1、PCI8600 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3第二章 元件布局图及简要说明4 第一节、主要元件布局图4 第二节、主要元件功能说明 4一、信号输入输出连接器4二、电位器4三、状态灯5四、物理 ID 拨码开关5 第三章 信号输入输出连接器7第四章 各种信号的连接方法9第一节、AD 模拟量输入的信号连接方法 .9
2、一、AD 单端输入连接方式 .9二、AD 双端输入连接方式 .9第二节、DA 模拟量输出的信号连接方法 .10第三节、DI 数字量输入的信号连接方法 .10第四节、DO 数字量输出的信号连接方法 .10第五节、板外时钟输入输出和触发信号连接方法 11 第六节、CNT 定时/计数器信号连接方法 11 第七节、多卡同步的实现方法 11 第五章 数据格式、排放顺序及换算关系14第一节、AD 模拟量输入数据格式及码值换算 .14一、AD 双极性模拟量输入的数据格式 .14二、AD 单极性模拟量输入数据格式 .14三、关于 AD 数据端口高位空闲部分的定义 14第二节、AD 单通道与多通道采集时的数据排
3、放顺序 .15一、单通道15二、多通道15第三节、DA 模拟量输出数据格式及码值换算 .15一、DA 单极性模拟量输出数据格式 .15二、DA 双极性电压输出的数据格式 .15第六章 各种功能的使用方法17 第一节、AD 触发功能的使用方法 .17一、AD 内触发功能 .17 二、AD 外触发功能 .17 第二节、AD 内时钟与外时钟功能的使用方法 .21一、AD 内时钟功能 .21 二、AD 外时钟功能 .21 第三节、AD 连续与分组采集功能的使用方法 .211PCI8600 数据采集卡硬件使用说明书 版本：6.4.12 一、AD 连续采集功能 .21二、AD 分组采集功能 .21第七章
4、CNT 定时/计数器功能 25第一节、功能概述25第二节、计数器方式25一、简单计数和时间测量功能 25二、缓冲计数和时间测量功能 28第三节、脉冲发生器方式30一、脉冲发生器输出类型 30二、脉冲发生器功能 31第八章 产品的应用注意事项、校准、保修 35第一节、注意事项35第二节、AD 模拟量输入的校准 .35第三节、DA 模拟量输出的校准 .35第四节、DA 使用说明 .35第五节、保修35附录 A：各种标识、概念的命名约定 362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，
5、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PCI8600 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
6、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：AD1674JN 输入量程(InputRange)：10V、5V 、010V 转换精度：12 位(Bit) 采样速率(Frequency)：1Hz100KHz说明：各通道实际采样速率 = 采样速率 / 采样通道数分频公式：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400，最高为 40000000 模拟输入通道总数：32 路单端，16 路双端 采样通道数：软件可选择
7、，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(ADMode)：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
8、时钟源选项(ClockSource)：板内时钟和板外时钟软件可选 板内时钟输出频率：当前 AD 实际采样频率 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 输入范围：低于低触发电平(AO0)，高于高触发电平(AO1) (AO1AO0) 触发源 DTR 输入范围：标准 TTL 电平1PCI8600 数据采集卡硬件使用说明书 AD 转换时间：1
9、0us 程控放大器类型：AD8251(兼容 AD8250) 程控增益：1、2、4、8 倍(AD8251)或 1、2、5、10 倍( AD8250) 模拟输入阻抗：10M 放大器建立时间：785nS(0.001%)(max) 非线性误差：2LSB(最大) 系统测量精度：0.1% 工作温度范围： 0 +70 存储温度范围：-40 +120第三节、DA 模拟量输出功能 转换器类型: AD5725A 输出量程：10V、5V 、010V、05V 转换精度：12 位(Bit) 建立时间：10S(Max) 通道数：4 路 非线性误差：1LSB(最大) 输出误差(满量程) ：1LSB 工作温度范围：-40 +
10、85 存储温度范围：-40 +120第四节、DI 数字量输入功能 通道数：8 路 电气标准: TTL 兼容 高电平的最低电压：2V 低电平的最高电压：0.8V第五节、DO 数字量输出功能 通道数：8 路 电气标准: TTL 兼容 高电平的最低电压：3.8V 低电平的最高电压：0.44V 上电输出：低电平第六节、CNT 定时/计数器功能 最高时基为 20 MHz 的 16 位计数器/定时器 功能模式（FunctionMode）：计数器（包括简单计数和缓冲计数）和脉冲发生器版本：6.4.12 时钟源（CLK）：软件可选择本地时钟(LOCAL_CLK)和外部时钟(CLK)模式，默认情况下计数时钟为板
11、内时钟(LOCAL_CLK)，频率范围为 620Hz20MHz。使用外部时钟时，计数时钟的频率范围为不超过 20MHz 门控（GATE ）：上升沿、下降沿、高电平和低电平 计数器输出（OUT）：高电平、低电平2阿尔泰科技发展有限公司 脉冲发生器输出（OUT）：脉冲方式和占空比设定波形方式第七节、其他指标 板载时钟振荡器: 40MHz3PCI8600 数据采集卡硬件使用说明书第一节、主要元件布局图第二节、主要元件功能说明第二章 元件布局图及简要说明版本：6.4.12 请参考第一节中的布局图，了解下面各主要元件的大体功能。一、信号输入输出连接器CN1：信号输入输出连接器以上连接器的详细说明请参考
12、信号输入输出连接器章节。二、电位器RP1：AD 模拟量信号单极性输入零点调节RP2：AD 模拟量信号双极性输入零点调节RP3：AD 模拟量信号输入满度调节RP4：DA 模拟量输出-2.5V 基准电压调整RP5：AO0 模拟量信号输出满度调节RP6：AO1 模拟量信号输出满度调节RP7：AO2 模拟量信号输出满度调节4阿尔泰科技发展有限公司RP8：AO3 模拟量信号输出满度调节以上电位器的详细说明请参考 产品的应用注意事项、校准、保修章节。三、状态灯+5VD：5 伏数字电源指示灯。指示灯为亮状态表示板卡供电正常OVR：FIFO 溢出指示灯。指示灯为亮状态表示 FIFO 溢出ADRead：读 FI
13、FO 指示灯。指示灯闪烁状态表示正在读 FIFO 四、物理 ID 拨码开关DID1：设置物理ID 号，当PC 机中安装的多块PCI8600时，可以用此拨码开关设置每一块板卡的物理 ID号，这样使得用户很方便的在硬件配置和软件编程过程中区分和访问每块板卡。下面四位均以二进制表示，拨码开关拨向“ON”，表示“1”，拨向另一侧表示 “0”。如下列图中所示：位置“ID3” 为高位，“ID0”为低位，图中黑色的位置表示开关的位置。（出厂的测试软件通常使用逻辑ID号管理设备，此时物理ID拨码开关无效。若您想在同一个系统中同时使用多个相同设备时，请尽可能使用物理ID。关于逻辑ID与物理ID 的区别请参考软件
14、说明书PCI8600S的设备对象管理函数原型说明章节中“CreateDevice” 和“CreateDeviceEx” 函数说明部分）。ID3 ID2 ID1 ID0ON1 2 3 4上图表示“1111”，则表示的物理ID号为15 ID3 ID2 ID1 ID0ON1 2 3 4上图表示“0111”，则代表的物理ID号为7ID3 ID2 ID1 ID0ON1 2 3 4上图表示“0101”，则代表的物理ID号为5下面以表格形式说明物理ID号的设置：ID3 ID2 ID1 ID0 物理ID （Hex） 物理ID（Dec）OFF（0） OFF（0） OFF（0） OFF（0） 0 0OFF（0）
15、OFF（0） OFF（0）OFF（0） OFF（0） ON（1）OFF（0） OFF（0） ON（1）ON（1）OFF（0）ON（1）123123OFF（0） ON（1） OFF（0） OFF（0） 4 4OFF（0） ON（1）OFF（0） ON（1）OFF（0） ON（1）ON（1） OFF（0）5656OFF（0） ON（1） ON（1） ON（1） 7 7ON（1） OFF（0） OFF（0） OFF（0） 8 8ON（1） OFF（0） OFF（0） ON（1） 9 9ON（1） OFF（0） ON（1） OFF（0） A 10ON（1） OFF（0） ON（1） ON（1） 5B
16、11PCI8600 数据采集卡硬件使用说明书 版本：6.4.12 ON（1） ON（1） OFF（0） OFF（0） C 12ON（1） ON（1） OFF（0） ON（1） D 13ON（1） ON（1） ON（1） OFF（0） E 14ON（1） ON（1） ON（1） ON（1）6F15阿尔泰科技发展有限公司第三章 信号输入输出连接器关于 62 芯 D 型插头 CN1 的管脚定义（图形方式）2142AI0AI1AI2AI5AI8AI11AI14AI17AI20AI23AI26AI29AGNDAO1ATRAGND+5VDGNDDGNDDTR/GATECLKOUT/OUTCLKIN/CLK
17、626160595857565554535251504948474645444341403938373635343332313029282726252423222019181716151413121110987654321AI3AI4AI6AI7AI9AI10AI12AI13AI15AI16AI18AI19AI21AI22AI24AI25AI27AI28AI30AI31AGNDAO0AO2AO3DI0DI1DI2DI3DI4DI5DI6DI7DO0DO1DO2DO3DO4DO5DO6DO7管脚说明：CLKIN/CLK 、CLKOUT/OUT 和 DTR/GATE 三个管脚为复用管脚。当使用 A
18、D 功能时，上述管脚功能分别作为 CLKIN、CLKOUT 和 DTR 使用；当使用定时/ 计数器功能时，上述管脚功能分别作为 CLK、7PCI8600 数据采集卡硬件使用说明书OUT 和 GATE 使用，各管脚功能定义见下表：版本：6.4.12 管脚信号名称 管脚特性 管脚功能定义 注释AI0AI31 Input AD模拟量输入管脚，分别对应于32个模拟单端通道，当为双端时，其AI0-AI15分别与 AI16-AI31构成信号输入的正负两端，即AI0-AI15接正端，AI16-AI31接负端。AO0AO3 OutputDI0DI7 InputDO0DO7 OutputDA模拟量输出管脚，对应
19、4个模拟量输出通道数字量输入管脚数字量输出管脚AGNDDGNDCLKINCLKOUTATRDTR+5VGNDGNDInputOutputInputInputOutput模拟信号地，当输入输出模拟信号时最好用它作为参考地数字信号地，当输入输出数字信号时最好用它作为参考地板外时钟输入，参考地请使用DGND板内时钟输出，参考地请使用DGND模拟外触发信号输入，参考地为AGND数字触发信号输入，参考地请使用DGND输出5V电源CNT定时/计数器部分相关管脚定义：管脚信号名称 管脚特性 管脚功能定义 注释CLKOUTGATEDGNDInputOutputInput定时/计数器时钟源输入，参考地请使用DG
20、ND。当计数时钟使用外部时钟时，计数时钟的频率范围为不超过20MHz。默认情况计数时钟为板内时钟LOCAL_CLK，频率范围为620Hz 20MHz定时/计数器输出，只有禁止时钟输出时为计数器OUT输出，否则作为AD的时钟输出CLKOUT。默认下为计数器OUT输出，参考地请使用DGND定时/计数器门控输入，参考地请使用DGND数字地，使用定时/计数器时建议使用数字地8阿尔泰科技发展有限公司第四章 各种信号的连接方法第一节、AD 模拟量输入的信号连接方法一、AD 单端输入连接方式单端方式是指使用单个通道实现某个信号的输入，同时多个信号的参考地共用一个接地点。此种方式主要应用在干扰不大，通道数相对
21、较多的场合。可按下图连接成模拟电压单端输入方式，32路模拟输入信号连接到AI0AI31端，其公共地连接到AGND端。信号输入输出连接器AI0AI1AI2AI31AGND被测现场的模拟信号现场设备现场设备二、AD 双端输入连接方式双端输入方式是指使用正负两个通路实现某个信号的输入，该方式也叫差分输入方式。此种方式主要应用在干扰较大，通道数相对较少的场合。单、双端方式的实现由软件设置，请参考PCI8600软件说明书。PCI8600板可按下图连接成模拟电压双端输入方式，可以有效抑制共模干扰信号，提高采集精度。16路模拟输入信号正端接到AI0AI15端，其模拟输入信号负端接到AI16 AI31端，现场
22、设备与PCI8600 板共用模拟地AGND。信号输入输出连接器AI0AI16AI1AI17AI15AI31AGND现场模拟信号AGNDAGNDAGND+_+_+_现场设备现场设备现场设备9PCI8600 数据采集卡硬件使用说明书第二节、DA 模拟量输出的信号连接方法版本：6.4.12 信 AO0控制现场的模拟信号号输入输出连接器AO1 控制现场的模拟信号AO3 控制现场的模拟信号AGND现场设备现场设备第三节、DI 数字量输入的信号连接方法信号输入输出连接器DI0DI1DI2DI7DGND被测现场开关的信号现场开关设备现场开关设备第四节、DO 数字量输出的信号连接方法信号输入输出连接器DO0D
23、O1DO2DO8DGND控制现场开关的信号现场开关设备现场开关设备10阿尔泰科技发展有限公司第五节、板外时钟输入输出和触发信号连接方法信号输入输出连接器CLKOUT 板外时钟输出信号CLKIN 板外时钟输入信号DTR 数字触发信号ATR 模拟触发信号AGNDDGND第六节、CNT 定时/计数器信号连接方法信号输入输GATECLK计数器门控信号计数器时钟信号出连OUT 计数器输出信号 现场设备接器DGND现场设备第七节、多卡同步的实现方法PCI8600多卡同步可以有三种方案，第一：采用主从卡级联，第二：采用共同的外触发，第三：采用共同的外时钟。采用主从卡级联的方案时，主卡一般使用内时钟源模式,而
24、从卡使用外时钟源模式，待主卡、从卡按相应的时钟源模式被初始化完成后，先启动所有从卡，由于主卡还没有被启动没有输出时钟信号，所以从卡进入等待状态，直到主卡被启动的同时所有的从卡被启动，即实现了多卡同步启动的功能。当您需要的采样通道数大于一个卡的通道数时，您可考虑使用多卡级连的方式扩展通道数量。11PCI8600 数据采集卡硬件使用说明书CLKOUT主卡CLKIN从卡 1CLKIN从卡 2多卡级联的连接方法版本：6.4.12 采用共同的外触发的方案时，设置所有的参数请保持一致。首先设置每块卡的硬件参数，并且都使用外触发（ATR或者DTR），连接好要采集的信号，通过CN1接口的ATR（需要设置触发电
25、平）或DTR管脚接入触发信号，然后点击“开始数据采集”按钮，这时采集卡并不采集，等待外部触发信号，当每块采集卡都进入等待外部触发信号的状态下，使用同一个外部触发信号同时启动AD转换，达到同步采集的效果。连接方法如下：ATR/DTR外部触发信号ATR/DTRATR/DTRPCI8600 PCI8600 PCI8600 外触发同步采集的连接方法注意：使用DTR时请使用内时钟模式采用共同的外时钟的方案时，设置所有的参数请保持一致。首先设置每块卡的硬件参数，并且都使用外时钟，连接好要采集的信号，然后点击“开始数据采集”按钮，这时采集卡并不采集，等待外部时钟信号；当每块采集卡都进入等待外部时钟信号的状态下，接入外部时钟信号同时启动AD转换，达到同步采集的效果。连接方法如下：12阿尔泰科技发展有限公司CLKIN外部时钟信号CLKINCLKINPCI8600 PCI8600 PCI8600 外时钟同步采集的连接方法
