数据采集卡说明指导书.docx
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数据采集卡说明指导书
PC-6311D模入模出接口卡技术阐明书
1.概述：
PC-6311D模入模出接口卡合用于具备ISA总线PC系列微机，具备较好兼容性，CPU从当前广泛使用64位解决器直到初期16位解决器均可合用，操作系统可选用典型MS-DOS，当前流行Windows系列，高稳定性Unix等各种操作系统以及专业数据采集分析系统LabVIEW等软件环境。
在硬件安装上也非常简朴,使用时只需将接口卡插入机内任何一种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PC扩展箱内使用。
PC-6311D模入模出接口卡安装使用以便，程序编制简朴。
其模入模出及I／O信号均由卡上37芯D型插头及另配转换插头与外部信号源和设备连接。
对于模入某些，顾客可依照实际需要选取单端或双端输入方式。
对于模出某些，顾客可依照控制对象需要选取电压或电流输出方式以及不同量程。
2.重要技术参数：
2.1模入某些
2.1.1输入通道数：
（标*为出厂原则状态,下同）
单端32路；*/双端16路
2.1.2输入信号范畴：
0V～10V*；/±5V
2.1.3输入阻抗：
≥10MΩ
2.1.4A／D转换辨别率：
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转换结束辨认：
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模出某些：
2.2.1输出通道数：
2路（互相独立，可同步或分别输出，具备上电自动清零功能。
）
2.2.2输出范畴：
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转换辨别率：
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畴：
使用机内＋12V电源时：
0～250Ω
外加＋24V电源时：
0～750Ω
2.3数字量输入输出某些：
2.3.1DI：
8路；TTL原则电平
2.3.2DO：
8路；TTL原则电平；有输出锁存功能
2.4电源功耗：
＋5V（±10％）≤400mA;
＋12V（±10％）≤100mA;
－5V（±10％）≤10mA
2.5使用环境规定：
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模入模出接口卡重要由模数转换电路、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模入某些：
外部模仿信号经多路转换开关选取后送入放大器解决。
放大器先后设有单／双端输入选取跨接器KJ1、KJ2和转换码制选取跨接器KJ3。
解决后信号送入模数转换器进行转换，其转换状态和成果可用程序查询和读出。
模数转换器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告知CPU进行解决。
3.3模出某些：
模仿量输出某些由DAC1210D／A转换器件和关于基准源、运放、阻容件和跨接选取器构成。
依托变化跨接套连接方式，可分别选取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某些各个通道可分别按不同输出方式和范畴由顾客自行选取，并具备加电自动清零功能。
3.4数字量输入输出某些：
数字量输入输出电路由输入缓冲器和输出锁存器及有关电路构成，可分别输入输出8位TTL电平信号。
4.安装及使用注意：
本卡安装十分简便，只要将主机机壳打开，在关电状况下，将本卡插入主机任何一种空余扩展槽中，同步CZ2也需要占用一种空余扩展槽，再将档板固定螺丝压紧即可。
本卡采用模仿开关是COMS电路，容易因静电击穿或过流导致损坏，因此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，同步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。
本卡跨接选取器较多，使用中应严格按照阐明书进行设立操作。
设立接口卡开关、跨接套和安装接口带缆时均应在关电状态下进行。
当模入通道不所有使用时，应将不使用通道就近对地短接，不要使其悬空，以避免导致通道间串扰和损坏通道。
为保证安全及采集精度，应保证系统地线（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，为防止外界较大共模干扰，应注意对信号线进行屏蔽解决。
5.使用与操作：
5.1重要可调节元件位置见图2。
图2重要可调节元件位置图
5.2I／O基地址选取：
I／O基地址选取是通过开关K进行，开关拨至“ON”处为0，反之为1。
初始地址选取范畴普通为100H～1EFH；210H～2EFH以及300H～36FH之间。
顾客应依照主机硬件手册给出可用范畴以及与否插入其他功能卡来决定本卡I／O基地址。
出厂时本卡基地址设为100H，并从基地址开始占用持续8个地址。
现举例阐明见图3。
ON1234567ON1234567
A3A4A5A6A7A8A9A3A4A5A6A7A8A9
（a）100H（b）318H
图3I／O基地址选取举例
5.3输入输出插座接口定义：
输入输出插座接口定义（括号内表达双端输入方式时通道构成）CZ1见表1，CZ2见表2。
（注：
CZ2需要占用一种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
模仿地
20
模仿地
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
模仿地
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
模仿地
2
D／A2电压端
21
模仿地
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跨接插座用法：
5.4.1输入单／双端方式选取：
KJ1、KJ2为单／双端输入方式选取，其用法见图4
KJ1KJ2KJ1KJ2
a.单端输入方式b.双端输入方式
图4单／双端输入方式选取
5.4.2转换码制选取：
KJ3为转换码制选取插座。
码制定义参见5.6节。
顾客应依照输入信号极性进行选取，选取办法见图5。
SDSD
a.单极性原码b.双极性偏移码
图5转换码制选取
5.4.3D/A输出方式及范畴选取：
KJ5、KJ6为D/A输出量程选取插座，其中KJ5相应D/A1，KJ6相应D/A2。
2路D／A可以选取相似或不同输出方式和范畴，互不影响。
各组插座用法见图6。
图6D／A输出方式及范畴选取
5.4.4中断方式及中断源选取：
KJ4为中断有效及中断源选取插座。
该插座所有开路时为非中断方式，中断源选取见图7。
KJ4KJ4KJ4
a.IRQ3中断b.IRQ7中断c.非中断方式
图7中断源选取
5.5控制端口地址与关于数据格式：
5.5.1各个控制端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位转换成果
基地址+2
读
读低8位转换成果，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表达任意）
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转换成果数据格式：
A／D转换成果数据格式见表6：
表6A／D转换成果数据格式
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表达任意）
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仿量相应关系：
5.6.1本接口卡在单极性方式工作时，即模入模出模仿量为0～10V时，转换后和写出12位数码为二进制原码。
此12位数码表达一种正数码，其数码与模仿电压值相应关系为：
模仿电压值＝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12位数码为二进制偏移码。
此时12位数码最高位（DB11）为符号位，“0”表达负，“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。
此时数码与模仿电压值相应关系为：
模入模出信号为－5～＋5V时：
模仿电压值＝数码（12位）×10（V）／4096－5（V）
即：
1LSB＝2.44mV
5.7外触发信号E.T规定：
本卡模入某些可以在外触发方式下工作。
每当E.T有一种低电平时，A／D就启动转换一次。
使用该方式时，应注意E.T信号必要符合TTL电平原则，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A／D转换结束信号可以采用中断方式告知CPU进行解决。
变化KJ4位置可以选用IRQ3中断或IRQ7中断。
顾客在使用中断方式时，应对主机系统8259中断管理器进行初始化并编制中断解决程序。
并在8259中断容许之前，先清除本卡中断标志。
当A／D转换结束时，本卡会向8259中断管理器发出一种高电平中断申请，CPU接到中断祈求后转向中断解决程序运营读数操作。
当读取低8位转换成果时，会自动清除中断标志。
5.9电流输出方式使用与扩展：
本卡模出某些可选取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＋12V。
也可扩展使用机外＋24V电源。
其连接用法见图9。
CZ2CZ2
a.使用机内＋12V电源b.扩展机外＋24V电源
图9电流输出方式用法
5.10调节与校准：
5.10.1产品出厂前，本卡模入模出某些均已按照单极性0～10V调节好，普通状况下顾客不需进行调节，如果顾客变化了工作模式及范畴，可按本节所述办法进行调节。
调节时应开机预热20分钟以上后进行，并准备一块4位半以上数字万用表。
5.10.2各电位器功能阐明：
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模入某些调节：
凡变化模入工作方式，如果采样成果偏差不不大于20mV以上，需要对模入某些进行调节。
①零点调节：
使任一通道与模仿地短接，并按实际需要设立好通道代码运营程序对该通道采样。
用电压表测量OP-37运放第6脚，调节W1使电压表读数不大于100μV。
②A／D转换满度调节：
在任一通道接入一接近正满度电压信号，运营程序对该通道采样。
调节W2使A／D转换读数值等于或接近外信号电压。
③A／D转换双极性偏移调节：
在单极性方式时，W3可用于零点辅助调节。
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，调节W3使其对称。
5.10.4模出某些调节：
凡变化模出某些方式和量程后，如果输出成果误差较大，需要对模出某些进行调节。
①零点调节：
在单极性方式时调节W4（D／A1）或W6（D／A2）使其偏差最小。
②满度调节：
在零点调节正常状况下，如果满度偏差较大，可通过调节W5（D／A1）或W7（D／A2）使满度符合规定。
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工作在中西文Windows95/98/NT环境下一组驱动程序以及使用该驱动程序组建一种演示程序，可以以便地使顾客在中西文Windows环境下检测硬件工作状态以及协助软件开发人员在惯用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.驱动程序是一种原则动态链接库（DLL文献）。
它输出函数可以被其他应用程序在运营时直接调用。
顾客应用程序可以用任何一种可以使用DLL链接库编程工具来编写。
每种板卡根据其自身功能不同具备不同输出函数和参数定义。
驱动程序输出函数定义∶
所列函数阐明格式为VC++6.0环境下PC6000.Dll库函数原函数格式，无论使用哪一种开发工具，务必请注意数据格式匹配及函数返回类型，本阐明中所使用数据类型定义如下：
short～16位带符号数
unsignedchar～8位无符号数
模仿量输入某些:
*函数：
shortAPIENTRYAI6311Single（shortnAdd,shortnCha,shortAIMode）
功能：
进行某一通道模仿量数据采集。
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，所有32通道模仿量数据采集。
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个通道采集成果起始地址
*函数：
voidAPIENTRYAI6311AllDouble（shortnAdd,shortAIMode,short*p）
功能：
双端输入方式下，所有16通道模仿量数据采集。
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个通道采集成果起始地址
模仿量输出某些:
*函数：
voidAPIENTRYAO6311Single（shortnAdd,shortnCha,shortnValue,shortDAMode）
功能：
进行某一通道模仿量数据输出操作。
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/输出某些∶
*函数：
unsignedcharAPIENTRYDI6311Bit（shortnAdd,shortnBit）
功能：
采集某一位数字量输入信号状态。
参数：
nAdd基地址
nBit通道号：
0-7
*函数：
unsignedcharAPIENTRYDI6311All（shortnAdd）
功能：
采集所有通道（8路）数字量输入信号状态。
参数：
nAdd基地址
返回：
返回值为8个输入信号状态
*函数：
voidAPIENTRYDO6311Bit（shortnAdd,shortnBit,unsignedcharnState）
功能：
进行某一种通道数字量数据输出操作。
参数：
nAdd基地址
nBit通道号：
0-7
nState1表达将输出高电平，0表达将输出低电平。
返回：
无返回值
*函数：
voidAPIENTRYDO6311All（shortnAdd,unsignedcharnState）
功能：
同步进行所有8个通道数字量数据输出操作。
参数：
nAdd基地址
nState各位输出状态，nStateD0代表Bit0，D3代表Bit3。
返回：
无返回值
如有需要使用Windows系列及LabVIEW驱动程序顾客可向我司索取，请注明所使用操作系统和开发软件。
7.编程举例：
7.1对通道1持续采样100次，程序启动和查询。
本程序可用于A／D某些调校。
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转换状态
90H=INP（ADD+1）；转换结束，读高4位成果
100L=INP（ADD+2）；读低8位成果
110V=（H
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