PC-6311數(shù)據(jù)采集卡說明書

1、PC-6311數(shù)據(jù)采集卡說明書 PC-6311D模入模出接口卡技術(shù)說明書 1. 概述： PC-6311D 模入模出接口卡適用于具有ISA總線的PC系 列微機(jī)，具有很好的兼容性，CPU從目前廣泛使用的64位處 理器直到早期的16位處理器均可適用，操作系統(tǒng)可選用經(jīng)典 的MS-DOS目前流行的 Windows系列，高穩(wěn)定性的Unix等 多種操作系統(tǒng)以及專業(yè)數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)LabVIEW等軟件 環(huán)境。在硬件的安裝上也非常簡單,使用時(shí)只需將接口卡插入 機(jī)內(nèi)任何一個(gè)ISA總線插槽中，信號(hào)電纜從機(jī)箱外部直接接 入。也可插入我所研制的PC擴(kuò)展箱內(nèi)使用。 PC-6311D模入模出接口卡安裝使用方便，程序編制簡

2、單。其模入模出及I /O信號(hào)均由卡上37芯D型插頭及另配 的轉(zhuǎn)換插頭與外部信號(hào)源和設(shè)備連接。對(duì)于模入部分，用戶 可根據(jù)實(shí)際需要選擇單端或雙端輸入方式。對(duì)于模出部分， 用戶可根據(jù)控制對(duì)象的需要選擇電壓或電流輸出方式以及不 同的量程。 2. 主要技術(shù)參數(shù)： 2.1 模入部分 2.1.1輸入通道數(shù)：（標(biāo)*為出廠標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài),下同） 單端32路；* / 雙端16路 2.1.2 輸入信號(hào)范圍： 0V 10V*; / 5V 2.1.3 輸入阻抗：10MQ 2.1.4 A/ D轉(zhuǎn)換分辨率：12位 2.1.5 A/ D轉(zhuǎn)換速度：10卩S 2.1.6 A/ D啟動(dòng)方式： 程序啟動(dòng)/外觸發(fā)啟動(dòng) 2.1.7 A/ D轉(zhuǎn)

3、換結(jié)束識(shí)別： 程序查詢/中斷方式 2.1.8 A/ D轉(zhuǎn)換非線性誤差：土 1LSB 2.1.9 A/ D轉(zhuǎn)換輸出碼制： 2.2.10 2.2 2.2.1 2 223 224 225 226 227 2.2.8 2.3 單極性原碼*/雙極性偏移碼 系統(tǒng)綜合誤差：W 0.2 % FSR 模出部分： 輸出通道數(shù)： 清零功能。） 2.2.2 路（互相獨(dú)立，可同時(shí)或分別輸出，具有上電自動(dòng) 輸出范圍： 電壓方式：05V; 010V*; 5V; 2.5V 電流方式：010mA 420mA 輸出阻抗：W 2 Q （電壓方式） D/ A轉(zhuǎn)換器件：DAC1210 D/ A轉(zhuǎn)換分辨率：12位 D/ A轉(zhuǎn)換輸入碼制：

4、 二進(jìn)制原碼（單極性輸出方式時(shí)）*； 二進(jìn)制偏移碼（雙極性電壓輸出方式時(shí)） D/A轉(zhuǎn)換綜合建立時(shí)間：W 2卩S D/ A轉(zhuǎn)換綜合誤差： 電壓方式：W 0.2 % FSR 電流方式：W 1 % FSR 電流輸出方式負(fù)載電阻范圍： 使用機(jī)內(nèi)+ 12V電源時(shí)：0250 Q 外加+ 24V電源時(shí)：0750 Q 數(shù)字量輸入輸出部分： 2.3.1 DI : 8路；TTL標(biāo)準(zhǔn)電平 2.3.2 DO : 8路；TTL標(biāo)準(zhǔn)電平；有輸出鎖存功能 2.4 電源功耗: 2.5 2.6 + 5V( 10 %) 400mA; + 12V（土 10%） 100mA; 5V（ 10 %） 10mA 使用環(huán)境要求： 工作溫度：

5、10c40 C; 相對(duì)濕度：40%80% ； 存貯溫度：55C+ 85 C 外型尺寸：（不含檔板） 長乂高=182.6mnK 106.7 mm （7.2 英寸X 4.2 英寸） 3. 工作原理： PC-6311D模入模出接口卡主要由模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、數(shù)模轉(zhuǎn) 換電路、數(shù)字量輸入輸出電路、接口控制邏輯電路構(gòu)成。 3.1工作原理框圖：PC-6311D模入模出接口卡工作原理框圖 見圖1 鼻世唾匹 CHms Ait# -*口獨(dú)夏蟒射址祥趟 鴦羞牙 100nST 2 10uS 圖8 E.T信號(hào)波形圖 5.8中斷工作方式： 本卡的A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)可以采用中斷方式通知 CPU 進(jìn)行處理。改變KJ4的位置可以選用

6、IRQ中斷或IRQ中斷。 用戶在使用中斷方式時(shí)，應(yīng)對(duì)主機(jī)系統(tǒng)的8259中斷管理器 進(jìn)行初始化并編制中斷處理程序。并在 8259中斷允許之前， 先清除本卡的中斷標(biāo)志。當(dāng)A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束時(shí)，本卡會(huì)向8259 中斷管理器發(fā)出一個(gè)高電平的中斷申請(qǐng)，CPU接到中斷請(qǐng)求 后轉(zhuǎn)向中斷處理程序運(yùn)行讀數(shù)操作。當(dāng)讀取低8位轉(zhuǎn)換結(jié)果 時(shí)，會(huì)自動(dòng)清除中斷標(biāo)志。 5.9電流輸出方式的使用與擴(kuò)展： 本卡模出部分可選擇010mA或 420mA電流輸出方式以 直接驅(qū)動(dòng)nn型執(zhí)行儀表。采用電流輸出方式時(shí)，供電電 源可以使用本卡提供的+12V。也可擴(kuò)展使用機(jī)外+24V電源。其連接使用方法見圖9。 CZ2 O KWI a.使用機(jī)內(nèi)+

7、 12V電源 擴(kuò)展機(jī)外+ 24V電源 12 b. 圖9電流輸出方式使用方法 5.10調(diào)整與校準(zhǔn)： 5.10.1產(chǎn)品出廠前，本卡的模入模出部分均已按照單極性 010V調(diào)整好，一般情況下用戶不需進(jìn)行調(diào)節(jié)，如果用戶改 變了工作模式及范圍，可按本節(jié)所述方法進(jìn)行調(diào)整。調(diào)整時(shí) 應(yīng)開機(jī)預(yù)熱20分鐘以上后進(jìn)行，并準(zhǔn)備一塊 4位半以上的 數(shù)字萬用表。 5.10.2各電位器功能說明： 為輸入放大器零點(diǎn)調(diào)節(jié)。 2為A/ D轉(zhuǎn)換器滿度調(diào)節(jié)。 3為A/ D轉(zhuǎn)換器雙極性偏移調(diào)節(jié)。 4為D/Ai零點(diǎn)調(diào)節(jié)。 5為D/Ai滿度調(diào)節(jié)。 6為D/ A零點(diǎn)調(diào)節(jié)。 7為D/A滿度調(diào)節(jié)。 W W W W W W W 5.10.3模入部分

8、調(diào)整： 凡改變模入工作方式，如果采樣結(jié)果偏差大于20mV以上 的，需要對(duì)模入部分進(jìn)行調(diào)整。 零點(diǎn)調(diào)整：使任一通道與模擬地短接，并按實(shí)際需要 設(shè)置好通道代碼運(yùn)行程序?qū)υ撏ǖ啦蓸印Ｓ秒妷罕頊y量 OP-37運(yùn)放的第6腳，調(diào)整 W使電壓表讀數(shù)小于100卩V。 A/D轉(zhuǎn)換滿度調(diào)整：在任一通道接入一接近正滿度 的電壓信號(hào)，運(yùn)行程序?qū)υ撏ǖ啦蓸?。調(diào)整W使A/ D轉(zhuǎn)換讀 數(shù)值等于或接近外信號(hào)電壓。 A/D轉(zhuǎn)換雙極性偏移調(diào)整：在單極性方式時(shí)，W可用 于零點(diǎn)輔助調(diào)整。在雙極性方式時(shí)，如果誤差較大，可在外 端口分別加上正負(fù)電壓信號(hào)，調(diào)整 W使其對(duì)稱。 5.10.4模出部分調(diào)整： 凡改變模出部分的方式和量程后，如果輸

9、出結(jié)果誤差較 大，需要對(duì)模出部分進(jìn)行調(diào)整。 零點(diǎn)調(diào)整：在單極性方式時(shí)調(diào)整 WD/A）或WD/A） 使其偏差最小。 滿度調(diào)整：在零點(diǎn)調(diào)整正常情況下，如果滿度偏差較 大，可通過調(diào)整W（D/A）或VXD/A）使?jié)M度符合要求。 6. 驅(qū)動(dòng)程序簡介： PC-6000 系列演示程序及驅(qū)動(dòng)程序是為PC-6000系列 多功能工控采集板配制的工作在中西文 Win dows 95/ 98/ NT 環(huán)境下的一組驅(qū)動(dòng)程序以及使用該驅(qū)動(dòng)程序組建的一個(gè)演示 程序，可以方便地使用戶在中西文 Windows環(huán)境下檢測硬件 的工作狀態(tài)以及幫助軟件開發(fā)人員在常用的CC+, Visual Basic, Delphi, Borlan

10、d C+ Builder, Borland Pascal for windows等開發(fā)環(huán)境中使用 PC-6000系列工控采集板進(jìn)行 數(shù)據(jù)采集和過程控制等工作.驅(qū)動(dòng)程序是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)態(tài)鏈接 庫（DLL文件）。它的輸出函數(shù)可以被其它應(yīng)用程序在運(yùn)行時(shí) 直接調(diào)用。用戶的應(yīng)用程序可以用任何一種可以使用DLL鏈 接庫的編程工具來編寫。 每種板卡依據(jù)其自身功能的不同具 有不同的輸出函數(shù)和參數(shù)定義。 驅(qū)動(dòng)程序輸出函數(shù)定義： 所列函數(shù)的說明格式為VC+6.0環(huán)境下PC6000.DII庫函 數(shù)的原函數(shù)格式，無論使用哪一種開發(fā)工具，務(wù)必請(qǐng)注意數(shù) 據(jù)格式的匹配及函數(shù)的返回類型，本說明中所使用的數(shù)據(jù)類 型定義如下： sh

11、ort 16位帶符號(hào)數(shù) unsigned char 8位無符號(hào)數(shù) 模擬量輸入部分： * 函數(shù)：short APIENTRY AI6311Single(short nAdd,short nCha,short AIMode) 功能：進(jìn)行某一通道的模擬量數(shù)據(jù)采集。 參數(shù)：nAdd基地址 nCha通道號(hào)：0 -31(單端),0-15(雙端) AIMode輸入方式：0 - 原碼值 1 - 0,10v 2 - -5v,+5v * 函數(shù)：void APIENTRY AI6311AIISingIe(short nAdd,short AIMode,short *p) 功能：單端輸入方式下，全部 32通道的模擬量

12、數(shù)據(jù)采集。 參數(shù)：nAdd基地址 AIMode 輸入方式：0 - 原碼值 1 - 0,10v 2 - -5v,+5v p指向32個(gè)通道的采集結(jié)果的起始地址 * 函數(shù):void APIENTRY AI6311AIIDouble(short nAdd,short AIMode,short *p) 功能：雙端輸入方式下，全部 16通道的模擬量數(shù)據(jù)采集。 參數(shù)：nAdd基地址 AIMode輸入方式：0 - 原碼值 1 - 0,10v 2 - -5v,+5v p指向16個(gè)通道的采集結(jié)果的起始地址 模擬量輸出部分： * 函數(shù)：void APIENTRY AO6311Single(short nAdd,sh

13、ort nCha,short nVaIue,short DAMode) 功能：進(jìn)行某一通道的模擬量數(shù)據(jù)輸岀操作。 參數(shù)：nAdd基地址 nCha通道號(hào)：0-1 nVaIue 輸出數(shù)據(jù)：單位為毫伏(電壓方式)或微安(電流方式)。 DAMode輸出方式：0-原碼值 1 - 0,10v 2 - 0,5v 3 - -5,5v 4 - -2.5,2.5v 5 - 0,10mA 6 - 4,20mA 返回：無返回值。 數(shù)字量輸入/輸出部分： * 函數(shù)：unsigned char APIENTRY DI6311Bit(short nAdd,short nBit) 功能：采集某一位數(shù)字量輸入信號(hào)的狀態(tài)。 *函

14、數(shù)： unsigned char APIENTRY DI6311AII(short nAdd) 功能： 采集全部通道(8路)數(shù)字量輸入信號(hào)的狀態(tài)。 參數(shù)： nAdd基地址 返回： 返回值為8個(gè)輸入信號(hào)的狀態(tài) 基地址 通道號(hào)：0-7 參數(shù)：nAdd nBit * 函數(shù)：void APIENTRY DO6311Bit(short nAdd,short nBit,unsigned char nState) 功能：進(jìn)行某一個(gè)通道的數(shù)字量數(shù)據(jù)輸岀操作。 參數(shù)：nAdd 基地址 nBit通道號(hào)：0-7 nState 1表示將輸出高電平， 0表示將輸出低電平。 返回：無返回值 * 函數(shù)：void APIEN

15、TRY DO6311AII(short nAdd,unsigned char nState) 功能：同時(shí)進(jìn)行所有8個(gè)通道的數(shù)字量數(shù)據(jù)輸岀操作。 參數(shù)：nAdd 基地址 nState 各位輸出狀態(tài)，nState的D0弋表Bit0, D3 代表Bit3。 返回：無返回值 如有需要使用 Windows系列及LabVIEW驅(qū)動(dòng)程序的用戶可 向本公司索取，請(qǐng)注明所使用的操作系統(tǒng)和開發(fā)軟件。 7. 編程舉例： 7.1 對(duì)通道1連續(xù)采樣100次，程序啟動(dòng)和查詢。本程序可 用于A/D部分調(diào)校。 7.1.1 BASIC 語言： 10 CLS;清屏 20 ADD=板基地址設(shè) 為 0300H 30 A=INP(AD

16、D+2);清轉(zhuǎn)換及中 斷標(biāo)志 ;對(duì)通道1采 40 CH=0 樣 50 OUT (ADD+0 , CH ;送通道代碼 60 FOR T=0 TO 99 70 OUT (ADD+1 , 0 所送數(shù)值無關(guān) ;設(shè)采樣次數(shù) ；啟動(dòng)A/D, 80 IF INP(ADD+1)=128 THEN 80 轉(zhuǎn)換狀態(tài) 90 H=INP(ADD+1) 讀高4位結(jié)果 100 L=INP(ADD+2) ;查詢A/ D ;轉(zhuǎn)換結(jié)束， 8位結(jié) 果 110 V=(H X 256+L) X 10000/4096 為十進(jìn)制數(shù)據(jù) 120 PRINT V ;“ mV 用mV表示 130 NEXTT 140 END 注：如果是雙極性信號(hào)

17、，則 10000/4096-5000 110句改為: ;將結(jié)果 轉(zhuǎn)換 ；顯示結(jié)果， ；循環(huán) 100次 V=(HX 256+L) X 7.1.2 C 語言: #i nclude stdio.h #i nclude dos.h #in clude co ni o.h mai n() int ch; /*定義通道變量 */ */ float value100; /* 定義數(shù)組變量 int dl,dh,i,j,base; 變量*/ /* 定義過程 清屏*/ 設(shè)板基地址 清轉(zhuǎn)換及 輸入通道 送通道代碼 設(shè)采樣次 延時(shí)，常數(shù)由機(jī) 啟動(dòng)A/D,所送 查詢A/ D 轉(zhuǎn)換結(jié)束,讀高4 clrscr();/* b

18、ase=0 x300;/* =300H */ dl=i nportb(base+2)/* 中斷標(biāo)志*/ printf(Input channle number:); /* 號(hào)*/ sca nf(%d, outportb(base,ch);/* */ for(j=0;j100;j+)/* 數(shù)*/ for(i=0;i=128); dh=in portb(base+1);/* 位結(jié)果*/ dl=in portb(base+2); /* 讀低8位結(jié)果*/ valuej=(dh*256+dl)*10.0/4096.0-5.0; /* 結(jié)果轉(zhuǎn)換為電壓值*/ for(j=0;j100;j+)/* 顯示結(jié)果

19、*/ prin tf(%f ,valuej); 7.2循環(huán)采集A/D 32通道，程序啟動(dòng)和查詢。 C語言程序： #i nclude stdio.h #i nclude dos.h #in clude con io.h mai n() int ch; float value32; /* 定義通道變量*/ /*定義數(shù)組變量*/ int dl,dh,i,base;/* 定義過程變 量*/ clrscr();/* 清屏*/ for(ch=0;ch=31;ch+) /* 定義循環(huán)通 道數(shù)*/ base=0 x300; /*設(shè)板基地址=300H */ dl=in portb(base+2) /* 清轉(zhuǎn)換及

20、中 斷標(biāo)志*/ outportb(base,ch); /*送通道代碼 */ 22 for(i=0;i=128); dh=inportb(base+1);/* 轉(zhuǎn)換結(jié)束,讀高 4 位結(jié)果*/ dl=inportb(base+2);/* 讀低 8 位結(jié)果 */ valuech=(dh*256+dl)*10.0/4096.0-5.0; /* 轉(zhuǎn)換結(jié)果*/ /*下一個(gè)通道 */ for(ch=0;ch=31;ch+)/* 顯示結(jié)果 */ prin tf(%f ,valuech); 7.3對(duì)通道1外觸發(fā)啟動(dòng)，程序查詢?nèi)?shù)，采樣 100組 10 CLS ；清屏 20 ADD=對(duì)通道1采樣, 50 DIM

21、A1(100) ;定義數(shù)組長度 ;定義循環(huán)次數(shù) ;送通道代碼 ;等待外觸發(fā)信 60 FOR T=0 TO 99 70 OUT (ADD+0 , CH 80 IF INP(ADD+1)=128 THEN 90;等待轉(zhuǎn)換結(jié)束 100H=INP(ADD+1)；取高 4 位結(jié)果 110L=INP(ADD+2)；取低 8 位結(jié)果 120A1(T)=(H X 256+L) X 10000/4096 ;處理后存入數(shù) 組 130 NEXT T;循環(huán) 7.4讀寫數(shù)字量： ;板基地址設(shè)為的 ;設(shè)數(shù)據(jù)輸出為XX ;寫出并鎖存 ;讀入數(shù)字量狀態(tài) 顯示 10 ADD= 10V; 3.333V; 6.666V; 2.00

22、0V; 8.000V。D/A工作方式為單極性 010V。本程序可 用于D/A部分的調(diào)校。 10 CLS 20 ADD=清屏 ;板基地址設(shè)為 35 0110H 30 DAH= (ADD+4 ；設(shè)D/A高、低 字節(jié) 35 DAL= (ADD+5 ;端口地址 40 FOR DA=1 TO 2 ;2 路 D/ A 50 FOR 1=1 TO 6 ;設(shè)數(shù)據(jù)指針長度 60 READ A ;取咼字節(jié)數(shù)據(jù) 70 OUT DAH, A ;送出 80 READ A ;取低字節(jié)數(shù)據(jù) 90 OUT DAL , A ;送出 100 READ B ;取顯示用數(shù)據(jù) 110 A=INP(ADD+0) ；啟動(dòng)D/A轉(zhuǎn)換， 數(shù)據(jù)

23、無關(guān) 120 PRINT TEST D/A ; DA OUT ; B; V ;顯示 130 IF INKE Y $ = THEN 130 ;等待，按任鍵 繼續(xù) 140 NEXT I ;循環(huán)送6組數(shù)據(jù) 150 DAH=DAH+2 : DAL=DAL+2 ;設(shè)下一路D/ A 咼、低字節(jié) ;端口地址 160 RESTORE ;恢復(fù)數(shù)據(jù)指針 170 NEXT DA ;循環(huán)送完2路D / A 180 DATA 0,0,0,255,240,10.000, 85,80,3.333,170,160,6.666, 51,48,2.000,204,192,8.000 190 END 7.6 在 Windows 9

24、5/98/NT 環(huán)境下，使用 Microsoft Visual Basic 6.0開發(fā)環(huán)境，采取調(diào)用驅(qū)動(dòng)程序的輸出函數(shù)的方法 定時(shí)循環(huán)采集多個(gè)A/D通道,并對(duì)D/A及數(shù)字I/O進(jìn)行操 作。 注意:在VB 6.0中,數(shù)據(jù)類型Integer為16位帶符號(hào)整 數(shù)；Byte為8位無符號(hào)整數(shù)。 首先創(chuàng)建一個(gè)窗口 ，名為Form1。設(shè)置一個(gè)定時(shí)器，名為 Timer1 ； 一個(gè) Text1 ； 一個(gè) Text3 ； 一個(gè) Text2 數(shù)組，Text2。 模入部分 Private Declare Function AI6311Single Lib pc6000.dll (ByVai nAdd As Integ

25、er, ByVal nCha As Integer, ByVal _ AIMode As Integer) As Integer Private Declare Sub AI6311AllSingle Lib pc6000.dll (ByVal nAdd As Integer, ByVal AIMode As Integer, ByRef p _ As Integer) Private Declare Sub AI6311AIIDouble Lib pc6000.dll (ByVal nAdd As Integer, ByVal AIMode As Integer, ByRef p _ As

26、Integer) 模岀部分 Private Declare Sub AO6311Single Lib pc6000.dll (ByVal nAdd As Integer, ByVal nCha As Integer, ByVal nValue _ As Integer, ByVal DAMode As Integer) 數(shù)字量 Private Declare Function DI6311Bit Lib pc6000.dll (ByVal nAdd As Integer, ByVal nBit As Integer) As Byte Private Declare Function DI631

27、1All Lib pc6000.dll (ByVal nAdd As Integer) As Byte Private Declare Sub DO6311Bit Lib pc6000.dll (ByVal nAdd As Integer, ByVal nBit As Integer, ByVal nState As Byte) Private Declare Sub DO6311All Lib pc6000.dll (ByVal nAdd As Integer, ByVal nGroup As Byte) Dim a(32) As Integer 數(shù)組元素個(gè)數(shù)應(yīng) =32 Private Su

28、b Timer1_Timer() Dim i as integer 多通道采集32通道，0-31通道采集結(jié)果分別存放在a(0)-a(31)中 Call AI6311AllSingle(256, 1, a(0) For i = 0 To 31 Text2(i) = a(i)界面顯示32通道數(shù)據(jù) Next i 單通道采集第0通道 Text1 = AI6311Single(256, 0, 1) D/A 輸出 Fori = 0 To 1 Call AO6311Single(256, i, AoOutValue, 1) Next i If AoOutValue = 10000 Then AoOutVal

29、ue = 0 Else AoOutValue = AoOutValue + 100改變 D/A 輸出電壓值 End If I/O輸岀 Call DO6311All(256, DoOutValue) If DoOutValue = 0 Then AoOutValue = 255 Else AoOutValue = 0改變數(shù)字量輸出狀態(tài). End If I/O輸入 Text3 = DI6311AII(256)text3 用于顯示所有通道狀態(tài) End Sub 附A.名詞注釋： 1. 單端輸入方式： 各路輸入信號(hào)共用一個(gè)參考電位，即各路輸入信號(hào)共地， 這是最常用的接線方式。使用單端輸入方式時(shí)，地線比較穩(wěn) 定，抗干擾能力較強(qiáng)，建議用戶盡可能使用此種方式。 2. 雙端輸入方式： 各路輸入信號(hào)各自使用自己的參考電位，即各路輸入信 號(hào)不共地。如果輸入信號(hào)來自不同的信號(hào)源，而這些信號(hào)源 的參考電位(地線)略有差異，可考慮使用這種接線方式。使 用雙端輸入方式時(shí)，輸入信號(hào)易受干擾，所以，應(yīng)加強(qiáng)信號(hào) 線的抗干擾處理，同時(shí)還應(yīng)確保模擬地以及外接儀器機(jī)殼接 地良好。而且特別注意的是，所有接入的信號(hào)，不論是咼電 位還是低電位，其電平相對(duì)于模擬地電位應(yīng)不超過+12V及 -5V,以避免電壓過高造成器件損壞。 3. 單極性信號(hào)