PCL812PG卡说明.docx

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PCL812PG卡说明

PCL-812PG多功能数据采集卡使用说明书

第一章

概述

这一章介绍PCL-812PG的背景信息包括关键特性、扩展性能、产品说明书

1.1绪论

PCL-812PG是IBMPC/XT/AT及其兼容机的高性能、高速、多功能数据采集卡。

整卡的详尽说明书及齐全的第三方卖主的软件支持是PCL-812PG广泛的应用于工业及实验室环境下。

主要应用于数据采集、过程控制、自动检测、工厂自动控制。

1.2关键特性

。

16位单端模拟输入通道

。

一个工业标准的12位逐位逼近式A/D转换器（HADC574Z）用于转换模拟量输入。

在DMA模式下最大的A/D采样速率为30KHz

。

软件可编程模拟输入序列

。

双极性电压+/-5V,+/-2.5V,+/-1.25V+/-0.625V+/-0.3125V

。

三种A/D触发模式

。

软件触发器

。

可编程步测触发器

。

外部脉冲触发器

。

程序控制A/D转换器的数据传输，中断处理器或DMA转换

。

一个Intel8253-5可编程定时器／计数器可提供以0.5MHz－35minutes/pulse步测输出（触发脉冲），定时器的时间基准为2MHz。

一个16位计数器保留给用户设置应用

。

两个12位单集成多极性D/A输出通道。

一路输出可由板内-5V或-10V参考电压产生0-5V或0-10V范围的输出。

这个参考电压精度来源于A/D转换器的参考电压精度。

外部直流或交流参考电压同样也可以用于产生其它D/A输出。

。

16位TTL/DTL兼容数字输入、输出通道

1.3扩展性能

为了增强PCL-812PG功能，可以通过以下可选子卡来扩展其功能。

PCLD-789放大器／乘法器卡

　　这个功能强的前置模拟信号调理卡能在一个A/D输入通道中多路传输16路信号。

高级的仪表化的放大器提供开关选择增益，分别为0.5,1,2,10,50,100,200,1000或任何用户自定义。

PCLD-787八通道同步采样保持前置卡

该卡允许在小于30ns通道间采样时间偏差下进行八通道模拟信号的同步采集。

PCLD-786交流／直流固态继电器I/O模块载板

该卡提供最多可接受8个光耦合隔离固态继电器模块,最多可驱动8个外部继电器。

PCLD-785/885继电器输出端子板

　　该卡提供16路由PCL-812PG的16位数字输出驱动的SPDT继电器。

PCLD-782光隔离数字量输入板

该光隔离数字量输入板为PCL-812PG提供16路数字量输入。

PCLD-780通用螺丝端子卡

　　为数据采集卡的20管脚的平板电缆连接器提供方便和可靠的信号配线

PCLD-779八通道隔离式多路复用器、放大器卡（隔离式8通道小信号调理板）

　　该卡在与一块PC-实验板相连时提供多通道温度测量

PCLD-770/7701/7702信号调理卡

通过PCLD-770卡，可以用户自定义配置PCLD-7701或PCLD-7702

PCLD-7701隔离式放大模块

PCLD-7702I/V源放大模块

PCLD-5B16模块支架卡

　　该卡可以配备16通道5B系列输入输出模块提供信号调理应用的完整处理

1.4软件支持

　　PCL-812PG同样提供强大便捷的软件驱动功能可以使用户在自定义参数列表下引用。

这些软件驱动功能容易编程实现，特别是当用户想使用PCL-812PG一些复杂功能时，例如中断或是DMA数据传输。

1.5产品说明书

1.5.1模拟输入（A/D转换器）

通道：

　　　16单端

处理位：

　　12位

输入电平：

　双极性+/-10V,+/-5V,+/-2.5V,+/-1.25V,+/-0.625V,+/-0.3125V所有输入　　电平可以软件编程控制

过载电压：

最大连续+/-30V

转换类型：

　逐位逼近式

转换器：

　　HADC574Z（嵌入式采样保持器）

转换速率：

　最高30KHz

精度：

　　　每读+/-1位0.015%

线性度：

　　+/-1位

触发模式：

　软件触发，板内程序定时器或外部触发

数据传输：

　程序控制，中断控制或DMA控制

外部触发：

　TTL或兼容，在低电平0.5V时最大负载电流0.4mA，在高电平2.7V时最大负载　　　　电流0.05mA

1.5.2模拟输出（D/A转换器）

通道：

　　2

处理位：

　　12位

输出电平：

　在固定参考电压-5V或-10V下输出0~+5V或0~10V。

在外部直流或交流参考电压下最大输出电压+10V或-10V。

参考电压：

　　内部：

　-5V（+/-0.1V）,-10V（+/-0.2V）

　　外部：

　直流或交流，最大+/-10V

转换方式：

　12位单片乘法

模拟设备：

　AD7541AKN或同类设备

线性度：

　　+/-0.5位

输出驱动电压：

最大+/-5mA

设置时间：

　30ms

1.5.3数字输入

通道：

　　　16位

电平：

　　　TTL兼容

输入电压

　低电平：

　最大0.8V

高电平：

　最小2.0V

输入负载：

　低电压：

　0.5V时最大0.4mA

高电平：

　2.7V时最大0.05mA

1.5.4数字输出

通道：

　　　16位

电平：

　　　TTL兼容

输出电压

　低电平：

0.5V时散热器最大8mA

高电平：

　2.4V时电源最小-0.4mA

1.5.5可编程定时器/计数器

设备：

Intel8253

计数器：

3通道，16位，2个通道永远连接2MHz时钟作为可编程步测，1个通道留给用户应用

输入，门电路：

TTL/DTL/CMOS兼容

时基：

2MHz

步测输出：

35minutes/pulseto0.5MHs

1.5.6中断通道

电平：

中断请求2~7，10，11，12，14，15跳线选择

使能：

VIA控制寄存器S0,S1和S2

1.5.7DMA通道

电平：

1或3，跳线选择

使能：

VIA控制寄存器S0,S1和S2

1.5.8概要说明

功耗：

+5V：

典型，500mA,最大1A

+12V：

典型，50mA,最大100mA,

-12V：

典型，14mA,最大20mA,

输入/输出转换器：

20针？

用于输入/输出连接。

适配器提供37针D型连接器

输入/输出基地址：

要求16位连续地址区间。

基地址通过双列直插式组装开关A8-A4设置（厂家设置为16进制220）

工作温度：

0~50摄氏度

存储温度：

-20~+65摄氏度

重量：

8.6盎斯（243g）

第二章安装

2.1初始检查

在包装箱内装有本操作手册和PCL-812PG卡，PCL-812PG卡在装箱前经过仔细的检查和测试。

在运输过程中不会被标记和刮刻保持很好的工作状态。

当拆包装时检查包装是否损坏。

如果存在任何损坏或达不到规格，及时向你的售后服务部门或当地销售商声明。

另外，向运输商声明损坏。

保存包装箱和运输商包装时的材料。

这样我们可以对它进行重修或是替换安排。

抓住PCL-812PG后部金属嵌镶板可以把PCL-812PG卡从其保护包装中拿出来。

保持抗震包装。

当你将卡从计算机扩展槽中拔起时，把PCL-812PG卡放在保护包装中保存。

当手持PCL-812PG前释放所有因摩擦卡后部系统所产生的静电。

尽量避免接触产生静电的材料如塑料、乙烯基和泡沫聚苯乙烯。

手持卡的边缘以避免静电损坏PCL-812PG卡上的集成电路。

2.2跳线设置

PCL-812PG卡方便使用。

板上有一个双列直插式开关和九个跳线，开关和跳线的功能将在以下章节中说明。

可以参考图2.1察看开关和跳线在板上的位置。

2.2.1基地址选择

开关名称：

SW1

大多数计算机外围设备和接口卡都是通过输入/输出端口。

这些端口的地址在输入/输出端口地址空间寻址。

附录A提供计算机输入/输出端口地址表可以帮你查找不同设备的合适地址。

PCL-812PG卡的输入/输出端口基地址可以通过8位双列直插式开关选择。

PCL-812PG卡要求16位连续地址。

有效地址从200H到3FH;然而，这些地址可以分配给其他的设备。

PCL-812PG卡的基地址跳线设定在出厂时设定为200H。

如果更改成其他地址范围，跳线设置基地址说明如下：

I/O地址范围（h）开关位置

123456

A8A7A6A5A4A3

200-20F00000X

210-21F00001X

220-22F*00010X

230-23F00011X

300-30F10000X

3F0-3FF11111X

Note:

ON=0,OFF=1

A4...A9相对于计算机的总线地址线

*代表出厂设置

2.2.2等待状态选择

一些高速的计算机在稳定的数据传输过程中在输入/输出总线中插入等待状态。

PCL-812PG卡可以在每次传送数据过程中插入0、2、4、6个等待状态。

每个等待状态的长度可通过SW1的7、8脚来设置。

如下所示：

开关位置

78时间延时

W0W1

000

102

014

116

2.2.3DMA通道选择

跳线名：

JP6,JP7

PCL-812PG卡具有DMA数据传输功能。

DMA一级或是三级的选择可以通过跳线控制。

2.2.4触发源选择

跳线名：

JP1

A/D转换触发源可以使片内可编程步测信号也可以使外部脉冲信号（连接器CN5的1脚）。

2.2.5用户计数器输入时钟选择（JP2）

可编程定时器/计数器是三通到16位计数器。

通道1合同到2倍设定成内部步测，通道0留为用户自定义。

通道0时钟输入可以是内部2MHz时钟信号或者是来自连接器CN5的第8脚外部时钟信号。

2.2.6中断优先级选择（JP5）

由A/D转换器完成引起的中断可以设置为中断优先级2~7，10，11，12，14，15。

可以由JP5选择。

用户应该清楚没有其他添加卡拥有同一优先级。

2.2.7D/A参考电源的选择（JP3，JP4）

D/A转换器的参考电压内部电压-5、-10V或是来自连接器CN2的17脚或19脚的参考电压。

D/A通道1

（2）参考电源可以通过JP3（4）。

2.2.8D/A内部参考电压选择（JP8）

内部参考电压可以为-5Vor-10V。

可以通过JP8选择。

仅当跳线JP3或是JP4设置为INT内部参考电压。

2.2.8A/D最大输入电压选择（JP9）

当A/D转换器被JP9选择时的输出范围+/-5Vor+/-10V。

如果JP9设置为+/-5V时PCL-812PG卡的模拟输入范围+/-5V,+/-2.5V,+/-1.25V,+/-0.625V和+/-0.3125V.如果JP9设置为+/-10V时，PCL-812PG卡的模拟输入范围+/-10V,+/-5V,+/-2.5V,+/-1.25V和+/-0.625V。

JP9的默认值是+/-5V。

用户可以将JP9为+/-10V使之成为双输入范围。

一些计算机所提供的偏置电压Vcc+一般为小于12V例如11.2V。

这种情况下可编程放大器的输出电压波动范围不能达到10V并且如果JP9设置为+/-10VA/D转换器将不能正确测量。

A/D转换器最大输出范围+/-10V：

2.3连接器的管脚排列

PCL-812PG卡带有两个20针绝缘位移？

连接器，位于卡的后端，并且有其他三个20针板内连接器。

所有这些连接器可以连接到同种型号的扁平电缆，或是连接到37针连接器通过PCLK-1050工业及端子板。

参考图2.1查询每个连接器的位置。

以下图表说明每个连接器的引脚排列

A/D模拟输入

A.GND模拟地

D/A模拟输出

D/O数字输出

D/I数字输入

D.GND数字地和电源供应地

CLK8253计数器时钟输入

GATE8253计数器门电路输入

OUT8253计数器信号输出

VREF参考电压

Connector1（CN1）模拟输入（单端通道）

A/D012A.GND

A/D124A.GND

A/D256A.GND

A/D378A.GND

A/D4910A.GND

A/D51112A.GND

A/D61314A.GND

A/D71516A.GND

A/D81718A.GND

A/D91920A.GND

Connector2（CN2）模拟输出

A/D1012A.GND

A/D1134A.GND

A/D1256A.GND

A/D1378A.GND

A/D14910A.GND

A/D151112A.GND

D/A11314A.GND

D/A21516A.GND

V.REF11718A.GND

V.REF21920A.GND

Connector3（CN3）数字输出

D/0012D/01

D/0234D/03

D/0456D/05

D/0678D/07

D/08910D/09

D/0101112D/011

D/0121314D/013

D/0141516D/015

D.GND1718D.GND

+5V1920+12V

Connector4（CN4）–数字输入

D/I012D/I1

D/I234D/I3

D/I456D/I5

D/I678D/I7

D/I8910D/I9

D/I101112D/I11

D/I121314D/I13

D/0141516D/I15

D.GND1718D.GND

+5V1920+12V

Connector5（CN5）–计数器

EX.TRG12

EX.TRG34

EX.TRG56CTR1GATE

EX.TRG78CTR0CLK

EX.TRG910CTR0OUT

EX.TRG1112CTR0GATE

EX.TRG1314CTR1OUT

EX.TRG1516

EX.TRG1718D.GND

EX.TRG1920

2.4硬件安装

警告：

当安装或是移动PCL-812PG卡或是连接、拆卸电缆时一定要关掉PCL-812PG卡电源。

将PCL-812PG卡安装到计算机：

关掉计算机。

切断计算机外围设备的电源（如打印机）。

切断计算机电源线和后部所有电缆。

翻转主板这样主板的背部朝向你。

拆去主板封装（有必要参考计算机用户手册），在主板的后部选择一个未用的扩展槽。

卸下扩展槽连接到主板的螺丝（保留螺丝以备接口卡能保留在支架上）小心抓住PCL-812PG卡的上部边缘，对准支架上开洞和扩展槽顶部的开洞，并对准连接器的金手指和扩展槽的插槽。

稳定地将卡压入插槽中。

重新安装扩展槽上支架的螺丝。

根据需要在接口卡上安装其他的有用的配件（如20芯扁平电缆或者连接适配器等）。

重新安装主板封装，连接在第2步所拆写下的电缆，打开计算机电源，硬件安装完成，继续安装软件驱动器。

2.5软盘

每个PCL-812PG卡具有一个包含应用软件的软盘可以简化你的应用软件并支持PCL-812PG卡的校准。

这个应用软件的程序包括：

1.A/D,D/A,数字I/O和计数器的综合I/O驱动器。

驱动器允许用标准函数，用通用语言编写程序，运行PCL-812PG卡，无需访问具体的寄存器。

软件驱动器所支持的语言有BASICA,GWBASIC,QUICKBASIC,MicrosoftC/C++和PASCAL,TurboC/C++,BorlandC/C++和TurboPASCAL。

参考软件驱动器的用户手册获得更多信息。

2.范例程序。

3.校准程序。

4.测试程序。

强烈推荐对主盘进行备份并妥善保存主盘。

可以用DOSCOPY或DISKCOPY

命令进行拷贝磁盘文件到另一张软盘或用COPY命令将文件拷贝到硬盘。

参考MS-DOS用户手册查询如何进行磁盘备份。

第3章信号连接

正确的信号连接是确保应用系统正确地进行发送和接收数据的最重要最重要的一步。

因为大多数数据获得包括电压，正确的信号连接防止信号电压对你的电脑和硬件设备造成代价严重的损失。

这一章介绍一些在不同类型的数据获得应用时的信号连接的重要信息。

3.1模拟输入连接

PCL-812PG卡支持16路单端模拟输入配置。

单端配置就是在每一通道里只有一根信号线。

所要检测的电压就是信号线中的电压参考于公共地的电位差。

一个信号源没有接地叫做“浮地”。

相当简单把一个单端通道接成浮地信号源。

标准的信号陷如下所示：

3.2扩展模拟输入

可以通过多路复用器扩展任何一个或所有PCL-812PG卡的A/D输入通道。

PC-LabCard上PCLD-789放大器和乘法器子卡是为乘法应用特别设计的。

每个PCLD-789能在同一A/D通道内多路复用16路差动输入。

8片PCLD-789串联到PCL-812PG卡上可以提供总共128通道。

带PCLD-789的PCL-812PG卡的使用说明可以在PCLD-789的用户手册上查询。

PCLD-774模拟量扩展卡是为调节多路外部信号处理而设计的扩展子卡。

例如PCLD-779,PCLD-789,PCLD-889。

以板内5套20针头部？

连接器为特色，使PCLD-774引入星型结构可以串联多片信号处理子卡。

通常串联时的信号衰减和电流过载问题都通过这种特殊的结构可以解决。

这些产品的资料可以通过联系当地PC-LabCard销售代理商查询。

3.3模拟输出连接

PCL-812PG卡提供两路D/A输出通道。

可以通过PCL-812PG卡内部精确参考电压-5V或-10V产生0~5V和0~10V范围的D/A模拟输出。

也可以通过外部参考电压产生其他范围的D/A的输出。

最大的参考输入范围为+/-10V并且最大的输出范围为+/-10V。

PCL-812PG卡的连接器CN2用于D/A信号。

D/A信号连接器的重要部分是输入参考、D/A输出和模拟地。

PCL-812PG卡的D/A连接如下所示:

说明（连接器2的引脚号）

15=D/A2D/A输出

14=模拟地

16=模拟地

17=参考电压1

19=参考电压2

3.4数字信号连接

PCL-812PG卡具有16路数字输入和16路数字输出通道。

数字输入/输出电平位TTL兼容电平。

传输或接收数字信号从其他TTL设备，连接如下：

从开关或继电器接收OPEN/SHORT信号，加上拉电阻以保证导通所需的电平。

第四章寄存器的结构和格式

PCL-812PG卡要求在I/O口空间设置16位连续地址。

PCL-812PG卡的编程最重要的环节是理解16位寄存器通过可选I/O口基地址所设置的地址的含义。

以下章节介绍每个地址功能概要表和每一寄存器数据结构。

4.1I/O口地址表

如下所示每个寄存器和驱动器的基地址的的位置和用法。

位置读写

基地址+0计数器0计数器0

+1计数器1计数器1

+2计数器2计数器2

+3*N/U计数器控制

+4A/D低位1通道D/A低位

+5A/D高位1通道D/A高位

+6D/I低位2通道D/A低位

+7D/I高位2通道D/A高位

+8N/U清除中断请求

+9N/U增益控制

+10N/U乘法器控制

+11N/U模式控制

+12N/U软件A/D触发

+13N/UD/O低位

+14N/UD/O高位

+15N/UN/U

注:

N/U=不用

4.2A/D数据寄存器

A/D数据寄存器用基地址+4和+5

数据格式：

1A/DLowByteandData

基地址＋4D7D6D5D4D3D2D1D0

AD7AD6AD5AD4AD3AD2AD1AD0

2A/DHighByte

基地址＋5D7D6D5D4D3D2D1D0

000DRDYAD11AD10AD9AD8

说明：

AD11-AD0模拟量转换数字量。

在A/D量中AD0时最小标志位（LSB）,AD11为最大标志位（MSB）.

DRDY数据准备信号。

当A/D数据没有准备好时，这位置1。

当A/D转换完成时这位置0，并且当读基地址+4的A/D低位时该位置1。

4.3乘法器控制寄存器

乘法器控制寄存器是一个只写寄存器，地址为基地址+10。

低nybble？

提供扫描通道号。

当对寄存器进行写操作时乘法器开关转向一个新的通道。

数据格式：

基地址＋10D7D6D5D4D3D2D1D0

XXXXCL3CL2CL1CL0

说明：

CL3~CL0—乘法器通道号

4.4数字输入/输出寄存器

PCL-812PG卡提供16路数字输入通道和16数字输出通道。

这些I/O通道使用输入基地址+6和基地址+7。

输出端口地址为基地址+13和基地址+14。

每个端口的数据类型如下：

基地址＋6（读）　　D7D6D5D4D3D2D1D0

D/I低位　　　DI7DI6　DI5DI4DI3DI2DI1DI0

基地址＋7（读）　D7D6D5D4D3D2D1D0

D/I高位　　　　DI15DI14　DI13DI12DI11DI10DI9DI8

基地址＋13（写）　D7D6D5D4D3D2D1D0

D/O低位　　　　DO7DO6DO5DO4DO3DO2DO1DO0

基地址＋14（写）　D7D6D5D4D3D2D1D0

D/O高位　　　　DO15DO14DOA13DO12DO11DO10DO9DO8

4.5D/A输出寄存器

D/A输出寄存器是写寄存器，地址为基地址+4，+5，+6和+7。

数据格式：

基地址＋4（读）　　D7D6D5D4D3D2D1D0

D/A低位　　　DA7DA6　DA5DA4DA3DA2DA1DA0

基地址＋5读）　　D7D6D5D4D3D2D1D0

D/A高位　　　　DA15DA14　DA13DA12DA11DA10DA9DA8

基地址＋6（写）　D7D6D5D4D3D2D1D0

D/A低位　　　　DA7DA6DA5DA4DA3DA2DA1DA0

基地址＋7（写）　D7D6D5D4D3D2D1D0

D/A高位　　　　DA1