PC-6342 超高速模入接口卡技術(shù)說(shuō)明書

PC-6342 超高速模入接口卡技術(shù)說(shuō)明書
1. 概述：
PC-6342 超高速模入接口卡適用于具有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。在硬件的安裝上也非常簡(jiǎn)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。
PC-6342 超高速模入接口卡的模擬信號(hào)由卡前端的 37 芯扁平帶纜插頭輸入。允許采用16路單端輸入方式或8
路雙端輸入方式。用戶可根據(jù)需要選擇測(cè)量單極性信號(hào)或雙極性信號(hào)。本接口卡具有高速高精度的特點(diǎn)，其最高采
樣頻率可達(dá) 1.25MHz ?？蓮V泛應(yīng)用于需要超高速實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集的實(shí)驗(yàn)室或工業(yè)過程控制系統(tǒng)。
PC-6342超高速模入接口卡安裝使用簡(jiǎn)便、功能齊全。其A／D轉(zhuǎn)換啟動(dòng)可以選用程序觸發(fā)、外部TTL信號(hào)觸發(fā)
以及可預(yù)置模擬電平觸發(fā)等方式。A／D轉(zhuǎn)換后的結(jié)果數(shù)據(jù)將自動(dòng)存放在本接口卡上的靜態(tài)存儲(chǔ)器( SRAM )中。A／D
轉(zhuǎn)換狀態(tài)的結(jié)束可以用程序查詢或以中斷方式通知CPU。主機(jī)以讀取映像存儲(chǔ)器的方式讀取和處理A／D轉(zhuǎn)換的結(jié)果。
2. 主要技術(shù)參數(shù)：(標(biāo)* 為出廠標(biāo)準(zhǔn))
2.1 輸入通道數(shù)：?jiǎn)味?6路*／雙端8路
2.2 輸入信號(hào)范圍：0～5V，±5V*
2.3 輸入阻抗：≥10MΩ
2.4 輸入通道選擇方式：?jiǎn)瓮ǖ莱绦蛑付ǎ嗤ǖ雷詣?dòng)掃描
2.5 A／D轉(zhuǎn)換分辯率：12位
2.6 最高采樣頻率：1.25MHz
2.7 A／D啟動(dòng)方式：
程序啟動(dòng)／外部信號(hào)啟動(dòng)／可預(yù)置模擬電平啟動(dòng)(只對(duì)通道0有效)
2.8 A／D轉(zhuǎn)換結(jié)束識(shí)別：程序查詢／中斷方式
2.9 A／D轉(zhuǎn)換輸出碼制：
單極性二進(jìn)制原碼／雙極性二進(jìn)制偏移碼
2.10 存儲(chǔ)器容量：128K×16Bit * (可擴(kuò)至256K×16Bit)
2.11 存儲(chǔ)器映像地址：D000:0000～D000:7FFF *; C000:0000～C000:7FFF
2.12 存儲(chǔ)器映像頁(yè)面數(shù)：4頁(yè)(128K)／8頁(yè)(256K)
2.13 系統(tǒng)綜合誤差：≤0.15％ F.S (1MHz以下)
2.14 自備時(shí)鐘頻率：10MHz
2.15 電源功耗：＋5V(±10％)≤1A
2.16 使用環(huán)境要求：
工作溫度：10℃～40℃
相對(duì)濕度：40％～80％
存貯溫度：－55℃～＋85℃
2.17 外型尺寸：(不含檔板)
長(zhǎng)×高＝236mm×114mm ( 9.3英寸×4.5英寸)
3. 工作原理：
3.1 工作原理框圖：
PC-6342超高速模入接口卡工作原理框圖見圖1。
圖1 工作原理框圖
13.2 工作原理簡(jiǎn)介：
PC-6342超高速模入接口卡主要由地址譯碼電路、通道轉(zhuǎn)換電路、超高速A／D轉(zhuǎn)換電路、系統(tǒng)時(shí)鐘電路、雙端
口存儲(chǔ)器電路及接口控制邏輯電路等部分組成，分別簡(jiǎn)介如下：
3.2.1 地址譯碼電路：
地址譯碼電路分為 I／O地址譯碼電路及存儲(chǔ)器映像地址譯碼電路兩部分。I／O地址由地址總線A～A 決定，
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用戶可根據(jù)需要通過開關(guān)K1自行確定I／O初始基地址(出廠時(shí)設(shè)為100H)。此地址確定后，地址譯碼電路在程序驅(qū)
動(dòng)本接口卡時(shí)將產(chǎn)生板選有效信號(hào)，同時(shí)由地址總線A0～A2譯出本接口卡所需的各端口地址，配合 IOW 和 IOR 等
信號(hào)完成各種不同的控制功能。存儲(chǔ)器映像地址由地址總線A16～A19決定，根據(jù)主機(jī)的存儲(chǔ)器使用規(guī)定，本卡提
供兩個(gè)32K存儲(chǔ)器映像地址區(qū)供用戶選用，即D000:0000～D000 :7FFF(出廠標(biāo)準(zhǔn))和C000 :0000～C000 :7FFF。用
戶可以通過JK7選擇插座選擇之。(注意：現(xiàn)在很多顯示卡在C000:0000～C000:7FFF地址區(qū)內(nèi)放有顯示卡的固化程
序，使用中應(yīng)注意避開。)存儲(chǔ)器映像地址確定后，配合A0～A15地址總線及 MEMW 和 MEMR 等信號(hào)即可完成對(duì)本卡
上的雙端口存儲(chǔ)器進(jìn)行主機(jī)讀寫操作。
3.2.2 通道轉(zhuǎn)換電路：
通道轉(zhuǎn)換電路包括高速通道開關(guān)、通道譯碼、自動(dòng)掃描／程序控制選擇等部分。在程序控制方式時(shí)，本電路可
將程序選定的任一路外部模擬信號(hào)送入A／D轉(zhuǎn)換電路進(jìn)行連續(xù)采樣。在自動(dòng)掃描方式時(shí)，本電路將反復(fù)連續(xù)地自
動(dòng)完成從通道0到通道N(N由用戶用程序指定，不得大于15)的逐個(gè)掃描選擇。
3.2.3 超高速A／D轉(zhuǎn)換電路：
本卡的超高速A／D 轉(zhuǎn)換器件選用美國(guó)A／D公司出品的AD1671芯片。本芯片內(nèi)部自帶精密基準(zhǔn)源和采樣保持
電路，具有高達(dá)1.25MHz的轉(zhuǎn)換速率和較高的轉(zhuǎn)換精度。A／D轉(zhuǎn)換器的啟動(dòng)有三種方法：程序啟動(dòng)、外部TTL信號(hào)
啟動(dòng)、可預(yù)置模擬電平觸發(fā)啟動(dòng)。A／D轉(zhuǎn)換后的輸出代碼形式由跨接器JK 選擇，可根據(jù)模擬輸入信號(hào)的性質(zhì)分別
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輸出單極性二進(jìn)制原碼或雙極性二進(jìn)制偏移碼。A／D 轉(zhuǎn)換后得到的數(shù)據(jù)組將自動(dòng)順序地存入雙端口存儲(chǔ)器中，直
到完成總采樣數(shù)后，本卡會(huì)自動(dòng)停止A／D轉(zhuǎn)換。主機(jī)可以用程序查詢的方法或中斷方式判別結(jié)束否。
3.2.4 時(shí)鐘電路：
本卡上的時(shí)鐘電路主要由10MHz時(shí)基電路及可編程序定時(shí)／計(jì)數(shù)器8254芯片組成，用以產(chǎn)生控制采樣頻率和
自動(dòng)通道掃描所需的時(shí)鐘信號(hào)， 同時(shí)對(duì)總采樣數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)判別。在本卡上，8254 的通道0 用于產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)，規(guī)
定工作于方式2，控制字為34H。其對(duì)應(yīng)采樣頻率可編程范圍為約52Hz(分頻系數(shù)＝FFFFH)至1.25MHz(分頻系數(shù)＝
0008H)。通道1用于對(duì)采樣數(shù)進(jìn)行減1計(jì)數(shù)，規(guī)定工作于方式0，控制字為70H。通道2未使用。關(guān)于8254定時(shí)／
計(jì)數(shù)器的具體介紹和編程協(xié)議請(qǐng)參照3.3節(jié)。
3.2.5 雙端口存儲(chǔ)器電路：
本電路具體還可分為雙端口控制電路、存儲(chǔ)器電路和存儲(chǔ)器地址生成電路。雙端口控制電路用以控制存儲(chǔ)器是
由主機(jī)控制( 用以讀出存儲(chǔ)器內(nèi)存放的A／D轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)或?qū)Υ鎯?chǔ)器進(jìn)行讀寫檢驗(yàn)) 還是由A／D轉(zhuǎn)換器控制(用以將A
／D轉(zhuǎn)換結(jié)果自動(dòng)順序地寫入存儲(chǔ)器保存)。存儲(chǔ)器電路主要包括兩片628128靜態(tài)存儲(chǔ)器，形成128K×16Bit的存
儲(chǔ)容量，需要時(shí)還可再增加兩片628128，使存儲(chǔ)容量達(dá)到256K×16Bit。存儲(chǔ)器地址生成電路用來(lái)在A／D轉(zhuǎn)換器
控制方式時(shí)自動(dòng)形成存儲(chǔ)器需要的地址編碼。
3.2.6 接口控制邏輯電路：
本部分電路主要用于根據(jù)用戶的要求和設(shè)定，產(chǎn)生完成各種功能的控制信號(hào)，是上述其它各個(gè)電路模塊的管理
系統(tǒng)。
3.3 8254可編程定時(shí)／計(jì)數(shù)器應(yīng)用簡(jiǎn)介：
3.3.1 8254芯片管腳圖如圖2 所示。
圖2 8254芯片管腳圖
3.3.2 8254功能及框圖：
8254是INTEL公司微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的一個(gè)部件，可以將8254作為一個(gè)具有四個(gè)輸入／輸出接口的器件處理，
2其中三個(gè)是計(jì)數(shù)器，一個(gè)是可編程序工作方式的控制寄存器。其內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖如圖3所示。
圖3 8254內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖
3.3.3 8254可編程計(jì)數(shù)／定時(shí)器編程要點(diǎn)：
8254的全部功能是由CPU編程設(shè)定的。CPU通過輸出指令給8254裝入控制字，從而設(shè)定其功能。8254控制字
格式如下：
D D D D D D D D
7 6 5 4 3 2 1 0
SC SC RL RL M M M BCD
1 0 1 0 2 1 0
各位的功能見表1～表4：
表1 SC、SC － 計(jì)數(shù)器選擇
1 0
SC SC 選 擇 計(jì) 數(shù) 器
1 0
0 0 選擇0#
0 1 選擇1#
1 0 選擇2#

當(dāng)然可以。PC-6342是一款專門設(shè)計(jì)用于高速模擬信號(hào)采集的接口卡，它采用了先進(jìn)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換技術(shù)和高采樣率處理能力。該技術(shù)說(shuō)明書詳細(xì)介紹了以下內(nèi)容： 1. **產(chǎn)品概述**：對(duì)PC-6342超高速模入接口卡的功能特性進(jìn)行介紹，包括支持的模擬輸入通道數(shù)量、最高采樣頻率、信號(hào)范圍（例如0-5V、±10V等）、分辨率以及信噪比等關(guān)鍵參數(shù)。 2. **硬件規(guī)格**：涵蓋了接口卡的物理尺寸、電源需求、I/O配置（如RJ45以太網(wǎng)連接器、DIO/DAC控制端口等）以及接口類型（如BNC、RCA、XLR等）等相關(guān)信息。 3. **軟件兼容性**：說(shuō)明該接口卡使用的操作系統(tǒng)平臺(tái)（Windows/Linux/Unix等）及其驅(qū)動(dòng)程序版本，以及與各種數(shù)據(jù)分析和處理軟件（如LabVIEW、Matlab、Python等）的集成方法及配套軟件包。 4. **工作原理與數(shù)據(jù)流程**：闡述了接口卡內(nèi)部的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換過程，包括模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）的工作原理、采樣同步機(jī)制、量化誤差分析等內(nèi)容。 5. **用戶接口與設(shè)置指南**：詳述如何通過界面或API進(jìn)行信號(hào)源選擇、采樣速率調(diào)整、觸發(fā)方式設(shè)定、數(shù)據(jù)流格式配置以及異常情況處理等操作步驟。 6. **性能測(cè)試與驗(yàn)證**：展示了在典型應(yīng)用條件下，諸如動(dòng)態(tài)范圍、線性度、穩(wěn)定性等方面的測(cè)量結(jié)果以及相關(guān)驗(yàn)證方法。 7. **安全使用注意事項(xiàng)**：包括安裝要求、接地規(guī)范、電磁兼容性指導(dǎo)以及可能存在的潛在風(fēng)險(xiǎn)與預(yù)防措施。 8. **維護(hù)與故障排除**：提供了日常保養(yǎng)建議以及常見問題排查解決方案，以幫助用戶解決實(shí)際運(yùn)行中遇到的問題。 總之，PC-6342超高速模入接口卡技術(shù)說(shuō)明書是用戶理解和操作這款高性能設(shè)備的重要參考文檔，旨在確保其在工業(yè)自動(dòng)化、信號(hào)處理等領(lǐng)域發(fā)揮最佳效能。