8数据采集接口板卡

DC － DC电源电路 它由电源模块及相关滤波元件组成。
作用： 输入电压+5V, 输出与原边隔离的电 压±15V和+5V。
用途： 除供板卡使用外, 还可以向外提供 电流不大于20mA的+5V电源。
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4. 使用与操作 器件的调整
主要可调整器件的位置见图8.4。
基地 址+3
DB3
DB2
DB1
DB0
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5. 模入码制以及数据与模拟量的对应关系
单极性方式工作
输入信号的电压为 0V～10V 时，
转换后的12 位数码为二进制码。 此12位数码表示一个正数码，其数码 与模拟电压值的对应关系为： 模拟电压值 = 数码 (12位)×10 /4096 即 1LSB = 2.44 mV
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跨接插座的用法
⑴ 单/双端输入方式选择 K2、K3为单／双端输入方式选拔跨 接插座，二者应共同使用。
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S S S D S D D D S D S
D
K3 (a)
K2
K3 (b)
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第8章 数据采集接口板卡
8.1 概述 8.2 PC - 6319光电隔离模入接口卡
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第8章 数据采集接口板卡
8.1 概述
数据采集板卡— 在一块印刷电路板上集 成了模拟多路开关、程 控放大器、采样／保持 器、A／D和D／A转换 器等器件。 结果：能够迅速地、方便地构成一个数据 采集与处理系统。
1×27+0×26+0×25+0×24+0×23+0×22+0×21+0×20=128 数据采集与处理
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⑶ 通道代码数据格式
通道代码数据格式见表8.3
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表8.3 通道代码数据格式
通道 号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 十进制 代 码 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 十六进 制代码 00H 01H 02H 03H 04H 05H 06H 07H 08H 09H 0AH 0BH 0CH 0DH 0EH 0FH 输入 方式 单／双 单／双 单／双 单／双 单／双 单／双 单／双 单／双 单／双 单／双 单／双 单／双 单／双 单／双 单／双 单／双 通道 号 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 十进制 代 码 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 十六进 制代码 10H 11H 12H 13H 14H 15H 16H 17H 18H 19H 1AH 1BH 1CH 1DH 1EH 1FH 输入 方式 单 单 单 单 单 单 单 单 单 单 单 单 单 单 单 单
K5 S (a) D S (b) D K5
图8.8 转换码制选择 (a)双极性偏移码 (b)单极性原码
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控制口地址与有关数据格式 ⑴ 控制端口的操作地址与功能
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表8.1 端口地址与功能
ON ON
1 2 3 4 5 6 7 A3 A4 A5 A6 A7 A8 A9
1 2 3 4 5 6 7 A3 A4 A5 A6 A7 A8 A9
1 2 3 4 5 6 7 A3 A4 A5 A6 A7 A8 A9
0100H
0280H
0318H
图8.6 I／O基地址选择举例
0280H 0100H A 9 A8 A 7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0
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(V)
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双极性方式工作 转换后的12位数码为二进制偏移码。
此时12位数码最高位（DB11）为符号位：
" 0 " 表示负， " 1 " 表示正。 输入信号为 -5V～+5V 时： 模拟电压值 = 数码×10 / 4096 - 5 即 1LSB = 2.44 mV
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(V)
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输入信号为 -10V～+10V 时： 模拟电压值 = 数码×20 / 4096 - 10 即 1LSB = 4.88 mV 9. 编程举例
用BASIC 程序控制A／D转换
(V)
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DC-DC 5D15S5
W1 W2 W3
K4 K5 K2
K3
K6
CZ 1
K1
ON
K7
K8
P C-6319
图8.4 PC-6319接口卡可调元件的位置
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输入信号接口定义 接口卡采用40芯插座作为输入信号接 口，插座各脚的信号定义见图8.5。
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3. PC-6319光电隔离模入接口卡工作原理
模拟信号
多路开关 放大 A／ D
通道译码器
倍率选择
缓冲器
光电耦合器 数据缓冲器 D 0～ D4
光电耦合器 接口控制 逻辑
IOW IOR RESET IRQn
光电耦合器
地址 译码
A4～A9
缓冲器 D7 D0～ D 7
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⑷ A／D转换结果数据格式
表8.4 A／D转换结果数据格式
端口 地址 基地 址+2 操作 命令
IOR
IOR
D7 D6 0
DB7
D5 D4 0
DB5
D3 D2 D1 D0
DB11 DB10 DB9 DB8
意
义
0
DB6
0
DB4
高4位数据 低8位数据
输入信号范围：0V～10V；±5V；±10V
最大允许输入电压：±15V 输入阻抗：≥ 100MΩ 共模抑制比(典型值)： 90dB (G=1)；110dB ( G= 10)；130dB (G>100)
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放大器可选增益： ×1；×10；×100；×1000 (倍) A／D转换器位数：12位
1. 概述 该卡适用于符合PC／ISA 总线标准的 PC机。 该卡采用三总线光电隔离技术，使被 测量系统与计算机之间完全电气隔离。 适用于恶劣环境的工业现场数据采集 以及必须保证人身安全的人体信号采集。
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2. 主要技术指标
A／D通道数：单端32路；双端16路
2
模拟地
CH 17 ( CH 1CH 18 ( CH 2 CH 19 ( CH 3 CH 20 ( CH 4 CH 21 ( CH 5CH 22 ( CH 6 ) ) ) ) ) )
用户可根据实际需 要选择连接： ① 单端接法
CH 23 ( CH 7 - ) CH 24 ( CH 8- ) CH 25 ( CH 9- ) CH 26 ( CH 10- ) CH 27 ( CH 11- ) CH 28 ( CH 12- ) CH 29 ( CH 13- ) CH 30 ( CH 14- ) CH 31 ( CH 15- ) CH 32 ( CH 16- ) +5V
A／D转换时间：10 s 系统最快采样速率：15 kHz／s 系统综合误差：≤0.2 % FSR (×1倍时) A／D启动方式：程序启动／外触发启动
A／D工作方式：程序查询／中断请求
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A／D转换输出码制：单极性为二进制码 双极性为偏移二进制码 隔离形式：三总线光电隔离型 隔离电压：≥500V 电源功耗： ±5V(±10%) ≤900mA
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高性能放大器 型号为AD620。 一种低功耗、高精度的仪表放大器， 具有良好的交直流特性，并且可以方便地 改变放大增益。
模／数转换器
转换器型号为AD1674，其内部自带 采样／保持器和精密基准电源，具有较 AD574A更高的转换速率和转换精度。
【例】以单极性方式对通道1连续采样100次，程 序启动A／D转换，程序查询取数。Quick BASIC程序如下： CLS ′清屏 ADDER% = &H300 ′板卡基地址设为0300H A = INP(ADDER%+3) ′清转换及中断标志 CH = 0 ′选择通道1 OUT ADDER％，CH ′送通道代码 FOR I = 1 TO 30 ：NEXT I ′延时，等待多 路开关稳定
例如：CH1、CH2
② 双端接法 例如：CH1与CH17 为一组 CH2与CH18为一组
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E.T 数字地
E.T 数字地
图8.5 输入信号插座接口定义
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为了减少信号通道之间的串扰和保 注意： 护通道开关，凡不使用的信号端均 应与模拟地短接。 I／O基地址选择 I／O基地址的选择是通过开关进行的。
K2
图8.7 单/双输入方式选择 (a)单端输入方式 (b)双端输入方式
⑵ 放大器增益选择 K4为放大器增益选择插座。请看书， 自习。
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⑶ 转换码制的选择
K5为转换码制的选择插座，应根据 输入信号的极性进行选择，选择方法如 图8.8所示。
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模拟地
CH 1 ( CH 1 +) CH 2 ( CH 2 +) CH 3 ( CH 3 +) CH 4 ( CH 4 +) CH 5 ( CH 5 +) CH 6 ( CH 6 +) CH 7 ( CH 7 +) CH 8 ( CH 8 +) CH 9 ( CH 9 +) CH 10 ( CH 10+) CH 11( CH 11+) CH 12(CH 1 +) CH 13( CH 13+) CH 14 ( CH 14+) CH 15 ( CH 15+) CH 16 ( CH 16+) +5V
开关拨至ON处为0，反之为1。
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地址的选择范围一般为： 0100H～01FFH； 0210H～02FFH； 0300H～036FH。
I／O基地址选择举例说明如图8.6所示。
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ON
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⑵ 查询A／D转换状态数据格式
表8.2 A／D转换状态数据格式（×表示任意）
操 作 命 令
IOR
D7 D6 D5
1 × × ×
D4 ×
D3 D2 × ×
D1
×
A ／ D 转换 D0 状 态
×
正在转换 转换结束
IOR
0
×
×
×
×
×
×
A／D转换状态的十进制数据：
端口操作 地址 BASE + 0 BASE + 1 BASE + 2 BASE + 3 操作命令
IOW
功
能
写通道代码，选通道 启动A／D转换(写入任意 数值) 查询A／D转换状态，读高 4位转换结果
读A／D低8位转换结果，清A／ D转换状态及中断标志。
IOW
IOR
IOR
注：BASE为I／O基地址 数据采集与处理
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接口控制逻辑电路及光电隔离电路 接口控制逻辑电路用来产生与各种 操作有关的控制信号。 光隔电路采用5片TLP521-4 光耦对 系统总线与模拟信号之间进行光电隔离， 以免相互间干扰。
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STS
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A0～A1
图8.3 PC-6319光电隔离模入接口卡工作原理
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板卡组成
多路开关 高性能放大器 A／D芯片 接口控制逻辑 光电隔离器
多路开关 由4片八选一模拟开关芯片等组成， 改变跨接插座可以选择32路单端或16路 双端输入方式。
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第8章 数据采集接口板卡
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中泰工控PCI总线系列产品
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第8章 数据采集接口板卡
中泰工控USB系列产品
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第8章 数据采集接口板卡
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