(CH15+)
35
CH31(CH15-)
17
CH16(CH16+)
36
CH32(CH16-)
18
+5V输出
37
外触发E.T
19
模拟地
表2输入输出插座CZ2接口定义(NC为空脚)
插座引脚号
信号定义
插座引脚号
信号定义
1
D/A1电压端
20
模拟地
2
D/A2电压端
21
模拟地
3
NC
22
NC
4
D/A1电流端
23
+12V输出
5
D/A2电流端
24
+12V输出
6
NC
25
NC
7
+5V输出
26
+5V输出
8
DI0
27
DI1
9
DI2
28
DI3
10
DI4
29
DI5
11
DI6
30
DI7
12
NC
31
NC
13
DO0
32
DO1
14
DO2
33
DO3
15
DO4
34
DO5
16
DO6
35
DO7
17
数字地
36
数字地
18
NC
37
NC
19
NC
5.4跨接插座的用法:
5.4.1输入单/双端方式选择:
KJ1、KJ2为单/双端输入方式选择,其使用方法见图4
KJ1KJ2KJ1KJ2
a.单端输入方式b.双端输入方式
图4单/双端输入方式选择
5.4.2转换码制选择:
KJ3为转换码制选择插座。
码制的定义参见5.6节。
用户应根据输入信号的极性进行选择,选择方法见图5。
SDSD
a.单极性原码b.双极性偏移码
图5转换码制选择
5.4.3D/A输出方式及范围选择:
KJ5、KJ6为D/A输出量程选择插座,其中KJ5对应D/A1,KJ6对应D/A2。
2路D/A可以选择相同或不同的输出方式和范围,互不影响。
各组插座的使用方法见图6。
图6D/A输出方式及范围选择
5.4.4中断方式及中断源选择:
KJ4为中断有效及中断源选择插座。
该插座全部开路时为非中断方式,中断源的选择见图7。
KJ4KJ4KJ4
a.IRQ3中断b.IRQ7中断c.非中断方式
图7中断源的选择
5.5控制端口地址与有关数据格式:
5.5.1各个控制端的操作地址与功能见表3:
表3端口地址与功能
端口操作地址
操作命令
功能
基地址+0
写
写通道代码,选通道
基地址+0
读
启动D/A转换
基地址+1
写
启动A/D转换
基地址+1
读
查询A/D转换状态,读高4位转换结果
基地址+2
读
读低8位转换结果,清除转换状态及中断标志
基地址+3
写
写I/O输出数据
基地址+3
读
读I/O输入数据
基地址+4
写
写D/A1高8位数据
基地址+5
写
写D/A1低4位数据
基地址+6
写
写D/A2高8位数据
基地址+7
写
写D/A2低4位数据
5.5.2通道代码数据格式见表4:
表4通道代码数据格式
通道号
十进制代码
十六进制代码
输入方式
通道号
十进制代码
十六进制代码
输入方式
1
0
00H
单/双
17
16
10H
单
2
1
01H
单/双
18
17
11H
单
3
2
02H
单/双
19
18
12H
单
4
3
03H
单/双
20
19
13H
单
5
4
04H
单/双
21
20
14H
单
6
5
05H
单/双
22
21
15H
单
7
6
06H
单/双
23
22
16H
单
8
7
07H
单/双
24
23
17H
单
9
8
08H
单/双
25
24
18H
单
10
9
09H
单/双
26
25
19H
单
11
10
0AH
单/双
27
26
1AH
单
12
11
0BH
单/双
28
27
1BH
单
13
12
OCH
单/双
29
28
1CH
单
14
13
ODH
单/双
30
29
1DH
单
15
14
0EH
单/双
31
30
1EH
单
16
15
0FH
单/双
32
31
1FH
单
5.5.3查询A/D转换状态数据格式:
查询A/D转换状态时的数据格式及意义见表5(端口地址为基地址+1):
表5A/D转换状态数据格式(X表示任意)
操作命令
D7
D6
D5
D4
D3
D2
D1
D0
A/D转换状态
读
1
x
x
x
x
x
x
x
正在转换中
读
0
x
x
x
x
x
x
x
转换结束
5.5.4A/D转换结果数据格式:
A/D转换结果数据格式见表6:
表6A/D转换结果数据格式
端口地址
操作命令
D7
D6
D5
D4
D3
D2
D1
D0
意义
基地址+1
读
0
0
0
0
DB11
DB10
DB9
DB8
高4位数据
基地址+2
读
DB7
DB6
DB5
DB4
DB3
DB2
DB1
DB0
低8位数据
5.5.5D/A转换数据格式:
D/A1转换数据格式见表7,D/A2转换数据格式类同。
表7D/A1转换数据格式(X表示任意)
端口地址
操作命令
D7
D6
D5
D4
D3
D2
D1
D0
意义
基地址+4
写
DB11
DB10
DB9
DB8
DB7
DB6
DB5
DB4
高8位数据
基地址+5
写
DB3
DB2
DB1
DB0
x
x
x
x
低4位数据
5.6模入模出码制以及数据与模拟量的对应关系:
5.6.1本接口卡在单极性方式工作时,即模入模出的模拟量为0~10V时,转换后和写出的12位数码为二进制原码。
此12位数码表示一个正数码,其数码与模拟电压值的对应关系为:
模拟电压值=数码(12位)×10(V)/4096(V)
即:
1LSB=2.44mV
5.6.2本接口卡在双极性方式工作时,转换后和写出的12位数码为二进制偏移码。
此时12位数码的最高位(DB11)为符号位,“0”表示负,“1”表
示正。
偏移码与补码仅在符号位上定义不同,可以先求出补码再将符号位取反就可得到偏移码。
此时数码与模拟电压值的对应关系为:
模入模出信号为-5~+5V时:
模拟电压值=数码(12位)×10(V)/4096-5(V)
即:
1LSB=2.44mV
5.7外触发信号E.T的要求:
本卡的模入部分可以在外触发方式下工作。
每当E.T有一个低电平时,A/D就启动转换一次。
使用该方式时,应注意E.T信号必须符合TTL电平标准,其波形参见图8。
其中:
T1>100nST2>10uS
图8E.T信号波形图
5.8中断工作方式:
本卡的A/D转换结束信号可以采用中断方式通知CPU进行处理。
改变KJ4的位置可以选用IRQ3中断或IRQ7中断。
用户在使用中断方式时,应对主机系统的8259中断管理器进行初始化并编制中断处理程序。
并在8259中断允许之前,先清除本卡的中断标志。
当A/D转换结束时,本卡会向8259中断管理器发出一个高电平的中断申请,CPU接到中断请求后转向中断处理程序运行读数操作。
当读取低8位转换结果时,会自动清除中断标志。
5.9电流输出方式的使用与扩展:
本卡模出部分可选择0~10mA或4~20mA电流输出方式以直接驱动Ⅱ、Ⅲ型执行仪表。
采用电流输出方式时,供电电源可以使用本卡提供的+12V。
也可扩展使用机外+24V电源。
其连接使用方法见图9。
CZ2CZ2
a.使用机内+12V电源b.扩展机外+24V电源
图9电流输出方式使用方法
5.10调整与校准:
5.10.1产品出厂前,本卡的模入模出部分均已按照单极性0~10V调整好,一般情况下用户不需进行调节,如果用户改变了工作模式及范围,可按本节所述方法进行调整。
调整时应开机预热20分钟以上后进行,并准备一块4位半以上的数字万用表。
5.10.2各电位器功能说明:
W1为输入放大器零点调节。
W2为A/D转换器满度调节。
W3为A/D转换器双极性偏移调节。
W4为D/A1零点调节。
W5为D/A1满度调节。
W6为D/A2零点调节。
W7为D/A2满度调节。
5.10.3模入部分调整:
凡改变模入工作方式,如果采样结果偏差大于20mV以上的,需要对模入部分进行调整。
①零点调整:
使任一通道与模拟地短接,并按实际需要设置好通道代码运行程序对该通道采样。
用电压表测量OP-37运放的第6脚,调整W1使电压表读数小于100μV。
②A/D转换满度调整:
在任一通道接入一接近正满度的电压信号,运行程序对该通道采样。
调整W2使A/D转换读数值等于或接近外信号电压。
③A/D转换双极性偏移调整:
在单极性方式时,W3可用于零点辅助调整。
在双极性方式时,如果误差较大,可在外端口分别加上正负电压信号,调整W3使其对称。
5.10.4模出部分调整:
凡改变模出部分的方式和量程后,如果输出结果误差较大,需要对模出部分进行调整。
①零点调整:
在单极性方式时调整W4(D/A1)或W6(D/A2)使其偏差最小。
②满度调整:
在零点调整正常情况下,如果满度偏差较大,可通过调整W5(D/A1)或W7(D/A2)使满度符合要求。
6.驱动程序简介∶
PC-6000系列演示程序及驱动程序是为PC-6000系列多功能工控采集板配制的工作在中西文Windows95/98/NT环境下的一组驱动程序以及使用该驱动程序组建的一个演示程序,可以方便地使用户在中西文Windows环境下检测硬件的工作状态以及帮助软件开发人员在常用的C\C++,VisualBasic,Delphi,BorlandC++Builder,BorlandPascalforwindows等开发环境中使用PC-6000系列工控采集板进行数据采集和过程控制等工作.驱动程序是一个标准动态链接库(DLL文件)。
它的输出函数可以被其它应用程序在运行时直接调用。
用户的应用程序可以用任何一种可以使用DLL链接库的编程工具来编写。
每种板卡依据其自身功能的不同具有不同的输出函数和参数定义。
驱动程序输出函数定义∶
所列函数的说明格式为VC++6.0环境下PC6000.Dll库函数的原函数格式,无论使用哪一种开发工具,务必请注意数据格式的匹配及函数的返回类型,本说明中所使用的数据类型定义如下:
short~16位带符号数
unsignedchar~8位无符号数
模拟量输入部分:
*函数:
shortAPIENTRYAI6311Single(shortnAdd,shortnCha,shortAIMode)
功能:
进行某一通道的模拟量数据采集。
参数:
nAdd基地址
nCha通道号:
0–31(单端),0–15(双端)
AIMode输入方式:
0--原码值
1--0,10v
2---5v,+5v
*函数:
voidAPIENTRYAI6311AllSingle(shortnAdd,shortAIMode,short*p)
功能:
单端输入方式下,全部32通道的模拟量数据采集。
参数:
nAdd基地址
AIMode输入方式:
0--原码值
1--0,10v
2---5v,+5v
p指向32个通道的采集结果的起始地址
*函数:
voidAPIENTRYAI6311AllDouble(shortnAdd,shortAIMode,short*p)
功能:
双端输入方式下,全部16通道的模拟量数据采集。
参数:
nAdd基地址
AIMode输入方式:
0--原码值
1--0,10v
2---5v,+5v
p指向16个通道的采集结果的起始地址
模拟量输出部分:
*函数:
voidAPIENTRYAO6311Single(shortnAdd,shortnCha,shortnValue,shortDAMode)
功能:
进行某一通道的模拟量数据输出操作。
参数:
nAdd基地址
nCha通道号:
0–1
nValue输出数据∶单位为毫伏(电压方式)或微安(电流方式)。
DAMode输出方式:
0--原码值
1--0,10v
2--0,5v
3---5,5v
4---2.5,2.5v
5--0,10mA
6--4,20mA
返回:
无返回值。
数字量输入/输出部分∶
*函数:
unsignedcharAPIENTRYDI6311Bit(shortnAdd,shortnBit)
功能:
采集某一位数字量输入信号的状态。
参数:
nAdd基地址
nBit通道号:
0-7
*函数:
unsignedcharAPIENTRYDI6311All(shortnAdd)
功能:
采集全部通道(8路)数字量输入信号的状态。
参数:
nAdd基地址
返回:
返回值为8个输入信号的状态
*函数:
voidAPIENTRYDO6311Bit(shortnAdd,shortnBit,unsignedcharnState)
功能:
进行某一个通道的数字量数据输出操作。
参数:
nAdd基地址
nBit通道号:
0-7
nState1表示将输出高电平,0表示将输出低电平。
返回:
无返回值
*函数:
voidAPIENTRYDO6311All(shortnAdd,unsignedcharnState)
功能:
同时进行所有8个通道的数字量数据输出操作。
参数:
nAdd基地址
nState各位输出状态,nState的D0代表Bit0,D3代表Bit3。
返回:
无返回值
如有需要使用Windows系列及LabVIEW驱动程序的用户可向本公司索取,请注明所使用的操作系统和开发软件。
7.编程举例:
7.1对通道1连续采样100次,程序启动和查询。
本程序可用于A/D部分调校。
7.1.1BASIC语言:
10CLS ;清屏
20ADD=&H300;板基地址设为0300H
30A=INP(ADD+2);清转换及中断标志
40CH=0;对通道1采样
50OUT(ADD+0),CH;送通道代码
60FORT=0TO99;设采样次数
70OUT(ADD+1),0;启动A/D,所送数值无关
80IFINP(ADD+1)>=128THEN80;查询A/D转换状
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- PC6311 数据 采集 说明书