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1、PM-512- 1 -PM-512 高精度模入接口卡技术说明书高精度模入接口卡技术说明书1.1. 概述概述 PM-512 高精度模入接口卡适用于提供了 PC104 总线的嵌入式微机。其操作系统可选用经典的 MS-DOS 或目前流行的 Windows 系列等多种操作系统。 PM-512 高精度模入接口卡安装使用简便、功能齐全。其 A/D 转换启动方式可以选用程控频率触发、 程控单步触发、外部 TTL 信号触发以及外部时钟同步触发等多种方式。A/D 转换后的数据结果通过先进先 出存储器（FIFO）缓存后由 PC104 总线读出。 为方便用户，本卡还提供了符合 TTL 电平的 8 路数字量输入和 8
2、 路数字量输出信号通道。2.2. 主要技术参数主要技术参数 2.1 模入部分( 标*为出厂标准状态，下同 ) 2.1.1 输入通道数：单端 16 路* / 双端 8 路 2.1.2 输入信号范围：010V*；05V；5V；10V 2.1.3 输入阻抗：10M 2.1.4 输入通道选择方式：单通道程序指定/多通道自动扫描 2.1.5 A/D 转换分辩率：16 位 2.1.6 A/D 最高转换速率：100KHz 2.1.7 A/D 采样程控频率：1KHz/5KHz/10KHz/50KHz/100KHz/外部时钟 2.1.8 A/D 启动方式：程控频率触发/程控单步触发/外部 TTL 信号触发 2.
3、1.9 A/D 转换输出码制：单极性原码*双极性偏移码 2.1.10 FIFO 存储器容量：8K16bit（全满）/4K16bit（半满） 2.1.11 数据读取识别方式：FIFO 半满查询/FIFO 非空查询/FIFO 半满中断 2.1.12 系统综合误差：0.02 F.S2.2 开关量部分 2.2.1 输入路数：8 路 TTL 电平 2.2.2 输出路数：8 路 TTL 电平 2.3 电源功耗： +5V(10)500mA 2.4 环境要求： 工作温度：1040相对湿度： 4080存贮温度：-55+85 2.5 外型尺寸：长高90mm96mm 3.3. 工作原理工作原理 工作原理简介PM-5
4、12 高精度模入接口卡主要由高速多路模拟开关选通电路、高速高精度放大电路、高精度模数转 换电路、先进先出(FIFO)缓冲存储器电路、开关量输入输出电路和接口控制逻辑电路等部分组成。 3.1 高速多路模拟开关选通电路 本电路由 2 片 ADG408 高速多路模拟开关（或同类产品）及跨接选择器 KJ1、KJ2 组成，用以从 16 路 单端信号或 8 路双端信号中选择其中一路，送入后端的放大器电路处理。 3.2 高速高精度放大电路本电路由 4 个高速高精度放大器、基准源、阻容件及跨接选择器 KJ3 组成，用以对通道开关选中的 模拟信号进行变换处理，以提供模数转换电路所需要的信号。PM-512- 2
5、-3.3 高精度模数转换电路本电路由高速模数转换芯片 ADS7805（或 AD976）及调整电位器 W1、W2、和 W3 组成，用以将模拟信 号转换为数字信号。W1 用于偏移调整，W2 用于零点调整，W3 用于满量程增益调整。 3.4 先进先出（FIFO）缓冲存储器电路本电路用于将 A/D 转换的数据结果进行缓冲存储。并相应的给出“空” ， “半满”和“全满”的标志 信号。用户在使用过程中可以随时根据这些标志信号的状态以单次或批量的方式读出 A/D 转换的结果。 3.5 开关量输入输出电路： 本卡还提供了各 8 路的开关量输入输出信号通道。使用中需注意对这些信号应严格符合 TTL 电平规 范。
6、 3.6 接口控制逻辑电路 接口控制逻辑电路用来将 PC104 总线控制逻辑转换成与各种操作相关的控制信号。4.4. 安装及使用注意安装及使用注意 本卡的安装十分简便，在关电情况下，将本卡上的 P1总线连接器正确的插入主机或其它功能板卡的 总线连接器中并轻轻压紧。为避免两层板卡上的元器件互相接触造成不可预计的后果，应正确选用适当 高度的支柱并在本卡安装完成后将其紧固。 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。 禁止带电插拔本接口卡。本卡跨接选择器较多，使用中应
7、严格按照说明书进行设置操作。设置接口 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。 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。5.5. 使用与操作使用与操作 5.1主要可调整元件见图 1。KJ3KJ1KJ2K1图 1 主要可调整元件位置图PM-512- 3 -5.2 IO 基地址选择： IO 基地址的选择是通过 DIP 开关 K1 进行的，开关拨至“OFF”处为 1，反之为
8、0。初始地址的选 择范围一般为 100H370H 之间。用户应根据主机硬件手册给出的可用范围及是否插入其它功能卡来决定 本卡的 IO 基地址。出厂时本卡的基地址设为 300H，并从基地址开始占用连续 8 个地址。现举例说明见 图 2。ON 1 2 3 4 5 6 ON 1 2 3 4 5 6 A9 A8 A7 A6 A5 A4 A9 A8 A7 A6 A5 A4 (a) 100H (b) 310H图 2 IO 基地址选择举例5.3 输入输出插座接口定义 5.3.1 模入部分 J1 为模拟信号输入插座，其信号定义见表 1。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
9、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, 这一点在小信号采 样时尤其重要。 表 1 J1 模拟输入信号端口定义（括号内表示双端方式）插座引脚号信号定义插座引脚号信号定义1模拟地2模拟地3CH1 ( CH1+ )4CH2 ( CH2+ ) 5CH3 ( CH3+ )6CH4 ( CH4+ ) 7CH5 ( CH5+ )8CH6 ( CH6+ ) 9CH7 ( CH7+ )10CH8 ( CH8+ ) 11CH9 ( CH1- )12CH10 ( CH2- ) 13CH11 ( CH3- )14CH12 ( CH4- ) 15CH13 ( CH5- )16CH14 ( CH6- )
10、17CH15 ( CH7- )18CH16 ( CH8- ) 19模拟地20模拟地5.3.2 开关量部分 J2 为开关量输入输出插座，其信号定义见表 2 。表 2 J2 开关量输入输出信号端口定义插座引脚号信 号 定 义插座引脚号信 号 定 义1+5V 电源输出2+5V 电源输出3DI14DI2 5DI36DI4 7DI58DI6 9DI710DI8 11数字地12数字地13DO114DO2 15DO316D04 17DO518D06 19DO720DO8 21数字地22数字地23EC/T24NCPM-512- 4 -25数字地26数字地注:EC/T 为外触发启动信号/外同步时钟信号共用输入端
11、。 5.4 跨接器的使用 5.4.1 单端/双端方式选择 KJ1、KJ2 为单端/双端输入方式选择插座，其使用方法见图 3。KJ1KJ2SSDDKJ1KJ2SSDDa. 单端输入方式 b. 双端输入方式图 3 单/双端输入方式选择5.4.2 A/D 量程选择 KJ3 为 A/D 量程选择插座，其使用方法见图 4。KJ31234KJ31234KJ31234KJ31234a.010V 输入 b. 05V 输入 c. 5V 输入 d. 10V 输入图 4 A/D 量程选择5.5 控制端口与数据格式 5.5.1 各控制端口的地址与功能见表 3 表 3 端口地址与功能表（16 位操作）端口地址操作命令功
12、能 基地址+0写写状态控制字 基地址+0读清空 FIFO，除 I/O 外各功能复位 基地址+2写置工作允许/停止，DO=1 允许，DO=0 禁止 基地址+2读查询 FIFO 状态 基地址+4写单步采样，写任意数值 基地址+4读从 FIFO 中读出 A/D 转换结果 基地址+6写写 8 路 DO 开关量数据 基地址+6读读 8 路 DI 开关量数据下面分别就表 3 中的各项功能进行详细说明 1.状态控制字格式和定义PM-512- 5 -状态控制字用来确定本卡的各种工作方式，每次采样前应根据需要加以确定，其格式及定义见表 4。表 4 状态控制字格式及定义表（X 为保留,暂无定义）D15D14D13
13、D12D11D10D9D8D7D6D5D4D3D2D1D0 FE1E0XXD2D1D0CBXXA3A2A1A0A3 A2 A1 A0 为通道代码。当本卡工作在单通道程序指定方式时，这些通道代码即为程序指定的某一 通道。当本卡工作在多通道自动扫描方式时，这里的通道代码为指定的末通道（一定大于 0） ，本卡将自 动从 0 通道开始，逐次加一选择通道，直到指定的末通道为止，且周而复始。 B 为触发启动方式选择。B=0 时为程控触发启动方式，B=1 时为外部 TTL 信号触发启动方式。 C 为单通道程序指定/多通道自动扫描选择。C=0 时为单通道程序指定方式。C=1 时为多通道自动扫描 方式。 D2
14、D1 D0 为 A/D 采样程控频率选择。其定义如下：D2 D1 D0程控频率 0 0 01KHz 0 0 15KHz 0 1 010KHz 0 1 150KHz 1 0 0100KHz 1 0 1保留 1 1 0外同步时钟方式 1 1 1单步方式E1 E0 为中断信号通道选择。本选择应与 F 位配合使用,其定义如下：E1 E0中断信号通道0 0IRQ50 1IRQ71 0IRQ121 1无效F 为中断允许选择。F=0 禁止中断，F=1 允许中断。当允许中断时，FIFO 存储器的“半满”信号就将 产生中断申请，以便本卡在中断方式下开始读取 A/D 转换结果。2.清空 FIFO 本操作用于清空
15、FIFO 并使除 I/O 以外的各种已进行过的操作恢复到初始状态，同时将 FIFO 的状态 标志置为“空” 。本操作应在每次 A/D 采集之前进行。3.置工作允许/停止当状态控制字填写完毕后，本卡还不能开始工作。只有在基地址+2 写 1 才能允许工作。此时，如果 状态控制字选择的是程控触发启动方式，则本卡将按照选定的程控频率开始工作。如果状态控制字选择 的是外部 TTL 信号触发启动方式，则本卡将等待外部 TTL 信号的上升沿（从低电平到高电平） ，然后按照 选定的程控频率开始工作。采样过程中，在基地址+2 写 0 将停止本卡的 A/D 转换工作，直到重新写 1 允许。4.查询 FIFO 状态FIFO 状态在工作过程中可以随时查询，以判断 FIFO 存储器中 A/D 转换结果的存储情况。其状态标志 定义如下：PM-512- 6 -D15D3D2 D1 D0定 义 00 0 0FIFO 空 0X X 1FIFO 非空 0X 0 XFIFO 非半满 0X 1 1FIFO 半满 00 X XFIFO 非全满 01 1 1FIFO 全满一般情况下，如果本卡
