PCI8002A同步高速数据采集卡硬件操作说明书2831.docx

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1、PCI80002AA 同步步高速数数据采集集卡硬件使用说说明书阿尔泰科技技发展有有限公司司产品研发部部修订阿尔泰科技技发展有有限公司司目录1PCI80002AA 同步步高速数数据采集集卡硬件件使用说说明书版本：6.1111 2阿尔泰科技技发展有有限公司司第一章功功能概述述信息社会的的发展，在在很大程程度上取取决于信信息与信信号处理理技术的的先进性性。数字字信号处处理技术术的出现现改变了了信息与信号处理理技术的的整个面面貌，而而数据采采集作为为数字信信号处理理的必不不可少的的前期工工作在整整个数字字系统中中起到关关键性、乃至决决定性的的作用，其其应用已已经深入入到信号号处理的的各个领领域中。实实

2、时信号号处理、数数字图像像处理等等领域对对高速度、高精度度数据采采集卡的的需求越越来越大大。ISSA 总线由由于其传传输速度度的限制制而逐渐渐被淘汰汰。我公公司推出出的基于于 PCCI总线、USSB总线等等数据采采集卡综综合了国国内外众众多同类类产品的的优点，以以其使用用的便捷捷、稳定定的性能能、极高高的性价价比，获得多多家客户户的一致致好评，是是一系列列真正具具有可比比性的产产品，也也是您理理想的选选择。第一节、产产品应用用本卡是一种种基于 PCII 总线线的数据据采集卡卡，可直直接插在在 IBBM-PPC/AAT 或与之之兼容的的计算机机内的任任一 PPCI 插槽中中，构成实验室室、产品品

3、质量检检测中心心等各种种领域的的数据采采集、波波形分析析和处理理系统，也也可构成成工业生生产过程程监控系系统。它的主要应应用场合合为： 电子产产品质量量检测 信号采采集 过程控控制 伺服控控制第二节、总总线及制制作工艺艺特点32 位 PCCI总线，支支持 PPCI22.2 协议，真真正实现现即插即即用 支持 5V PCII 总线线（总线线上的+5V 和+122V 均均被使用用）FPGGA 接接口芯片片设计，具具有极高高的保密密性，特特别适合合 OEEM 合合作第三节、AAD 模拟量量输入功功能 转换器器类型：AD992244 输入量量程：5V、2.5V、1VV、0.5V 转换精精度：112 位

4、位(Biit) 采样速速率(同步采采样)最高采样速速率为 40MHz(25 纳秒/点) 最低采样速速率为 4000KHzz(约 2.55 微秒秒/点)分频公式：采样频频率 =主频 /分频数数，其中中主频 = 880MHHz，32 位分频频，分频频数的取取值范围围：最低低为 22，最高为 2200 物理通通道数：4 通道道(各通道道完全独独立同步步采样) 模拟量量输入方方式：单单端模拟拟输入 模拟输输入阻抗抗：110M 模拟输输入共模模电压范范围：2VV 通道切切换方式式：4 通道同同时转换换 数据读读取方式式：软件件读取方方式、DDMA 方式（此此方式速速度最高高） 存诸器器深度：每通道道 5

5、112K 字（点点）RAM 存储储器 时钟源源选项：板内时时钟和板板外时钟钟软件可可选 触发模模式：软软件内部部触发和和硬件外外部触发发 触发类类型：边边沿触发发触发 触发方方向：负负向触发发、正向向触发、负负正向触触发 触发电电平：共共 40096 级软件件可调，可可调范围围为110V 1PCI80002AA 同步步高速数数据采集集卡硬件件使用说说明书 触发灵灵敏度：软件可可选范围围为 11655535（8199uS） 模拟量量触发源源：AII0、AI11、AI22、AI33、ATRR、DTRR (软软件可选选) 系统测测量精度度：0.1% 工作温温度范围围：-440 +85 存储温温度范围

6、围：-440 +1120第四节、DDI 数字量量输入功功能 通道数数：8 路 电气标标准：TTTL- CMMOS 兼容 最大吸吸收电流流：小于于 0.5mAA(毫安安) 高电平平的最低低电压：2V 低电平平的最高高电压：0.88V 第五节、DDO 数字量量输出功功能 通道数数：8 路 电气标标准：CCMOSS 兼容容 最大下下拉电流流：200mA 最大上上拉电流流：2.6mAA(毫安安) 高电平平的最低低电压：3.44V 低电平平的最高高电压：0.55V 第六节、其其他指标标 板载时时钟振荡荡器：80MMHz第七节产产品安装装核对表表打开 PCCI80002AA 板卡卡包装后后，你将将会发现现

7、如下物物品：1、 PCCI80002AA 板卡卡一个2、 ARRT 软软件光盘盘一张，该该光盘包包括如下下内容：a)本公公司所有有产品驱驱动程序序，用户户可在 PCII 目录录下找到到 PCCI80002AA 驱动动程序；b)用户户手册（pdf 格式电子文档）；第八节安安装指导导一、软件安安装指导导版本：6.1111 在不同操作作系统下下安装PPCI880022A板卡卡的方法法一致，在在本公司司提供的的光盘中中含有安安装程序序Settup.exee，用户户双击此安装程程序按界界面提示示即可完完成安装装。二、硬件安安装指导导在硬件安装装前首先先关闭系系统电源源，待板板卡固定定后开机机，开机机后系

8、统统会自动动弹出硬硬件安装装向导，用用户可选选择系统自动安装装或手动动安装。注意：不可可带电插插拔板卡卡。2阿尔泰科技技发展有有限公司司第一节、主主要元件件布局图图第二节、主主要元件件功能说说明第二章元元件布局局图及简简要说明明图 2.11元件布布局图请参考第一一节中的的布局图图，了解解下面各各主要元元件的大大体功能。一、信号输输入输出出连接器器BNC 00BNCC 3：AD 模拟信信号输入入端J1：时钟钟信号、触触发源等等信号接接口P1：开关关量输入入输出信信号引线线插座二、电位器器VR_DAAF1：DA 满度调调节VR_DAAZ1：DA 零点调调节VR_1.25：-2.5V 参考电电源调整

9、整（出厂厂已经设设置好）以上电位器器的详细细说明请请参考章章节。三、拨码开开关JP12JP119：AD模拟拟信号输输入量程程选择以上拨码开开关的详详细说明明请参考考ADD输入量量程选择择章节节。四、状态灯灯L-ER：硬件运运行错误误指示灯灯。该指指示灯为为亮状态态时，表表示硬件件设备运运行出错错，复位位硬件设设备就可可以正常常使用L-TR：触发信信号指示示灯。该该指示灯灯为亮状状态时，表表示有触触发信号号产生；该指示示灯为暗暗状态时时，表示示完成指指定长度的采采集。该该指示灯灯的状态态为闪烁烁状态L-SW：RAMM切换指指示灯。该该指示灯灯为闪烁烁状态，表表示RAAM正在在切换ADBuusy

10、Ledd：AD转换换指示灯灯。该指指示灯为为闪烁状状态，表表示ADD正在切切换L-PW：电源指指示灯。该该指示灯灯为亮状状态，表表示板卡卡供电正正常3PCI80002AA 同步步高速数数据采集集卡硬件件使用说说明书第三章信信号输入入输出连连接器第一节、AAD 模拟量量信号输输入连接接器定义义关于 BNNC 输输入的管管脚定义义从上至至下依次次为 AAI0AI33,为模模拟信号号输入接接口关于 J11 连接接器的管管脚定义义如下图图：管脚定义：版本：6.1111 管脚号6管脚命名ATR颜色红外触发发模拟信信号输入入管脚功能5 AGNND4 CLKKIN/DTRR白模拟地地绿AD 外时钟钟输入（此

11、功能暂不提供），可作为数字触发信号（DTR）输入3CAL黄1KHHz 校校准信号号输出2 SYNNOUTT1 DGNND注明：蓝内时钟钟输出黑数字地地（一）、关关于AII0-AAI3信信号的输输入连接接方法请请参考 （二）、关关于ATTR、DTRR的信号号输入连连接方法法请参考考章节，其其触发功功能的使使用方法请参考考章章节。第二节、DDI/DDO 数字量量信号输输入连接接器定义义关于20芯芯插头PP1的管管脚定义义关于20芯芯插头P1的管管脚定义义管脚号管脚定义特性管脚号管脚定义特性1 +5VVOutpuut2 +5VVOutpuut3DI0Inputt44DI1Inputt阿尔泰科技技发展

12、有有限公司司5DI22Inputt6DI3Inputt7911 DOO013 DOO215 DOO417 DOO6DI4DI6InputtInputtOutpuutOutpuutOutpuutOutpuut81012 DOO114 DOO316 DOO518 DOO7DI5DI7InputtInputtOutpuutOutpuutOutpuutOutpuut19 DGGNDPWR20 DGGNDPWR注明：关于于DI数字字量信号号的输入入连接方方法请参参考章章节。关于DO数数字量信信号的输输出连接接方法请请参考 +5V 表表示输出出电压为为 5 伏，最最大输出出电流为为 1000mAA第三节、

13、AAD 输入量量程设置置板卡输入通通道从上上往下依依次为：0通道，11通道，22通道，33通道一、0通道道量程设设置输入量程5V2.5VV1V0.5VV二、1通道道量程设设置输入量程5V2.5VV1V0.5VVJP13JP155JP12JP14PCI80002AA 同步步高速数数据采集集卡硬件件使用说说明书三、2通道道量程设设置版本：6.1111 输入量程5V2.5VV1V0.5VV四、3通道道量程设设置输入量程5V2.5VV1V0.5VVJP17JP196JP16JP18阿尔泰科技技发展有有限公司司第四章各各种信号号的连接接方法第一节、AAD 模拟量量输入的的信号连连接方法法单端方式是是指使

14、用用单个通通路实现现某个信信号的输输入，同同时多个个信号的的参考地地共用一一个接地地点。此此种方式式主要应应用在干扰不不大，通通道数相相对较多多的场合合。可按下图连连接成模模拟电压压单端输输入方式式，4路模拟拟输入信信号连接接到AII0AI33端，其其公共地地连接到到AGNND端。模拟信号输入连接器AI0AI1AI2AI3AGND被测现场的的模拟信信号现场设备现场设备第二节、AAD 触发源源、外时时钟信号号的连接接方法模ATR 模拟触发信信号拟信号输入连接器DTR 数数字触发发信号DGNDAGND第三节、DDI 数字量量输入的的信号连连接方法法开关量输入端口DI0DI1DI2DI7DGND被测

15、现场开开关的信信号现场开关设设备现场开关设设备7PCI80002AA 同步步高速数数据采集集卡硬件件使用说说明书第四节、DDO 数字量量输出的的信号连连接方法法DO0控控制现场场开关的的信号版本：6.1111 开关量输出端口DO1DO2DO7DGND现场开关设设备现场开关设设备第五节、多多卡同步步的实现现方法PCI80002AA多卡同同步采用用共同的的外触发发。采用共同的的外触发发的方案案时，设设置所有有的参数数请保持持一致。首首先设置置每块卡卡的硬件件参数，并并且都使使用外触触发（ATR或或者DTTR），连连接好要要采集的的信号，通通过PSS2接口口的ATTR（需需要设置置触发电电平）或或D

16、TRR管脚接接入触发发信号，然后点击“开始数数据采集集”按钮，这这时采集集卡并不不采集，等等待外部部触发信信号，当当每块采采集卡都都进入等等待外部部触发信信号的状态下下，使用用同一个个外部触触发信号号同时启启动ADD转换，达达到同步步采集的的效果。连连接方法法如下：外部触发信信号ATR/DDTRATR/DDTRATR/DDTRPCI80002AAPCI80002AAPCI80002AA外触发同步步采集的的连接方方法注意：使用用DTRR时请使使用内时时钟模式式8阿尔泰科技技发展有有限公司司第五章数数据格式式、排放放顺序及及换算关关系AD双极性性模拟量量输入的的数据格格式采用用补码方方式，如如下表

17、所所示：输入AD原始码码(二进制制)AD原始始码(十六进进制)求补后后的码(十进制制)正满度正满度11LSBB中间值+11LSBB中间值（零零点）中间值11LSBB负满度+11LSBB负满度1111 11111 111111 1111 11111 111100 1000 00000 0000111000 00000 0000000111 11111 111111 0000 00000 0000110000 00000 000000FFFFFE 8018007FF 00100040954094 204920482047 10注明：当输输入量程程为55V、2.5V、1VV、0.5V时时，即为为双极

18、性性输入（输输入信号号允许在在正负端端范围变变化）。按 照 以以 上 表 格格 所 示 ， 假 设设 从 设 备备 中 读 取取 的 AD 端 口口 数 据 为为 ADDBuffferr （ 驱 动动 程 序 中中 来 自 于于ReadDDeviicePProAAD/RReaddDevviceeDmaaAD的的ADBBufffer参参数），电电压值为为Vollt，那么双双极性量量程的转转换公式式为：5V 量量程: VVoltt = (1000000.000/40096) * (ADDBuffferr0 &00x0FFFF) 50000.000;2.5VV量程: VVoltt = (50000.

19、00/40996) * (ADBBufffer0 &0xx0FFFF) 225000.000;1V 量量程: VVoltt = (20000.00/40996) * (ADBBufffer0 &0xx0FFFF) 110000.000;0.5VV 量程程: Voolt = (10000.000/440966) * (AADBuuffeer00 &0x00FFFF) 5000.000;9PCI80002AA 同步步高速数数据采集集卡硬件件使用说说明书第六章各各种功能能的使用用方法第一节、AAD 触发功功能的使使用方法法一、AD内内部软件件触发功功能版本：6.1111 在初始化AAD时，若若AD硬

20、件件参数AADPaara. TrrigggerMModee = PCII80002A_TRIIGMOODE_SOFFT时，则则可实现现内触发发采集。在内触触发采集集功能下下，调用用StaartDDeviiceAAD函数数启动AAD时，ADD即刻进进入转换换过程，不不等待其其他任何何外部硬硬件条件。也可可理解为为软件触触发。具体过程请请参考以以下图例例，图中中AD工作作脉冲的的周期由由设定的的采样频频率(FFreqquenncy)决定。AAD启动动脉冲由由软件接口函数SStarrtDeevicceADD函数产产生。AD 启动动脉冲AD在启启动脉冲冲触发后产生第第一个工工作脉冲二、AD硬硬件外触触

21、发功能能内触发图例例在 初 始始 化 AD 时 ， 若 AAD 硬硬 件 参 数数 ADDParra. TriiggeerMoode = PPCI880022A_ TRIIGMOODE_DELLAY 或 ADDParra. TrigggerMModee = PCII80002A_ TRRIGMMODEE_MIIDL时时，则可可实现外外触发采采集。在在外触发发采集功功能下，调调用SttarttDevviceeAD函数启动AAD时，ADD并不立立即进入入转换过过程，而而是要等等待外部部硬件触触发源信信号符合合指定条条件后才才开始转转换ADD数据，也可理理解为硬硬件触发发。其外外部硬件件触发源源信号

22、提提供。关关于在什什么条件件下触发发AD，由由用户选选择的触触发源(TrigggerrSouurcee)、触触发模式式（TrrigggerMModee）、触触发类型型（TrrigggerTTypee）、触触发方向向(TrrigggerDDir)、触发发电平（TrigLevelVolt）等共同决定定。三、AD模模拟量触触发功能能模拟量触发发是将一一定范围围内变化化的模拟拟量信号号作为触触发源。触触发信号号与模拟拟触发电电平信号号同时进进入模拟拟比较器进行高速速模拟比比较，产产生一个个预期的的比较结结果(RResuult)来触发发AD转换换（如下下图）。模模拟触发发电平信信号由DDA0的的输出电压

23、决决定。具具体实现现方法是是：DTA/AATR Resullt触发电平比较器模拟量比较较原理边沿触发就就是捕获获触发源源信号相相对于触触发电平平的信号号变化特特征来触触发ADD转换。说说的简单单点，就就是利用用模拟比较器的输输出Reesullt的边边沿信号号作为触触发条件件。ADParra.TTrigggerrDirr = PCII80002A_TRIIGDIIR_NNEGAATIVVE时，即即选择触触发方向向为下降降沿触发发。即当当触发源源信号从大于触发发电平TTrigggerrLevvel变变化至小小于触发发电平时时，ADD即刻进进入转换换过程，采采集指定定长度的的数据后后停止，等等待下一

24、次的触触发信号号到来，启启动下一一次ADD转换。10阿尔泰科技技发展有有限公司司ADParra.TTrigggerrDirr = PCII80002A_TRIIGDIIR_PPOSIITIVVE时，即即选择触触发方向向为上升升沿触发发。它与与下边沿沿触发的的方向相反以以外，其其他方面面同理。ADParra.TTrigggerrDirr = PCII80002A_TRIIGDIIR_NNEGAAT_PPOSIIT时，即即选择触触发方向向为下降降或上升升沿触发发。与ADParra.TTrigggerrDirr = PCII80002A_TRIIGDIIR_NNEGAATIVVE的区区别在于于只要触

25、触发源信信号的变变化跨越越触发电电平便立立即触发AD转换换，采集集指定长长度的数数据后停停止，等等待下一一次的触触发信号号到来，启启动下一一次ADD转换。具体过程请请参考软软件说明明书。第二节、AAD 内时钟钟与外时时钟功能能的使用用方法一、AD内内时钟功功能内时钟功能能是指使使用板载载时钟振振荡器经经板载逻逻辑控制制电路根根据用户户指定的的分频数数分频后后产生的的时钟信信号去触发AD定定时转换换。要使使用内时时钟功能能应在软软件中置置硬件参参数ADDParra.CClocckSooucee= PPCI880022A_CCLOCCKSRRC_IIN。该时钟的频频率在软软件中由由硬件参参数ADD

26、Parra.FFreqquenncy决决定。如如Freequeencyy = 10000000，则表表示ADD以10000000Hz的的频率工作（即1100KKHz，10微秒秒/点）。二、AD外外时钟功功能外时钟功能能是指使使用板外外的时钟钟信号来来定时触触发ADD进行转转换。该该时钟信信号由连连接器JJ1的INCCLK脚脚输入提提供。板外的时钟钟可以是是另外一一块PCCI80002AA的时钟钟输出提提供，也也可以是是其他设设备如时时钟频率率发生器器等。要要使用外外时钟功能应在软软件中置置硬件参参数ADDParra.CClocckSooucee = PCII80002A_CLOOCKSSRC_

27、OUTT，其整整个ADD采样频频率完全全受控于于外时钟频率率。第三节、AAD 数据位位高位控控制的使使用方法法AD的数据据位为DD0D111位， DD12位位为超量量程标志志，D115位为为触发标标志，DD13和和D144位用于于表示开开关量输输入状态的变化情情况，数数据为与与开关量量的对应应关系如如下图所所示：AD 输入入通道数据位位AI0_DD13AI0 AI0_DD14AI1_DD13AI1 AI1_DD14AI2_DD13AI2 AI2_DD14AI3_DD13AI3 AI3_DD14数据位状态态功能0DI00 边沿沿锁存(上升沿沿有效)1DI00 电平跟随随0DI11 边沿沿锁存(上

28、升沿沿有效)1DI11 电平平跟随0DI22 边沿沿锁存(上升沿沿有效)1DI22 电平平跟随0DI33 边沿沿锁存(上升沿沿有效)1DI33 电平平跟随0DI44 边沿沿锁存(上升沿沿有效)1DI44 电平平跟随0DI55 边沿沿锁存(上升沿沿有效)1DI55 电平平跟随0DI66 边沿沿锁存(上升沿沿有效)1DI66 电平平跟随0DI77 边沿沿锁存(上升沿沿有效)1DI77 电平平跟随关于边沿锁锁存和电电压跟随随的功能能以开关关量输入入DI00为例进进行解释释，模拟拟量输入入通道AAI0的的D133位的状状态如下下图所示：11PCI80002AA 同步步高速数数据采集集卡硬件件使用说说明

29、书DI0 AI0_DD13边沿锁存图图例DI0 AI0_DD13电压跟随图图例12版本：6.1111 阿尔泰科技技发展有有限公司司第七章产产品的应应用注意意事项、校校准、保保修第一节、注注意事项项在公司售出出的产品品包装中中，用户户将会找找到这本本说明书书和PCCI80002AA板，同同时还有有产品质质保卡。产产品质保保卡请用户务必妥妥善保存存，当该该产品出出现问题题需要维维修时，请请用户将将产品质质保卡同同产品一一起，寄寄回本公公司，以以便我们们能尽快的帮用用户解决决问题。在使用该产产品时，应应注意以以下问题题：产品正面的的IC芯片片不要用用手去摸摸，防止止芯片受受到静电电的危害害。万不不得已时时，请先先将手触触摸一下下主机机机箱(确保主机电源源三线插插头中的的地线与与大地相相接)，以提提前放掉掉身体上上的静电电。第二节、保保修 PCII80002A自自出厂之之日起，两两年内凡凡用户遵遵守运输输，贮存存和使用用规则，而而质量低低于产品品标准者者公司免免费修理理。13