PCI8333Word格式.docx
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2.2.6D/A转换综合建立时间：
≤2μS
2.2.7D/A转换综合误差：
电压方式：
≤0.5％F.S
2.2.8电压输出方式负载电流：
≤5mA
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：
16路/DO：
16路；
TTL电平
2.4定时/计数器部分：
2.4.116位字长计数/定时器：
3路
2.4.2基准时钟：
1MHz，占空比50％
2.5电源功耗：
+5V（±
10％）≤800mA
+12V（±
10％）≤50mA（D/A电流方式输出，并使用机内电源时）
2.6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）
外型尺寸（不含档板）：
长×
高＝175.0mm×
106.7mm（6.89英寸×
4.2英寸）
3.工作原理
PCI-8333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，定时/技术起电路和接口控制逻辑电路构成。
3.1模入部分
外部模拟信号经多路转换开关选择后送入高速放大器处理。
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。
模数转换器的启动可以使用程序启动方式或者定时器定时触发启动方式，也可用外部触发方式启动。
其转换状态和结果可用程序查询和读出。
转换结束信号也可用中断方式通知CPU进行处理。
3.2模出部分
模拟量输出部分由D/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以及不同的输出量程。
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部分具有加电自动清零功能，当主机加电启动时，本卡将自动关闭D/A部分的基准源使D/A输出为最低。
只有当用户对D/A1进行写操作时，本卡才打开基准源使D/A输出一个需要的信号。
因此，在用户需要同时使用两路D/A的情况下，第一次操作时应先写D/A2后写D/A1，以后的操作则不再受此限制。
3.3数字量输入输出部分
数字量输入输出电路为用户提供16路DI及16路DO的信号，DO部分具备加电清零功能。
3.4计数/定时器部分
计数/定时器电路由一片可编程定时/计数器8254芯片和基准时钟电路以及有关的跨接选择器组成。
可为用户提供3个16位字长的计数/定时通道和1MHz、占空比为50％的基准时钟，用户可外接使用三路计数/定时通道。
3.58254可编程计数/定时器应用简介
3.5.18254芯片管脚图如图1
图18254芯片管脚图
3.5.28254功能及框图
8254是INTEL公司微型计算机系统中的一个部件，可以将8254作为一个具有四个输入/输出接口的器件处理，其中三个是计数器，一个是可编程序工作方式的控制寄存器。
其内部结构图如图2所示
图28254内部结构图
3.5.38254可编程计数/定时器编程要点
8254的全部功能是由CPU编程设定的。
CPU通过输出指令给8254装入控制字，从而设定其功能。
8254控制字格式如下：
D7D6D5D4D3D2D1D0
SC1
SC0
RL1
RL0
M2
M1
M0
BCD
各位的功能见表1～表4：
表1SC1、SC0－计数器选择
SC1SC0
选择计数器
00
选择0#
01
选择1#
10
选择2#
11
非法
表2RL1、RL0－CPU读/写操作
RL1RL0
操作类型
计数器封锁操作
读/写计数器低8位
读/写计数器高8位
先读/写低8位，后读/写高8位
表3M2、M1、M0－工作方式选择
M3M2M1
计数工作方式
000
方式0
001
方式1
010
方式2
011
方式3
100
方式4
101
方式5
表4BCD－计数方式选择
数码形式
十六位二进制计数
1
四位十进制（BCD）码计数
8254的三个计数器是独立的16位减法计数器。
计数器的工作方式由工作方式寄存器确定。
计数器在编程写入初始值后，在某些方式下计数到0后自动预置，计数器连续工作。
CPU访问计数器时，必须先设定工作方式控制字中的RL1、RL0位。
计数器对CLK计数输入端的输入信号进行递减计数。
选通信号GATE控制计数工作的进行，其功能如表5所示。
表5选通信号GATE的功能
低电平或进入低电平
上升边沿
高电平
方式0
禁止计数
----
允许计数
方式1
1.初始化和计数
2.下一个时钟后清除输出
方式2
1.禁止计数2.使输出立即变为高电平
1.重新装入计数器
2.启动计数
方式3
初始化和计数
方式4
计数未结束时初始化和计数
方式5
8254的三个计数器按照各工作方式寄存器中控制字的设置进行工作。
可以选择的工作方式有六种。
这六种方式是：
方式0：
计数结束时中断。
编程后自动启动，计数器减1计数，计数到终点（减至0）后输出高电平，可用于中断请求信号，GATE为低电平时停止计数，回到高电平后继续往下计数。
再次启动要重新装入计数值或重新编程。
方式1：
可编程单脉冲输出。
GATE上升沿进行初始化并开始计数。
输出低电平的宽度等于计数时间。
单脉冲输出可用GATE上升沿多次触发。
方式2：
比率发生器。
编程后重复地循环计数。
计数到终点时输出一个时钟周期宽度的低电平脉冲，自动初始化后继续计数。
用GATE的上升沿初始化，并开始计数。
GATE为低电平时停止计数。
方式3：
方波发生器。
这种方式是在编程后重复地循环计数，输出波形为方波。
如果初始计数值为偶数，每个时钟输入脉冲使计数器减2，达到计数终点时输出电平改变。
如果初始计数值为奇数，则输出高电平时第一个时钟输入脉冲使计数器减1，随后每个输入脉冲使计数器减2；
输出为低电平时第一个时钟输入脉冲使计数器减3，随后每个输入脉冲使计数器减2，到达计数终点时输出电平改变，计数器自动初始化后继续计数。
用GATE的上升沿初始化并开始计数，GATE为低电平时停止计数。
方式4：
软件启动选通脉冲输出。
编程后自动启动，计数到终点后输出一个时钟周期的低电平脉冲。
方式5：
硬件启动选通脉冲输出。
编程后，等待GATE上升沿进行初始化并开始计数，计数到终点后输出一个时钟周期的低电平脉冲，计数器开始计数后不受GATE信号电平的影响，这种选通脉冲的输出可用GATE的上升沿多次触发。
在工作方式控制字中，如果设置计数器锁存操作，则该控制字中工作方式选择位M1、M0和计数方式选择位BCD无效。
即设置锁存操作时不影响计数器的工作方式，计数器锁存操作，是在计数器计数过程中，在不影响正在进行的计数操作的条件下，把当前的计数值锁存到寄存器，供CPU读取，这时在工作方式控制字中，SC1、SC0指定要锁存的计数器，RL1、RL0＝00表示锁存操作，其余4位无效，计数器按原来设定的方式工作。
当本卡A/D转换选择定时器定时触发启动工作方式时，一般将8254的工作方式设置为方式2（即比率发生器），以保证符合A/D转换启动信号的要求。
4.安装及使用注意：
4.1安装：
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，再将档板固定螺丝压紧即可。
37芯D型插头可从主机后面引出并与外设连接。
4.2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。
4.3禁止带电插拔本接口卡。
设置接口卡开关、跨接套和安装接口带缆均应在关电状态下进行。
4.4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。
4.5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。
电压方式模拟输出时，应避免输出端对地短路。
4.6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。
4.7对外供电端应注意加以保护，严禁短路，否则将造成主机电源损坏，使用中应特别小心。
5.使用与操作
5.1主要可调整元件位置见图3。
图3主要可调整元件位置图
5.2输入输出插座接口定义：
5.2.1模拟既定时/计数部分：
本卡前端37芯D型插座（CZ1）的信号定义见表6。
进行A/D数据采集时，用户可根据需要选择连接信号线（单端）或信号线组（双端）。
为减少信号杂波串扰和保护通道开关，凡不使用的信号端应就近与模拟地短接,这一点在小信号放大使用时尤其重要。
表6输入输出插座接口定义表
插座引脚号
信号定义
模拟地（A/D）
20
2
CH1（CH1+）
21
CH9（CH1－）
3
CH2（CH2+）
22
CH10（CH2－）
4
CH3（CH3+）
23
CH11（CH3－）
5
CH4（CH4+）
24
CH12（CH4－）
6
CH5（CH5+）
25
CH13（CH5－）
7
CH6（CH6+）
26
CH14（CH6－）
8
CH7（CH7+）
27
CH15（CH7－）
9
CH8（CH8+）
28
CH16（CH8－）
10
29
11
D/A1
30
模拟地（D/A）
12
D/A2
31
13
+12V
32
14
外触发E.T信号
33
CLK0
15
CLK1
34
CLK2
16
GATE0
35
GATE1
17
GATE2
36
OUT0
18
OUT1
37
OUT2
19
数字地
为保证输入输出模拟信号的精度，A/D部分、D/A部分的模拟参考地以及数字地应分别连接使用。
5.2.2数字量部分：
本卡后端40芯扁平线插座（CZ2）的信号定义见表7。
表7CZ2开关量输入输出信号端口定义
+5V电源
DI1
DI2
DI3
DI4
DI5
DI6
DI7
DI8
DI9
DI10
DI11
DI12
DI13
DI14
DI15
DI16
DO1
DO2
DO3
DO4
DO5
DO6
DO7
DO8
DO9
DO10
DO11
DO12
DO13
DO14
DO15
DO16
38
39
40
5.2.340芯扁平电缆转换为37芯D型插头后的信号定义见表8。
表8转换为37芯D型插头时开关量输入输出信号端口定义
5.3跨接插座的用法：
5.3.1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。
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
5.3.2A/D转换码制选择：
KJ3为A/D转换码制选择插座。
码制的定义参见5.5节。
用户应根据输入信号的极性进行选择，选择方法见图5。
a.单极性原码b.双极性偏移码
图5转换码制选择
5.3.3D/A输出量程选择（KJ4A对应D/A1，KJ5A对应D/A2）：
KJ*A为D/A输出量程选择插座，使用时应配合KJ*B输出方式选择插座共同使用。
输出量程的选择方法见图6。
图6 D/A输出量程选择
5.3.4D/A输出方式选择（KJ4B对应D/A1，KJ5B/对应D/A2）：
KJ*B为D/A输出方式选择插座，使用中应与输出量程选择插座KJ*A配合使用，否则会造成错误的结果。
KJ*B的使用方法见图7。
图7 D/A输出方式选择
5.3.58254信号组合选择：
KJ6为8254信号组合选择，其作用是为8254的CLK信号端选择不同的脉冲信号源，以组成不同的工作模式。
跨接插座KJ6的定义见图8。
图8KJ6的定义
CO，C1，C2，O0，O1表示8254的CLK0，CLK1，CLK2，OUT0，OUT1信号，CO’，C1’，C2’表示通过CZ1外接的现场信号。
Φ为接口板上的1MHz内部时钟。
通过KJ6的不同组合，8254可以分别用来测量外部脉冲信号、内部基准时钟，以及构成级连方式。
5.3.68254GATE信号程控选择：
KJ7用于8254GATE信号程控选择。
本卡为8254的GATE控制端提供了一个程控允许信号，通过KJ7的选择可以将需要使用程控允许的GATE端连接到该信号上。
使用中应注意如果需要从外部引入GATE控制信号则应该将KJ7相应位的短接套去掉。
8254GATE信号程控选择方法见图9
图98254GATE信号程控选择
G0，G1，G2分别表示GATE0，GATE1和GATE2。
5.3.78254OUT信号选择：
KJ8为8254OUT信号选择插座。
该插座可从三个定时/计数通道中任选一路（只能是唯一的）用来启动A/D转换或产生中断申请（必须与KJ9配合使用）。
OUT信号的选择见图10。
图108254OUT信号的选择
O0，O1，O2分别表示OUT0，OUT1，OUT2。
5.3.8中断申请及A/D启动组合选择：
KJ9为中断申请及A/D启动组合选择插座。
该插座可以从外触发信号、定时启动信号中任选一路（只能是唯一的）用来启动A/D转换，或者从上述两个信号以及A/D转换结束信号中任选一路（只能是唯一的）用来产生中断申请。
KJ9的定义见表9
表9KJ9的定义
功能定义
使用选择
P1：
外触发中断
P2：
外触发信号
P3：
外触发启动A/O
外触发信号产生中断：
P1-P2
外触发信号启动A/D：
P2-P3
P4：
定时触发中断
P5：
定时触发信号
P6：
定时触发启动A/D
使用8254定时产生中断：
P4-P5
使用8254定时启动A/D：
P5-P6
P7：
A/D转换结束中断
P8：
A/D转换结束信号
P9：
NC
A/D转换结束后产生中断：
P7-P8
A/D转换结束不产生中断：
P8-P9
5.4控制端口地址与数据格式：
本卡上的数据操作均为16位的，包括8254的读写操作。
但8254的操作中只有低8位有效。
5.4.1各控制端口的地址与功能见表10：
表10端口地址与功能表
端口地址
操作命令
功能
基地址+0
写
写通道代码和GATE允许操作
读
清除A/D转换标志和A/D中断申请，启动A/D转换和加电开机也有此功能
基地址+2
启动A/D转换，同时清除中断及标志
读A/D转换标志和结果
基地址+4
写D/A112位数据
基地址+6
写D/A212位数据
基地址+8
读16位DI状态
基地址+A
写16位DO数据（上电自动清零）
基地址+10
读/写
读/写8254计数器0通道数据
基地址+12
读/写8254计数器1通道数据
基地址+14
读/写8254计数器2通道数据
基地址+16
读写8254控制字
5.4.2模入通道代码数据格式见表11（端口地址为基地址+0）：
。
表11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
十进制代码
00H
单/双
08H
单
01H
09H
02H
0AH
03H
0BH
04H
0CH
05H
0DH
06H
0EH
07H
0FH
5.4.38254程控信号的定义及数据格式：
8254程控信号的定义及数据格式见表12。
表128254程控信号的定义及数据格式（X表示任意）
命令
D15
D14
D13
D12
D11
D10
D9
D8
D7D6D5D4
D3D2D1D0
操作结果
X
通道代码
8254GATE允许
通道代码
8254GATE禁止
5.4.4读A/D转换标志和结果，数据格式见表13（端口地址为基地址+2）：
表13A/D转换标志和结果数据格式（x表示任意）
D7
D6
D5
D4
D3
D2
D1
D0
A/D转换状态
x
正在转换
DB11
DB10
DB9
DB8
DB7
DB6
DB5
DB4
DB3
DB2
DB1
DB0
转换结束
注：
双极性时D11为符号位
5.4.2D/A转换数据格式：
D/A转换数据格式见表14。
表14D/A转换数据格式（X表示任意）
数据格式
5.5模入模出码制以及数据与模拟量的对应关系：
5.5.1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
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