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1、 PCI8210 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 CNT 定时 计数器功能 2 第七节 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 4 四 状态灯 5 第三章 信号输入输出连接器 6 第一节 信号输入
2、输出连接器定义 6 第二节 DI DO 数字量信号输入连接器定义 7 第四章 各种信号的连接方法 8 第一节 AD 模拟量输入的信号连接方法 8 一 AD 单端输入连接方式 8 二 AD 双端输入连接方式 8 第二节 DA 模拟量输出的信号连接方法 9 第三节 DI 数字量输入的信号连接方法 9 第四节 DO 数字量输出的信号连接方法 9 第五节 时钟输入输出和触发信号连接方法 10 第六节 多卡同步的实现方法 10 第五章 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 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
3、 第二节 AD 单通道与多通道采集时的数据排放顺序 12 一 单通道 12 二 多通道 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 第六章 AD 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 18 一 AD 内时钟功能 18 1 PCI8210 数据采集卡硬件使用说明书 版本 6 2 13 二 AD 外时钟功能 18 第三节 AD 连续与分组采集功能的使用方法 18 一 AD 连续采集
4、功能 18 二 AD 分组采集功能 18 第七章 CNT 定时 计数器功能 21 第一节 功能概述 21 第二节 计数器方式 21 一 简单计数和时间测量功能 21 二 缓冲计数和时间测量功能 24 第三节 脉冲发生器方式 26 一 脉冲发生器输出类型 26 二 脉冲发生器功能 27 第八章 产品的应用注意事项 校准 保修 32 第一节 注意事项 32 第二节 AD 模拟量输入的校准 32 第三节 DA 模拟量输出的校准 32 第四节 DA 使用说明 32 第五节 保修 32 附录 A 各种标识 概念的命名约定 33 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
5、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 我公司 推出的 PCI8210 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
6、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 AD7663 默认为 AD7663 也可使用 AD7665 输入量程 InputRange 10V 5V 2 5V 0 10V 0 5V 转换精度 16 位 Bit 采样速率 Frequency 1Hz 250KHz 使用 AD7665 时 为 1Hz 500KHz 说明 各通道实际采样速率 采样速率 采样通道
7、数 分频公式 采样频率 主频 分频数 其中主频 40MHz 32 位分频 分频数的取值范围 最低 为 160 最高为 40000000 使用 AD7665 时 最低为 80 最高为 40000000 模拟输入通道总数 64 路单端 32 路双端 采样通道数 软件可选择 通过设置首通道 FirstChannel 和末通道 LastChannel 来实现的 说明 采样通道数 LastChannel FirstChannel 1 通道切换方式 首末通道顺序切换 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 异步与同步 ADMo
8、de 可实现连续 异步 与分组 伪同步 采集 组间间隔 GroupInterval 软件可设置 最小为采样周期 1 Frequency 最大为 419430us 组循环次数 LoopsOfGroup 软件可设置 最小为 1 次 最大为 255 次 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 触发类型 TriggerType 数字边沿触发和脉冲电平触发 触发方向 TriggerDir 负向 正向 正负向触发 触发源 TriggerSource ATR 模拟触发信号 和 DTR 数字触发信号 触发源 ATR
9、 输入范围 低于低触发电平 AO0 高于高触发电平 AO1 AO1 AO0 触发源 DTR 输入范围 标准 TTL 电平 AD 转换时间 AO0 工作原理同施密特 触发器工作原理类似 详见下文 触发类型分为边沿触发和脉冲触发 1 边沿触发功能 边沿触发就是捕获触发源信号相对于触发电平的信号变化特征来触发AD转换 ADPara TriggerDir PCI8210 TRIGDIR NEGATIVE时 即选择触发方向为负向触发 即当ATR触发 源信号从大于AO1的输出电压变化至小于AO0的输出电压时 AD即刻进入转换过程 在此情况下 ATR 的后续状态变化并不会影响AD采集 如下图6 2所示 14
10、 阿尔泰科技发展有限公司 AD 启动脉冲 AO1 的输出电压 AO0 的输出电压 ATR AD 启动前该 下降沿无效 AD 工作脉冲 AD 启动后触发 前的等待时段 AD 触发后的 第一个脉冲 AD 启动后第一次负向 有效 AD 被触发 图 6 2 负向触发图例 ADPara TriggerDir PCI8210 TRIGDIR POSITIVE时 即选择触发方向为正向触发 即当ATR触发 源信号从小于AO0的输出电压变化至大于AO1的输出电压时 AD即刻进入转换过程 在此情况下 ATR 的后续状态变化并不会影响AD采集 AD 启动脉冲 AO1 的输出电压 AO0 的输出电压 ATR AD 启
11、动后触发 AD 启动前该 前的等待时段 AD 启动后第一次正向 上升沿无效 有效 AD 被触发 AD 触发后的 第一个脉冲 AD 工作脉冲 图 6 3 正向触发图例 ADPara TriggerDir PCI8210 TRIGDIR POSIT NEGAT时 即选择触发方向为正负向触发 即当ATR 触发源信号从大于AO1的输出电压变化至小于AO0的输出电压时 或者ATR触发源信号从小于AO0的输 出电压变化至大于AO1的输出电压时 AD即刻进入转换过程 在此情况下 ATR的后续状态变化并不会 影响AD采集 2 脉冲电平触发功能 脉冲电平触发就是捕获触发源信号大于或小于触发电平作为条件来触发AD
12、转换 该功能可以应用在地震 波 馒头波等信号的有效部分采集 ADPara TriggerDir PCI8210 TRIGDIR NEGATIVE 负向触发 时 即选择触发方向为负向触发 即当 ATR触发源信号小于AO0的输出电压时 AD即刻进入转换过程 一旦触发源信号大于AO1的输出电压时 自 动停止采集 当再小于AO0的输出电压时 AD再次进入转换过程 即只采集小于AO0输出电压的波形 如下 图6 4所示 15 PCI8210 数据采集卡硬件使用说明书 AD 启动脉冲 AO1 的输出电压 AO0 的输出电压 ATR AD 工作脉冲 AD 启动后触发 前的等待时段 AD 触发后的 第一个脉冲
13、AD 启动后第一次负向 有效 AD 被触发 版本 6 2 13 图 6 4 负向触发图例 ADPara TriggerDir PCI8210 TRIGDIR POSITIVE 正向触发 时 即选择触发方向为正向触发 即当 ATR触发源信号大于AO1的输出电压时 AD即刻进入转换过程 一旦触发源信号小于AO0的输出电压时 自 动停止采集 当再大于AO1的输出电压时 AD再次进入转换过程 即只采集大于AO1输出电压的波形 如下 图6 5所示 触发信号与采集信号为同一个三角波信号 AD 启动脉冲 AO0 的输出电压 ATR AD 采集状态 AD 启动后 等待触发 AD 采集 AD 等待 图 6 5
14、正向触发图例 当ADPara TriggerDir PCI8210 TRIGDIR POSIT NEGAT时 即选择触发方向为正负向触发 此时它与 内部软件触发同理 二 DTR 数字触发功能 触发信号为数字信号 TTL电平 时使用DTR触发 工作原理详见下文 触发类型分为边沿触发和脉冲 触发 1 边沿触发功能 ADPara TriggerDir PCI8210 TRIGDIR NEGATIVE时 即选择触发方向为负向触发 即当DTR触发源信 号由高电平变为低电平时 也就是出现下降沿信号 产生触发事件 AD即刻进入转换过程 其后续变化对 AD采集无影响 16 阿尔泰科技发展有限公司 AD 启动脉
15、冲 DTR 触发信号 AD 启动前该 下降沿无效 AD 工作脉冲 AD 启动后触发 前的等待时段 触发后 AD 第 一个工作脉冲 AD 启动后第一个下降 沿有效 AD 被触发 图 6 6 下降沿触发图例 ADPara TriggerDir PCI8210 TRIGDIR POSITIVE时 即选择触发方向为正向触发 即当DTR触发源信 号由低电平变为高电平时 也就是出现上升沿信号 产生触发事件 AD即刻进入转换过程 其后续变化对 AD采集无影响 ADPara TriggerDir PCI8210 TRIGDIR POSIT NEGAT时 即选择触发方向为上正负向触发 它的特点 是只要DTR出现
16、高低电平的跳变时 也就是出现上升沿或下降沿 产生触发事件 AD即刻进入转换过程 其 后续变化对AD采集无影响 此项功能可应用在只要外界的某一信号变化时就采集的场合 2 脉冲电平触发功能 ADPara TriggerDir PCI8210 TRIGDIR NEGATIVE 负向触发 时 即选择触发方向为负向触发 当 DTR触发信号为低电平时 AD进入转换过程 一旦触发信号为高电平时 AD自动停止转换 当触发信号再 为低电平时 AD再次进入转换过程 即只转换触发信号为低电平时数据 ADPara TriggerDir PCI8210 TRIGDIR POSITIVE 正向触发 时 即选择触发方向为正向触发 当DTR 触发信号为高电平时 AD进入转换过程 一旦触发信号为低电平时 AD自动停止转换 当触发信号再为高 电平时 AD再次进入转换过程 即只转换触发信号为高电平时数据 AD 启动脉冲 DTR 触发源 AD 启动后触发 AD 启 动 前 该 高电平无效 AD 工作脉冲 前的等待时段 AD 触发后的 第一个脉冲 图 6 7 高电平触发图例 暂停 工作 当ADPara TriggerDir P
