经济型位卡使用说明书.doc
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1、1 综述SFISA-7021卡是ISA 总线的多功能数据采集接口卡,可方便地应用于装有ISA 总线插槽的微机。PC操作系统可选用目前流行的 Windows 系列、Unix等多种操作系统以及专业数据采集分析软件LabVIEW、LabWindows/CVI等环境。SFISA-7021多功能数据采集接口卡安装使用方便,程序编制简朴。使用时只需将接口卡插入微机任一ISA总线插槽中。其模拟量输入输出信号均由卡上37芯D 型插座与外部信号源及设备连接。模入部分:用户可根据实际需要选择单端或双端输入方式。本卡采用程序触发AD转换。系统通过查询板上AD转换完毕状态,或响应AD转换完毕中断的方式实现与板卡的通讯
2、和数据互换。模出部分:模出有多种输出范围选择,可根据用户需要将加电输出初始态,设立成加电自动输出范围下限电平或输出范围中点电平。数字量输入输出部分:有16路数字量输入和16 路数字量输出接口,采用40P扁平带缆与外部设备连接。也可经转换电缆从37芯D 型插座输出。其中数字量输出具有锁存和加电自动清零功能。2 技术参数2.1模入部分(以下简称A/D)= A/D通道数:单端32路、双端16路; = A/D信号范围: 0V5V; -5V+5V;= 输入阻抗: 10M;= A/D转换分辨率:12位;= A/D转换系统通过率:10KHz(A型)/30KHz(B型) ;= A/D触发方式:程序触发;= A
3、/D通讯方式:A/D转换结束中断、程序查询; = A/D转换非线性误差:2LSB ;= A/D转换输出码制:单极性原码、双极性偏移码;= 系统综合误差:0.05 F.S ;2. 2 模出部分(以下简称D/A)= D/A通道数:1路;= D/A范围: 02.5V;05V;010V;-2.5V+2.5V;-5V+5V;10V10V;= D/A转换分辨率:12位;= D/A转换输入码制:二进制原码 ( 单极性输出) 二进制偏移码 ( 双极性电压输出)= D/A转换建立时间: 5S (02.5V;-2.5V+2.5V)(无RC滤波时的满幅阶跃) 50S (05V;-5V+5V;010V) 100S (
4、-10V+10V)= D/A加电输出状态:加电同时自动输出下限电平或加电同时自动输出中位电平;= D/A转换综合误差:电压方式: 0.1 F.S ; 2. 3 数字量输入输出部分(以下简称DI /DO)= DI:16路;DO:16路;= 输入输出电平:TTLCMOS电平兼容;= DO加电输出状态:0电平;2. 4电源功耗= +5V 600mA= +12V 100mA= -12V 70mA2. 5 使用环境规定工作温度:1040相对湿度:4080 存贮温度:-55+852. 6 外型尺寸:( 不含档板 ) 外型尺寸(不含档板):长高158mm100mm ( 6.2英寸4.0英寸)3. 工作原理S
5、FISA-7021低价格多功能数据采集卡重要由模数转换电路、数模转换电路、数字量输入输出电路,接口控制逻辑电路构成。32路模拟开关ADC放大器1路DA输出控制逻辑16路DI/16l路DOISA BUS图1 SFISA-7021工作原理框图3. 1 模入部分外部模拟信号输入一方面经多路通道开关的选择后,进入放大器。通过放大器调理送AD转换器进行数字化。转换结果写入CPLD中的AD数据锁存器中。转换完毕可申请中断告知主机读取转换结果,也可由主机积极查询到AD数据锁存器的标志后读取转换结果。模拟量输入方式有单端输入方式和双端输入方式。用户在使用时可根据应用现场的实际需要选择。单端双端(差分)输入方式
6、需要硬件跳线设立。在每个模拟通道输入端都装有电阻,起到模拟通道开关输入限流保护的作用。通过跳线XF1,可选择使用0V5V或5V5V摸入量程。模拟量输入模出信号可通过37芯D型插座与外部信号可靠连接.3. 2 模出部分D/A输出部分由D/A 转换器件和有关的运放、阻容件和跳线器组成。通过改变跳线器的连接方式,可分别选择不同的电压输出范围。D/A电路具有加电置位输出电压的功能。通过手动选择跨接器XF4,可使D/A通道,在加电后自动输出范围最低电压或中位电压。D/A输出电压的建立时间因输出量程不同或是否加RC滤波而差异。(详见2.2节)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
7、DI及16 路DO接口.DO部分具有加电自动清零功能.4. 安装及使用注意:安装:本卡的安装简便,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的ISA扩展槽中,再将档板固定螺丝压紧即可。通过37芯D型插座可输入输出信号并与外设连接。本卡采用的模拟开关是COMS电路,容易因静电击穿或过流导致损坏,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。 当模入通道不所有使用时,应将不使用的通道就近对地短接,不要使其悬空,以避免导致通道间串扰、损坏通道开关。本卡跳线器较多,使用中应严格按照说明书进行设立操作。电压方式模拟输出时,应
8、避免输出端对地短路。为保证安全及采集精度,应保证系统地线(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,为防止外界干扰,应注意对信号线进行屏蔽解决。严禁带电插拔本接口卡。设立接口卡开关、跨接套和安装接口带缆均应在关电状态下进行。对外供电端应注意加以保护,严禁短路,否则将导致主机电源损坏。5使用与操作51 重要可调整元件位置图RP1-RP4XF2RP5-RP9XF1XF4XF3XS140P插座XF5XF7 XS237PD型座 XF11XF10XF9IRQ3-9IRQ14-10A9-A3图2重要可调整元件位置图XS1: 开关量输入输出XS2: 模拟量输入输出XF9: 板基地址选择XF1
9、0 / 11: 中断选择RP14 / XF2 / 3 / 4:DA选择RP59 / XF1 / 5 / 7:AD选择52 出厂状态设立(见图2 )= AD输入范围:单端 5V;= DA输出范围:010V;= DA加电输出状态:0V;(输出范围最低电压)= 扳基地址:0280H; = 中断:IRQ7;53 输入输出插座接口定义:531模拟量输入输出部分:表6 模拟输入输出插座XS2接口定义表插座引脚号相应40P带缆引线号信 号 定 义插座引脚号相应40P带缆引线号信 号 定 义11CH0 ( CH0+ )202CH1 ( CH1+ )23CH2 ( CH2+ )214CH3 ( CH3+ )35
10、CH4 ( CH4+ )226CH5 ( CH5+ )47CH6 ( CH6+ )238CH7 ( CH7+ )59CH8 ( CH7+ )2410CH9 ( CH9+ )611CH10( CH10+ )2512CH11( CH11+ )713CH12( CH12+ )2614CH13( CH13+ )815CH14( CH14+ )2716CH15( CH15+ )917模 拟 地2818模 拟 地1019VCC2920+12V1121CH16( CH0)3022CH17 (CH1- )1223CH18( CH2)3124CH19 (CH3- )1325CH20( CH4)3226CH21
11、( CH5- )1427CH22( CH6)3328CH23 ( CH7- )1529CH24( CH8)3430CH25 ( CH9- )1631CH26( CH10)3532CH27( CH11- )1733CH28( CH12)3634CH29( CH13- )1835CH30( CH14)3736CH31( CH15- )1937D/A输出532 数字量输入输出部分本卡后端40芯扁平线插座XS的信号定义见表7 。表7 开关量输入输出信号插座XS端口定义插座引脚号信 号 定 义插座引脚号信 号 定 义1DO02DO13DO24DO35DO46DO57DO68DO79DO810DO911D
12、O1012DO1113DO1214DO1315DO1416DO1517数字地18数字地19+5V电源20+5V电源21DI022DI123DI224DI325DI426DI527DI628DI729DI830DI931DI1032DI1133DI1234DI1335DI1436DI1537数字地38数字地39数字地40数字地533 40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插座引脚号信 号 定 义插座引脚号信 号 定 义1DO020DO12DO221DO33DO422DO54DO623DO75DO824DO96DO1025DO
13、117DO1226DO138DO1427DO159数字地28数字地10+5V电源29+5V电源11DI030DI112DI231DI313DI432DI514DI633DI715DI834DI916DI1035DI1117DI1236DI1318DI1437DI1519数字地54 跳线设立541 模拟信号输入方式选择单端输入方式:XF5 XF7 双端输入方式:XF5 XF7 542 模拟信号输入量程选择图XF1 XF1-5V-+5V 0 - +5V 543 模拟信号输出量程选择图模拟量输出量程:0V10V (输出经RC滤波); 模拟量输出量程:0V10V (输出不经RC滤波) XF2 XF3
14、XF2 XF3模拟量输出量程:10V (输出经RC滤波) 模拟量输出量程:10V (输出不经RC滤波) XF2XF3 XF2 XF3模拟量输出量程:0V5V (输出经RC滤波)模拟量输出量程:0V5V (输出不经RC滤波)XF2 XF3 XF2 XF3模拟量输出量程:5V (输出经RC滤波) 模拟量输出量程:5V (输出不经RC滤波)XF2 XF3 XF2 XF3模拟量输出量程:0V2.5V (输出经RC滤波) 模拟量输出量程:0V2.5V (输出不经RC滤波)XF2 XF3 XF2 XF3模拟量输出量程:2.5V (输出经RC滤波) 模拟量输出量程:2.5V (输出不经RC滤波)XF2 XF
15、3 XF2 XF354. 4 模拟信号加电输出初始状态选择XF4 初始状态为量程中间值XF4初始状态为量程下限值54. 5 扳基地址选择图A3A4A5A6A7A8A9A3A4A5A6A7A8A9XF9 选择扳基地址=280h(640) XF9 选择扳基地址=290h(656)计算方法: 按位权相加.例如:A0位权20=1;. 24=16; 27=128; 29=512; 选择扳基地址280h=27+29=128+512=640; 290h=24+27+29=16+128+512=656;54. 6 中断选择图 XF10与XF11这两个中断选择跳线,相应着ISA总线的11种中断选择。每次只能任选
16、其中一个中断,同时选择1个以上中断会出现错误。XF10XF11IRQ10IRQ11IRQ12IRQ13IRQ14IRQ9IRQ7IRQ6IRQ5IRQ4IRQ3 选择中断10XF10XF11IRQ10IRQ11IRQ12IRQ13IRQ14IRQ9IRQ7IRQ6IRQ5IRQ4IRQ3 选择中断755 地址端口分派与寄存器描述:本卡上的AD、DA、DI/DO及控制字数据操作均为8位。表9 SFISA7021卡内部地址分派表地址 写读板基地址0模拟通道号、触发AD转换NC板基地址1NCAD数据低八位板基地址2NCAD数据高四位、清中断及完毕位板基地址3DA数据低八位NC板基地址4DA数据高四位
17、并启动DA转换NC板基地址5NCAD完毕位寄存器板基地址6数字量输出低八位寄存器数字量输入低八位寄存器板基地址7数字量输出高八位寄存器数字量输入高八位寄存器模拟输入通道选择控制寄存器( 板基地址0写 )模拟输入通道选择控制寄存器CH是8位字节寄存器各位功能定义如下:表10模拟输入通道选择数据格式D7D6D5D4D3D2D1D0NC NCNCCHL4CHL3CHL2 CHL1CHL0CHL0CHL4:单端输入方式下, 模拟输入通道0-31。CHL0CHL3:双端(差分)输入方式下, 模拟输入通道0-15。软件触发A/D ( 板基地址0写 )执行一次通道选择写操作,AD芯片进行一次AD转换。读A/
18、D数据(板基地址 1 / 2读),清AD中断(板基地址2读)表11板基地址1读A/D数据数据格式D7D6D5D4D3D2D1D0AD7 AD6AD5AD4AD3AD2 AD1AD0表12板基地址2读A/D数据数据格式D7D6D5D4D3D2D1D0NCNCNCNCAD11AD10 AD9AD8其中:NC未使用AD0AD11:为AD 转换结果的12 位数据。读A/D高四位数据的同时,清除AD转换完毕信号产生的中断请求。写D/A 12位数据寄存器 ( 板基地址3 / 4写 )板基地址3写D/A低八位数据表12写D/A低八位数据格式D7D6D5D4D3D2D1D0DA7 DA6DA5DA4DA3DA
19、2 DA1DA0板基地址4写D/A高四位数据表12写D/A高四位数据格式D7D6D5D4D3D2D2D0NCNCNCNCDA11DA10DA9DA8DA0DA11:写入12位DA模拟输出数据。表13D/A转换器的数据格式二进制数十六进制数模拟输出0000 0000 0000000VINL0000 0000 00010011000 0000 00008001111 1111 1111FFF其中:VINL 为模拟输出负满度(或零点)值。VINH 为模拟输出正满度值。读AD完毕位寄存器(板基地址+ 5读)表14写D/A低八数据格式D7D6D5D4D3D2D1D0STSNCNCNCNCNC NCNCS
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