MP411使用手册.docx
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MP411使用手册
MP411
MP411L
使用手册
☐USB2.0/USB1.1总线AD采集模块
☐16路12位AD
☐二路12位DA（MP411）
☐开关量：
16DI/16DO
☐1路20位计数器（MP411）
☐程控所有硬件设置，免跳线
wwlab
2005/5
在开始使用前请仔细阅读下面说明
检查
打开包装请查验如下：
✧MP411采集模块
✧手册及光盘。
✧USB电缆。
✧20Pin40Pin电缆。
安装
关掉PC机电源，将MP411插入主机的任何一个USB插槽中并将外部的输入、输出线连好。
如果主机有多套AC系列USB模块，请每次只安装一个模块。
软件启动安装请察看第3章说明。
保修
本产品自售出之日起一年内，用户遵守储存、运输和使用要求，而产品质量不合要求，凭保修单免费维修。
因违反操作规定和要求而造成损坏的，需缴纳器件费和维修费及相应的运输费用，如果板卡有明显烧毁、烧糊情况原则上不予维修。
如果板卡开箱测试有问题，可以免费维修（限购买板卡10天内）。
目录
一、MP411说明………………………………………………………P4
⏹MP411板简介P4
⏹主要特点、性能P5
二、原理………………………………………………………………P9
⏹简介P9
⏹模拟输入及AD数据计算P10
1.模拟输入P10
2.AD转换数据格式与计算P10
⏹DA部分的原理P11
⏹开关量部分的原理P12
⏹计数器P13
三、安装与连接……………………………………………………….P15
⏹安装P15
⏹信号连接注意事项P16
⏹连接器插座定义P17
1.P1模拟输入输出P17
2.P2开关量P18
3.电源P19
⏹配套端子板P19
⏹常用信号的连接与处理P20
四、软件………………………………………………………………P21
⏹软件安装与说明P21
⏹接口函数说明P24
1.设备操作函数P24
2.AD操作函数P25
3.DA操作函数P27
4.开关量操作函数P29
5.计数器操作函数P30
⏹VC程序编程说明P31
⏹VB程序编程说明P33
五、附录……………………………………………………………….P35
⏹MP411示意图P35
一、MP411说明
MP411、MP411L板简介
MP411MP411L区别：
功能
MP411
MP411L
AD
16路12位
与MP411相同
DA
二路12位
无
DIO
16DI16DO
与MP411相同
计数器
20位，支持频率测量
无
注：
以下说明中，除非特别声明，以MP411代替MP411MP411L。
MP411是一款USB2.0/1.1总线兼容12位采集模块，具有16路模拟输入,工作在软件启动模式、二路12位DA输出（MP411）、开关量16路输入/16路输出、一路20位计数器（MP411），支持频率测量。
采用USB总线，支持即插即用。
MP411的所有功能设置都可以通过软件控制，不需要硬件跳线。
注：
MP411在USB2.0接口条件下速度要远高于1.1接口，建议用户尽量采用USB2.0接口。
相关产品：
MP310：
12位400KHzUSB2.0采集模块。
MP312：
16位250KHzUSB2.0采集模块。
MP416：
16位采集模块。
MP420：
12位波形采集模块。
主要特点、性能：
AD部分
⏹16路单端输入。
输入电压：
5伏/10伏/±5伏，软件控制。
⏹AD转换器：
12位AD，速度2000-20000通道/秒（USB2.0接口，见下表）。
⏹通道输入阻抗：
1兆欧姆。
⏹输入插座：
20脚扁平电缆插座（P1）。
⏹系统精度：
±0.1%FSR。
⏹分辨率：
12位。
⏹噪音（峰值）：
小于±1LSB（典型，500个采样点）
⏹输入耐电压：
-6V-+12V，瞬间±30伏。
典型AD转换速度：
✧USB1.1接口：
200次调用/秒。
每次调用可以采集1-16通道。
✧USB2.0接口（扫描模式）：
单通道2000-4000道/秒，16通道采集时间1ms（等效AD转换速度16KHz）。
✧USB2.0接口（单通道平均模式）：
100次平均，采样周期2.5ms，等效AD转换速度：
40KHz。
注：
以上测量结果为典型结果，系统：
windowsXP系统，CPUP42G
AD工作模式
⏹启动模式：
软件控制。
⏹底层采样模式：
模式1：
单通道多次平均（次数：
1-100次）。
模式2：
多通道扫描（最多16个通道）。
DA部分
⏹二路12位DA转换器，20脚扁平电缆插座输出（P1）。
⏹输出电压：
10伏/±5伏，每路输出范围可以软件分别设置。
⏹输出电压精度：
±0.1%，分辨率12位。
⏹输出电压建立时间：
小于100微秒。
⏹DA输出速度：
2000-4000次/秒（USB2.0接口）
开关量输入输出
⏹16路输入通道，性能：
1.输入电压：
TTL电平，兼容3伏电平。
2.高电平：
大于2伏。
3.低电平：
小于0.8伏。
4.输入电压范围：
0-5伏
⏹16路输出通道，性能：
1.输出电压：
3伏电平，兼容TTL电平。
2.高电平：
大于2.5伏。
3.低电平：
小于0.5伏。
4.最大输出电流：
20毫安/路。
5.开关量输出上电自动清零。
⏹插座：
40脚扁平电缆插座
⏹开关量的输入/输出速度：
USB1.1：
200次/秒
USB2.0：
2000-4000次/秒
计数器
计数器输入与开关量输入第15号共用。
1.20位加法计数器，上升边沿有效。
2.支持计数与频率测量功能，频率测量周期（门的开启时间）为硬件控制，时间宽度为1秒。
参数：
✧最大输入频率1MHz
✧输入电压：
0-5伏
✧门限电压与开关量输入相同
✧计数器输入带“史密特”触发器缓冲。
✧频率测量周期：
1秒，分辨率±1微秒。
软件支持：
1.操作系统支持win98/win2000/winXP
2.开发包：
驱动程序、DLL库函数
3.例子：
MFC、VB
4.测试程序（MFC）
位置：
光盘的\USB\MP411目录。
硬件
⏹总线：
符合USB2.0/USB1.1标准，兼容USB2.0/USB1.1格式。
⏹工作电流：
500mA。
⏹电源：
USB供电，可以选择外部电源供电。
⏹外部电源输入电压：
5伏，±5%。
⏹内部板卡尺寸：
9cmx11cm
二、原理说明
简介
MP411采用USB接口兼容2.0/1.1两种标准，控制芯片采用Cypress公司的CY68013芯片。
AD转换器采用ADS781612位200KHzAD，工作在软件启动、软件查询结束模式。
AD转换的控制工作由底层的处理器负责以提高转换速度，并提供多通道扫描，单通道平均二种采样模式。
DA采用DAC7613芯片（MP411），输出采用OP07驱动，提供稳定的电容负载能力。
开关量采用门阵列芯片，提供4个8位I/O口：
16输入/16输出，输出上电自动清零。
同时具有一个20位加法计数器（MP411），并支持1秒周期的频率测量（最大测量频率1MHz）。
原理框图：
模拟输入
16DI
16DO
计数器输入数据、地址
总线
DA输出2CH
注：
低价格版本型号：
MP411L没有DA输出及20位计数器，其他与MP411相同。
模拟输入及AD数据计算
⏹模拟输入
MP411模拟输入为16路单端（通道0-15）输入。
输入阻抗1兆欧姆（每个输入对地线连接有一个1兆欧姆电阻）。
输入具有过压保护，可以承受瞬时±30伏的电压。
AD输入有3档量程，由软件控制（详细见编程部分说明，分别对应增益选择：
0、1、2号）。
输入范围：
单极性：
0-5伏
单极性：
0-10伏
双极性：
-5伏-+5伏
注：
单极性指输入电压相对地线为大于0的信号，双极性指输入电压相对地线为±输入的信号。
⏹AD转换数据格式与计算
12位转换数据范围为0-4095，对应电压计算：
设：
data为12位转换结果。
0-5伏：
电压=data*5000.0/4095.0（mV）
0-10伏：
电压=data*10000.0/4095.0（mV）
±5伏：
电压=（data-2048）*5000.0/2048.0（mV）
DA部分的原理
MP411提供2路12位D/A（0、1号通道），输出单极性模式0-10伏或双极性模式5伏，由软件控制。
DA输出上电状态输出为“0”。
设置数据有效范围：
0-4095，对应输出电压与设置数据的计算：
单极性模式（gsn=0）：
电压=（data）*10000.0/4095.0（mV）
双极性模式（gsn=1）：
电压=（data-2048）*5000.0/2048.0（mV）
data：
12位DA数据
gsn：
（n=0、1）设置的对应DA通道的输出模式。
DA输出模式由函数：
MP411_DA_Mode（HANDLEhDevice,longgs0,longgs1）控制，其中gs0、gs1分别选择输出通道0、1号的模式。
gs=0设置输出为0-10伏/=1：
设置输出为±5伏。
DA输出电压由MP411_DA_Data（HANDLEhDevice,longdach,longdadata）函数控制，dach=0、1选择设置通道0、1号通道，dadata=0-4095控制或设置对应通道的电压。
注：
MP411的DA输出只适应控制静态或准静态对象，不适合输出波形。
因为在windows环境下用户无法精确定时，同时DA输出利用USB的VENDOR命令控制，输出速度通常小于4KHz。
开关量部分的原理：
MP411开关量提供16个输入及16个输出接口，16位输出数据可以通过函数操作读回（MP411_ReadDO（）函数）。
所有的输出口在上电初始时为“0”或低电平。
输入接口为浮空状态，如果没有外部输入，读入数据不定。
16位输入DI0-DI15由函数MP411_DI（）读入。
16位输出DO0-DO15由函数MP411_DO（）设置。
输入或输出的32位数据的低16位（D15-D0）有效，分别对应输入或输出通道15-0号。
MP411的DIO为3伏电平，兼容5伏TTL电平，输入可以承受5伏电压，输出高电平通常为2.8伏-3伏（5伏TTL逻辑通常大于2.3伏，就认为为逻辑1）。
计数器
MP411具有1路20位加法计数器，具有频率测量功能。
计数器输入为上升边沿触发（输入与DI15通道共用），原理框图如下：
1秒定时器1MHz时钟
定时器
启动
软件启动
计数器控制10
计数输入模式选择
20位计数器
计数器=FFFFFH
计数器溢出标志
计数器可以软件控制二种工作模式：
0模式：
加法计数器
1模式：
频率测量
计数器模式下，用户启动计数器后，计数器开始工作，每一个上升脉冲边沿使计数器进行“+1”操作。
在频率测量模式时，启动测量，1S定时器开始操作，同时计数器开始工作，当定时器停止后，计数器被禁止计数，等待用户读出数据。
用户可以通过状态寄存器读出计数器溢出状态标志及定时器结束标志信号。
三、安装与连接
安装
关于USB
用户的计算机必须支持USB接口，MP411/MP411L支持2.0及1.1接口标准，由于2.0接口速度更快，因此建议用户尽量采用USB2.0接口。
如果没有USB2.0接口，用户可以通过安装扩展卡来实现，具体的价格请咨询您的经销商。
一些品牌的笔记本计算机的供电能力有限，如果MP411因此不能正常工作，请额外配备+5伏电源（注意外部供电电压为5伏±5%），电源要求必须是稳压电源，输出电流大于500毫安，此外用户也可以另外配置一个USBHUB，将MP411直接连接到HUB上。
用户在应用时请尽量采用随机配备的原装电缆。
如果需要单独配备电缆，请按照以下原则配备：
●电缆要选择粗的电缆以满足供电要求。
●电缆必须满足USB2.0480Mbit/s传输速度的要求。
信号连接注意事项
⏹模拟输入：
1.输入连接电缆必须用屏蔽电缆，电缆的屏蔽外层最好只在一端连接到地线上。
2.模拟信号的地线应该连接到前端的模拟输出的地线上，不能与数字地线混合。
如果需要混合数字、模拟地线，可以将数字地线连接到前端的电源地线上。
3.差分输入时，用户必须将MP411的地线连接到前端信号输出的地线上，如果有多个前端输出，可以在每一个输出的地线与MP411的地线之间串联一个1K-10K欧姆的电阻，防止地线之间的电流串扰干扰采集精度。
4.如果前端信号干扰较大，如电力信号采集应用时，最好将PC机的外壳与前端的地线单独连接。
这样可以避免干扰、高压烧毁MP411。
5.对于高精度采样，要求前端设备输出有尽量低的输出阻抗及电流驱动能力。
⏹模拟输出：
1.输出不要对外部电源短路。
2.输出的电容负载能力有限，注意不能驱动大的电容负载，否则会引起输出不稳定。
如果需要驱动电容、电感负载，应该在输出与被驱动设备间加入一个10-500欧姆的电阻。
⏹开关量：
1.开关量输入电平不能低于-0.3V或高于+5V。
2.输出不要对地线、电源短路。
3.输出如果需要驱动大功率设备，为防止干扰应该选用AC144、AC145端子板，将输出与设备隔离。
连接器插座定义
MP411有二个扁平电缆连接器：
P1-20脚、P2-40脚。
●P1:
对应16路模拟输入、DA输出。
●P2:
IDC40对应32路开关量、计数器输入。
P1定义：
说明：
❑AIN0-AIN15对应16路单端模拟输入通道0-15号。
❑脚17、18模拟输入、输出（AD、DA）的地线。
❑DAOUT0、DAOUT1，脚19，20：
DA通道0、1号输出（MP411L没有DA输出，此2脚空）。
P2定义：
说明：
❑DI0-DI15对应开关量输入通道0-15号。
❑DI15为复用输入，对MP411，DI15同时也作为计数器时钟输入。
❑DO0-DO15对应开关量输出0-15号。
❑脚：
9，10，19，20，29，30，39，40：
地线。
电源插座：
输入电源电压+5伏，范围±5%，电流：
大于500毫安。
插座极性如下：
地线
+5伏
配套端子板
MP411可以配接如下端子板:
⏹ACS410：
专用端子板，支持16路模拟输入及低通滤波、IV转换，40脚开关量输入输出，DA输出。
⏹AC110：
4路小信号放大板。
四路差分输入，放大倍率100、500倍。
⏹AC145：
隔离16入/16出端子板。
输入电压0-24伏/输出：
OC输出，驱动电流10毫安。
⏹AC144：
隔离24入/24出端子板。
输入电压0-24伏/输出：
OC输出，驱动电流100毫安。
常用信号的连接、处理。
⏹DA输出驱动感性负载
注：
c=1000pF-1uF
⏹利用开关量输出驱动继电器
四、软件
本章介绍驱动的安装、动态链接库函数使用方法以及针对MP411的软件开发指导。
请用户在编程前，仔细阅读本手册，了解相关信息。
由于软件可能不断更新，请用户察看光盘中的提示。
测试软件及其他软件的说明见光盘目录：
\USB\MP411
MP411L是MP411的简化版本，不支持DA输出及计数器操作，MP411L的驱动及函数与MP411共用。
软件安装与说明
软件说明
MP411附带光盘中，提供如下内容：
1.说明书。
2.驱动程序，支持win98/win2000/winXP操作系统。
3.VisaulC++、MFC、VisaulBasic编程实例。
4.MP411测试程序。
注：
由于win98、winNT微软已经不提供支持，不建议使用。
MP411板卡的驱动不支持winNT。
☐在光盘的\USB\MP411\DRIVER目录中包含：
MP411.inf、MP411.sys、MP411.dll、MP411.LIB文件。
✧MP411.inf驱动安装文件。
✧MP411.sys驱动程序。
✧MP411.dll动态链接库。
✧MP411.LIBMSVC的库文件。
☐在光盘的\USB\MP411\VC目录中包含：
✧VC的编程例子
✧编程需要的include（MP411.h）、LIB文件。
☐在光盘的\USB\MP411\MFC目录中包含：
✧MFC的编程例子
✧编程需要的include、lib文件。
☐在光盘的\USB\MP411\VB目录中包含：
✧VB的编程例子
✧VB编程需要的声明模块程序MP411.bas。
☐MP411.EXE：
测试程序。
驱动安装
安装方法：
1.将MP411插入一个USB插槽，如果有多个MP411模块，请每一次安装一个MP411模块。
第一次安装的模块的设备号为“0”，第二次安装的模块的设备号为“1”，依次类推。
2.Windows将会显示找到新硬件，可按找到新硬件向导进行下一步
3.选择搜索适用我的设备的驱动程序，下一步；
4.选择驱动所在目录，进行安装。
（目录：
\USB\MP411\driver）
5.按找到新硬件向导的提示进行下一步；
6.Windows将显示完成添加/删除硬件向导，单击完成即可完成安装过程。
7.完成后如果安装第二个MP411，插入第二块MP411模块，重复上述安装过程。
安装后，程序自动将MP411.dll动态链接库程序拷贝到windows系统的system32目录中，用户用也可以自己将DLL拷贝到当前工作目录中。
驱动安装完毕后在\控制面板\系统\设备管理中的USB项目下可以找到MP411。
1.如果需要更新设备驱动，请在硬件设备管理目录下选择MP411-〉按鼠标右键选择属性–〉选择驱动程序–〉选择重新安装驱动程序。
2.当VisaulC++/VisaulBasic例程从CD-ROM复制到硬盘时，属性仍将保持为只读属性，这将影响用户调试程序。
请将属性改为文档属性，这样就可以进行正常的编译、调试工作了。
接口函数说明
本卡以DLL-动态链接库的方式封装了用户在win98/win2000/winXP环境下编程需要的函数。
动态链接库可以被windows环境下的多数编程语言调用，用户只要正确使用调用格式就能正确调用函数。
本手册只提供了VC、VB的调用例子，有关其他语言调用的方法，用户可以参考其他书籍或直接在网上查找。
设备操作函数
❑打开一个MP411设备
函数：
HANDLEMP411_OpenDevice（longdev_num）
参数：
✧dev_num：
入口参数，MP411设备号，=0、1、2….，表示第一个、第二个MP411模块。
设备号的定义参考驱动安装部分。
✧函数返回值：
卡的操作句柄。
注：
VC中如果句柄不等于INVALID_HANDLE_VALUE，表示正确。
VB中如果句柄不等于&HFFFFFFFF，正确。
❑关闭一个MP411设备
函数：
longMP411_CloseDevice（HANDLEhDevice）
功能：
关闭以hDevice打开的MP411卡。
参数：
✧hDevice：
入口参数，卡的操作句柄。
✧函数返回数值：
0：
成功/-1：
失败。
AD操作函数
MP411具有二个采样函数，如下：
1.MP411_AD（）：
对一个通道进行n次采样（n=1～100），并返回n次平均的结果。
2.MP411_AD_Scan（）：
对从stch到endch通道进行采样。
（stch：
起始通道，endch：
停止通道）
❑MP411_AD（）
功能：
对一个通道进行n次采样（n=1～100），并返回n次平均的结果。
函数：
longMP411_AD（HANDLEhDevice,
longch,longgain,longsidi,
longnaver）
✧hDevice：
入口参数，卡的操作句柄。
✧ch：
入口参数，=0-15设置采样的通道号码。
✧gain：
设置AD的输入量程。
=0、1、2对应选择所有的输入范围为：
0-5伏、0-10伏、-5伏-+5伏。
Gain=3时无效。
✧sidi：
=0设置输入通道为16路单端模式/=1设置输入通道为8路差分输入（MP411/411L不支持此功能，可以缺省为0）。
✧naver：
平均次数，范围1-100次。
1次为不平均。
✧函数返回：
出口参数：
小于0失败，大于等于0时为AD转换结果（0-4095）。
❑MP411_AD_Scan（）
功能：
对通道stch到endch共（endch-stch+1）个通道进行采样。
读出数据排列如下顺序：
schsch+1…….endch
函数：
longMP411_AD_Scan（HANDLEhDevice,
longstch,longendch,longgain,longsidi,
long*addata）;
✧hDevice：
入口参数，卡的操作句柄。
✧stch、endch：
入口参数，设置采样的起始与停止通道号码（endch必须大于或等于stch），如果stch=endch，只对通道stch采样。
✧gain：
设置AD的输入量程。
=0、1、2对应选择所有的输入范围为：
0-5伏、0-10伏、-5伏-+5伏。
Gain=3时无效。
✧sidi：
=0设置输入通道为16路单端模式/=1设置输入通道为8路差分输入（MP411/411L不支持此功能，可以缺省为0）。
✧addata：
存放转换结果的数组，必须至少有16个单元。
结果从0号单元开始，读出数据排列如下顺序：
schsch+1…….endch。
✧函数返回：
出口参数：
小于0失败。
AD转换数据到电压的转换：
12位转换数据范围为0-4095，对应电压计算：
设：
data为12位转换结果。
0-5伏：
电压=data*5000.0/4095.0（mV）
0-10伏：
电压=data*10000.0/4095.0（mV）
±5伏：
电压=（data-2048）*5000.0/2048.0（mV）
DA操作函数
DA操作：
在板卡初始化时，用户需要首先调用MP411_DA_Mode函数设置两个DA输出通道的输出范围，然后调用MP411_DA_Data函数设置输出电压。
由于DA输出上电自动清零，因此设置完输出范围后请立即应用MP411_DA_Data函数将输出设置为电压“0”输出（单极性设置数据=0，双极性设置数据=2048）。
MP411L不支持DA输出，此函数无用。
DA的电压计算：
单极性模式，输出0-10伏（gsn=0）：
电压=（data）*10000.0/4095.0（mV）
双极性模式，输出±5伏（gsn=1）：
电压=（data-2048）*5000.0/2048.0（mV）
注：
1.data：
12位D
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