多路数据采集系统 400K 12位 32路 模拟量采集 带开关量.pdf
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1、 PCI2010 数据采集卡 硬件使用说明书 阿尔泰科技发展有限公司 产品研发部修订 阿尔泰科技发展有限公司 目 录 目 录.1 第一章 功能概述.1 第一节、产品应用.1 第二节、AD模拟量输入功能.1 第三节、DA模拟量输出功能.2 第四节、DI数字量输入功能.2 第五节、DO数字量输出功能.2 第六节、其他指标.2 第二章 元件布局图及简要说明.3 第一节、主要元件布局图.3 第二节、主要元件功能说明.3 一、信号输入输出连接器.3 二、电位器.3 三、物理ID拨码开关.3 四、跳线器.4 第三章 信号输入输出连接器.5 第一节、信号输入输出连接器定义.5 第二节、DI数字量信号输入连接
2、器定义.6 第三节、DO数字量信号输出连接器定义.6 第四章 跳线器设置.8 第一节、AD模拟量信号输入量程选择.8 第二节、AD模拟量信号输入方式选择.8 第三节、DA模拟量信号输出量程选择.8 第五章 各种信号的连接方法.9 第一节、AD模拟量输入的信号连接方法.9 一、AD单端输入连接方式.9 二、AD双端输入连接方式.9 第二节、DA模拟量输出的信号连接方法.10 第三节、DI数字量输入的信号连接方法.10 第四节、DO数字量输出的信号连接方法.10 第五节、触发信号和外触发信号的连接方法.10 第六章 数据格式、排放顺序及换算关系.12 第一节、AD模拟量输入数据格式及码值换算.12
3、 一、AD双极性模拟量输入的数据格式.12 二、AD单极性模拟量输入数据格式.12 第二节、AD多通道采集时的数据排放顺序.12 第三节、DA模拟量输出数据格式及码值换算.13 一、DA单极性模拟量输出数据格式.13 二、DA双极性电压输出的数据格式.13 第七章 各种功能的使用方法.14 第一节、AD触发功能的使用方法.14 一、AD内触发功能.14 二、AD外触发功能.14 第二节、AD内时钟与外时钟功能的使用方法.16 1 PCI2010 数据采集卡硬件使用说明书 版本:6.0.15 一、AD内时钟功能.16 二、AD外时钟功能.16 第八章 产品的应用注意事项、校准、保修.17 第一节
4、、注意事项.17 第二节、AD模拟量输入的校准.17 第三节、DA模拟量输出的校准.17 第四节、DA使用说明.17 第五节、保修.17 附录A:各种标识、概念的命名约定.18 2 阿尔泰科技发展有限公司 第一章 功能概述 信息社会的发展,在很大程度上取决于信息与信号处理技术的先进性。数字信号处理技术的出现改变了信 息与信号处理技术的整个面貌,而数据采集作为数字信号处理的必不可少的前期工作在整个数字系统中起到关 键性、乃至决定性的作用,其应用已经深入到信号处理的各个领域中。实时信号处理、数字图像处理等领域对 高速度、高精度数据采集卡的需求越来越大。ISA 总线由于其传输速度的限制而逐渐被淘汰。
5、我公司推出的 PCI2010 数据采集卡综合了国内外众多同类产品的优点,以其使用的便捷、稳定的性能、极高的性价比,获得 多家试用客户的一致好评,是一款真正具有可比性的产品,也是您理想的选择。第一节、产品应用 本卡是一种基于 PCI 总线的数据采集卡,可直接插在 IBM-PC/AT 或与之兼容的计算机内的任一 PCI 插槽 中,构成实验室、产品质量检测中心等各种领域的数据采集、波形分析和处理系统。也可构成工业生产过程监 控系统。它的主要应用场合为:电子产品质量检测 信号采集 过程控制 伺服控制 第二节、AD 模拟量输入功能 转换器类型:AD7899-1(兼容 AD7899-2)输入量程(Inpu
6、tRange):板上 A/D 转换器 AD7899-1:10V、5V 板上 A/D 转换器 AD7899-2 :05V、02.5V 转换精度:14 位(Bit)采样方式(ADMode):同步采集和异步采集 采样速率:最高采样速率为 400KHz 注释:各通道实际采样速率=采样速率/采样通道数(异步采集)各通道实际采样速率=采样速率(同步采集)分频公式:采样频率=主频/分频数,其中主频=40MHz,28 位分频,分频数的取值范围:最低为 100,最高为 228 模拟输入通道总数:32 路单端,16 路双端 通道切换方式:同步模式时 2 芯片独立工作,分别选择奇通道和偶通道为一组进行同步采集,多组
7、同 步通道依次顺序循环切换;异步模式时通道依次顺序循环转换 数据读取方式:非空和半满查询方式、DMA 方式 存储器深度:8K 字(点)FIFO 存储器 存储器标志:满、非空、半满 时钟源选项(ClockSource):板内时钟和板外时钟软件可选 触发模式(TriggerMode):软件内部触发和硬件后触发(简称外触发)外触发源(TriggerSource):ATR(模拟触发信号)和 DTR(数字触发信号)说明:1、触发源 ATR 输入范围:010V 2、触发源 DTR 输入范围:标准 TTL 电平 外触发类型(OutTriggerEdge):上升沿和下降沿触发 触发电平:软件 4096 级可调
8、,由 AO0 输出 1 PCI2010 数据采集卡硬件使用说明书 AD 转换时间:2.2us 程控放大器类型:默认为 AD8251,兼容 AD8250、AD8253 版本:6.0.15 程控增益:1、2、4、8 倍(AD8251)或 1、2、5、10 倍(AD8250)或 1、10、100、1000 倍(AD8253)模拟输入阻抗:10M 放大器建立时间:785nS(0.001%)(max)非线性误差:1LSB(最大)系统测量精度:0.05%工作温度范围:0 +70 存储温度范围:-40 +120 第三节、DA 模拟量输出功能 转换器类型:DAC7613 输出量程:05V、010V、5V、10
9、V 转换精度:12 位(Bit)建立时间:10S(0.012%精度)通道数:1 路 非线性误差:1LSB(最大)输出误差(满量程):1LSB 工作温度范围:-40 +85 存储温度范围:-40 +120 第四节、DI 数字量输入功能 通道数:16 路 电气标准:TTL 兼容 高电平的最低电压:2V 低电平的最高电压:0.8V 第五节、DO 数字量输出功能 通道数:16 路 电气标准:TTL 兼容 高电平的最低电压:3.8V 低电平的最高电压:0.44V 上电输出:低电平 第六节、其他指标 板载时钟振荡器:40MHz 2 阿尔泰科技发展有限公司 第一节、主要元件布局图 第二节、主要元件功能说明
10、第二章 元件布局图及简要说明 请参考第一节中的布局图,了解下面各主要元件的大体功能。一、信号输入输出连接器 CN1:信号输入输出连接器 P1:开关量输入信号端口 P2:开关量输出信号端口 以上连接器的详细说明请参考信号输入输出连接器章节。二、电位器 RP1:AD 模拟量信号放大器 U6 的零点调节 RP2:AD 模拟量信号放大器 U14 的零点调节 RP3:DA 模拟量信号输出满度调节 RP4:DA 模拟量信号输出-2.5V 基准电压调节 以上电位器的详细说明请参考产品的应用注意事项、校准、保修章节。三、物理 ID 拨码开关 DID1:设置物理ID号,当PC机中安装的多块PCI2010时,可以
11、用此拨码开关设置每一块板卡的物理ID号,这样使得用户很方便的在硬件配置和软件编程过程中区分和访问每块板卡。下面四位均以二进制表示,拨码开 关拨向“ON”,表示“1”,拨向另一侧表示“0”。如下列图中所示:位置“ID3”为高位,“ID0”为低位,图中黑色的 3 PCI2010 数据采集卡硬件使用说明书 版本:6.0.15 位置表示开关的位置。(出厂的测试软件通常使用逻辑ID号管理设备,此时物理ID拨码开关无效。若您想在同 一个系统中同时使用多个相同设备时,请尽可能使用物理ID。关于逻辑ID与物理ID的区别请参考软件说明书 PCI2010S的设备对象管理函数原型说明章节中“CreateDevice
12、”和“CreateDeviceEx”函数说明部分)。ID3 ID2 ID1 ID0 ON 4 3 2 1 ON DID1 上图表示“1111”,则表示的物理ID号为15 ID3 ID2 ID1 ID0 ON 4 3 2 1 ON DID1 上图表示“0111”,则代表的物理ID号为7 ID3 ID2 ID1 ID0 ON 4 3 2 1 ON DID1 上图表示“0101”,则代表的物理ID号为5 下面以表格形式说明物理ID号的设置:ID3 ID2 ID1 ID0 物理ID(Hex)物理ID(Dec)OFF(0)OFF(0)OFF(0)OFF(0)0 0 OFF(0)OFF(0)OFF(0)O
13、FF(0)OFF(0)ON(1)OFF(0)OFF(0)ON(1)ON(1)OFF(0)ON(1)1 2 3 1 2 3 OFF(0)ON(1)OFF(0)OFF(0)4 4 OFF(0)ON(1)OFF(0)ON(1)OFF(0)ON(1)ON(1)OFF(0)5 6 5 6 OFF(0)ON(1)ON(1)ON(1)7 7 ON(1)OFF(0)OFF(0)OFF(0)8 8 ON(1)OFF(0)OFF(0)ON(1)9 9 ON(1)OFF(0)ON(1)OFF(0)A 10 ON(1)OFF(0)ON(1)ON(1)B 11 ON(1)ON(1)OFF(0)OFF(0)C 12 ON
14、(1)ON(1)OFF(0)ON(1)D 13 ON(1)ON(1)ON(1)OFF(0)E 14 ON(1)四、跳线器 ON(1)ON(1)ON(1)F 15 JP6、JP9:AD 模拟量信号输入量程选择 JP4、JP5、JP7、JP8:AD 模拟量信号单、双端输入选择 JP1、JP2、JP3:DA 模拟量信号输出量程选择 以上跳线器的详细说明请参考跳线器设置章节。4 阿尔泰科技发展有限公司 第三章 信号输入输出连接器 第一节、信号输入输出连接器定义 关于 62 芯 D 型插头 CN1 的管脚定义(图形方式)21 42 AI6 AI4 ATR AO0 AGND AGND AGND AGND
15、AGND AGND AGND +5V +5V AGND DGND DGND DGND DGND DGND DTR PLUS_IN AI31 62 61 60 59 58 57 56 55 54 53 52 51 50 49 48 47 46 45 44 43 41 40 39 38 37 36 35 34 33 32 31 30 29 28 27 26 25 24 23 22 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 AI2 AI0 AI14 AI12 AI10 AGND AI8 AGND AI22 AGND AI20 AGND AI
16、18 AI16 AI28 AGND AI30+5V AI26+5V AI24 AGND AI7 AI5 AI3 DGND AI1 AI15 AI13 AI11 AI9 DGND AI23 DGND AI21 AI19 AI17 AI25 AI27 AI29 关于 62 芯 D 型插头 CN1 的管脚定义(表格方式)管脚信号名称 管脚特性 管脚功能定义 注释 AI0AI31 Input AD模拟量输入管脚,分别对应于32个模拟单端通道,当为双 端时,其AI0AI15分别与AI16AI31构成信号输入的正负两 5 PCI2010 数据采集卡硬件使用说明书 AO0 Output AGND GND D
17、GND GND ATR Input DTR Input PLUS_IN Input+5V Output 端,即AI0AI15接正端,AI16AI31接负端 DA模拟量输出管脚,对应1个模拟量输出通道 模拟信号地,当输入输出模拟信号时最好用它作为参考地 数字信号地,当输入输出数字信号时最好用它作为参考地 模拟外触发信号输入,参考地为AGND 数字触发信号输入,参考地请使用DGND 外时钟输入 输出5V电源 版本:6.0.15 注明:关于AD模拟量信号的输入连接方法请参考AD模拟量输入的信号连接方法章节;关于AD模拟量信号的输出连接方法请参考DA模拟量输出的信号连接方法章节;第二节、DI 数字量信
18、号输入连接器定义 关于20芯插头P1的管脚定义(图片形式)DI0 DI2 DI4 DI6 DI8 DI10 DI12 DI14 DGND DGND 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 DI1 DI3 DI5 DI7 DI9 DI11 DI13 DI15 DGND DGND 关于20芯插头P1的管脚定义(表格形式)管脚信号名称 管脚特性 管脚功能定义 DI0-DI15 DGND Input GND 数字量输入,其参考地请使用本连接器上的DGND 数字地 注明:关于DI数字量信号的输入连接方法请参考DI数字量输入的信号连接方法章节;
19、第三节、DO 数字量信号输出连接器定义 关于20芯插头P2的管脚定义(图片形式)6 阿尔泰科技发展有限公司 DO0 1 2 DO1 DO2 DO4 DO6 DO8 DO10 DO12 DO14 DGND DGND 3 5 7 9 11 13 15 17 19 4 6 8 10 12 14 16 18 20 DO3 DO5 DO7 DO9 DO11 DO13 DO15 DGND DGND 关于20芯插头P2的管脚定义(表格形式)管脚信号名称 管脚特性 管脚功能定义 DO0-DO15 Output 数字量输出,其参考地请使用本管脚上的DGND DGND GND 数字地 注明:关于DO数字量信号的输
20、出连接方法请参考DO数字量输出的信号连接方法章节。7 PCI2010 数据采集卡硬件使用说明书 第四章 跳线器设置 版本:6.0.15 第一节、AD 模拟量信号输入量程选择 AD7899-1:量程选择 JP6 10V 5V AD7899-2:JP9 量程选择 0+5V 0+2.5V JP6 JP9 第二节、AD 模拟量信号输入方式选择 输入方式选择 JP4 单端输入 双端输入 第三节、DA 模拟量信号输出量程选择 量程选择 JP1 0+5V 0+10V 5V 10V JP5 8 JP2 JP7 JP3 JP8 阿尔泰科技发展有限公司 第五章 各种信号的连接方法 第一节、AD 模拟量输入的信号连
21、接方法 一、AD 单端输入连接方式 单端方式是指使用单个通道实现某个信号的输入,同时多个信号的参考地共用一个接地点。此种方式主要 应用在干扰不大,通道数相对较多的场合。可按下图连接成模拟电压单端输入方式,32路模拟输入信号连接到 AI0AI31端,其公共地连接到AGND端。信 号 输 入 输 出 连 接 器 AI0 AI1 AI2 AI31 AGND 被测现场的模拟信号 现场设备 现场设备 二、AD 双端输入连接方式 双端输入方式是指使用正负两个通路实现某个信号的输入,该方式也叫差分输入方式。此种方式主要应用 在干扰较大,通道数相对较少的场合。单、双端方式的实现由软件设置,请参考PCI2010
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