PCI控制采集卡 PCI-8031 深圳市派捷电子科技有限公司

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产品名称：PCI控制采集卡
产品型号：PCI-8031
产品厂商：PTI
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简单介绍：

PCI控制采集卡 A/D：12bit，32（单）/16（双）CH，输入范围：0-10V、±5V、±10V；DI：16CH， DO：16CH 限于版面，众多功能及型号不能展示，如需别的功能及定制产品，请联销售人员

详情介绍：

PCI控制采集卡

1. 概述

PCI-8031 模入接口卡适用于提供了PCI 总线插槽的PC系列微机，具有即插即用（PnP）的功能。其操作系统可选用目前流行的 Windows 系列、高稳定性的Unix等多种操作系统以及专业数据采集分析系统LabVIEW 等软件环境。在硬件的安装上也非常简单，使用时只需将接口卡插入机内任何一个PCI总线插槽中并用螺丝固定，信号电缆从机箱外部直接接入。

PCI-8031模入接口卡允许采用32路单端输入方式或16路双端输入方式。用户可根据需要选择测量单极性信号或双极性信号。其输入的模拟信号由卡前端的37芯D型插头直接接入。

本卡还提供了TTL电平的16路输入和16路输出信号通道，这些信号通道由卡后端的40芯扁平电缆转换为37芯D型插头提供给用户。

2. 主要技术参数

2.1 模入部分(标*为出厂标准状态，下同)

2.1.1 输入通道数：单端32路*；双端16路

2.1.2 输入信号范围： 0V～10V*；－5V～＋5V； -10V～＋10V

2.1.3 输入阻抗：≥10MΩ

2.1.4 A／D转换分辨率：12位

2.1.5 A／D转换速率：10μS

2.1.6 A／D启动方式：程序启动

2.1.7 A／D转换非线性误差：±1LSB

2.1.8 A／D转换输出码制：单极性原码*／双极性偏移码

2.1.9 系统综合误差：≤0.1％ F.S

2.2 开关量部分

2.2.1 输入路数：16路TTL电平

2.2.2 输出路数：16路TTL电平

2.3 电源功耗：＋5V(±10％) ≤500mA

2.4 环境要求：工作温度： 10℃～40℃

相对湿度： 40％～80％

存贮温度：-55℃～＋85℃

2.5 外型尺寸(不含档板)：

长×高＝164.8mm×106.7mm ( 6.5英寸×4.2英寸)

3. 工作原理

PCI-8031 模入接口卡主要由模拟多路开关选通电路、差分放大器电路、模数转换电路、开关量输入输出电路和接口控制逻辑电路组成。

3.1 模拟多路开关选通电路：

模拟通道开关由4片MPC508（或同类产品）及跨接器KJ1、KJ2组成，可以从32路单端信号或16路双端信号中任选一路，送入差分放大器。

3.2差分放大器电路：

差分放大器由3个运算放大器以及相关的电阻、电容组成一个标准的仪用差分放大器，用以对通道开关选中的模拟信号进行变换处理。

3.3模数转换电路：

12位逐次逼近式A／D转换器ADS774片内自带精密基准源，并经激光修调，具有较高的转换速率和转换精度，其转换时间仅为 10μS。A／D转换器由程序启动，其转换状态的结束可由程序查询读出或产生结束中断申请。A／D转换器的模拟输入信号幅度由跨接器KJ3选择， A／D 转换后的输出代码形式由跨接器KJ4选择，可分别输出二进制原码或双极性偏移二进制码。电位器W1 用于零点调节，W2用于双极性偏移调节，W3 用于满量程增益调节。

3.4 开关量输入输出电路：

本卡还提供了各16路的开关量输入输出信号通道。使用中需注意对这些信号的要求应严格符合TTL 电平规范。

3.5 接口控制逻辑电路：

接口控制逻辑电路用来将PCI总线控制逻辑转换成与各种操作相关的控制信号。

4. 安装及使用注意

本卡的安装十分简便，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PCI扩展槽中，再将档板固定螺丝压紧即可。

本卡采用的模拟开关是COMS 电路，容易因静电击穿或过流造成损坏，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。

禁止带电插拔本接口卡。本卡跨接选择器较多，使用中应严格按照说明书进行设置操作。设置接口卡开关、跨接套和安装接口带缆时均应在关电状态下进行。

当模入通道不全部使用时，应将不使用的通道就近对地短接，不要使其悬空，以避免造成通道间串扰和损坏通道。

为保证采集精度，应确保系统地线（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，为防止外界较大的共模干扰，应注意对信号线进行屏蔽处理。

当本卡使用的信号环境较为恶劣时，为保护本卡和主机，用户可以在本卡前端的预留位置加装双向TVS舜态电压保护管。但加装TVS管后，TVS管的特性将使本卡的输入阻抗下降，同时对信号源的驱动能力有一定的要求，否则将降低本卡的采样精度。

5. 使用与操作

5.1 跨接器的使用：

5.1.1单端／双端方式选择:

KJ1、KJ2为单端／双端方式选择插座，其使用方法见图1。

KJ1 KJ2 KJ1 KJ2

a. 单端输入方式 b. 双端输入方式

图1 单／双端方式选择

5.1.2 A／D量程选择：

KJ3为 A／D量程选择插座，其使用方法见图2。

KJ3 KJ3

a. 0～10V，±5V输入 b. ±10V输入

图2 A／D量程选择

实际选择AD量程还要配合KJ4，具体为：

0～10V 量程：KJ3跳为方式a，KJ4跳为方式a

±5V 量程：KJ3跳为方式a，KJ4跳为方式b

±10V 量程：KJ3跳为方式b，KJ4跳为方式a

5.1.3 转换码制选择：

KJ4为转换码制选择插座。码制的定义参见附A. 名词注释一节。用户应根据输入信号的极性进行选择，选择方法见图3。

KJ4 KJ4

a. 单极性原码 b. 双极性偏移码

图3 转换码制选择
PCI控制采集卡

5.2 输入输出接口定义：

5.2.1 模入部分：

本卡前端37芯D型插座（CZ1）的信号定义见表1 ，用户可根据需要选择连接信号线(单端)或信号线组(双端)。为减少信号杂波串扰和保护通道开关，凡不使用的信号端应就近与模拟地短接。

表1 CZ1模拟输入信号端口定义(括号内表示双端方式)

插座引脚号	信号定义	插座引脚号	信号定义
1	模拟地	20	模拟地
2	CH1(CH1+)	21	CH17(CH1-)
3	CH2(CH2+)	22	CH18(CH2-)
4	CH3(CH3+)	23	CH19(CH3-)
5	CH4(CH4+)	24	CH20(CH4-)
6	CH5(CH5+)	25	CH21(CH5-)
7	CH6(CH6+)	26	CH22(CH6-)
8	CH7(CH7+)	27	CH23(CH7-)
9	CH8(CH8+)	28	CH24(CH8-)
10	CH9(CH9+)	29	CH25(CH9-)
11	CH10(CH10+)	30	CH26(CH10-)
12	CH11(CH11+)	31	CH27(CH11-)
13	CH12(CH12+)	32	CH28(CH12-)
14	CH13(CH13+)	33	CH29(CH13-)
15	CH14(CH14+)	34	CH30(CH14-)
16	CH15(CH15+)	35	CH31(CH15-)
17	CH16(CH16+)	36	CH32(CH16-)
18	NC（空脚）	37	模拟地
19	模拟地

5.2.2 开关量部分：

本卡后端40芯扁平线插座(CZ2)的信号定义见表2 。

表2 CZ2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
1	+5V电源输出	2	+5V电源输出
3	DI1	4	DI2
5	DI3	6	DI4
7	DI5	8	DI6
9	DI7	10	DI8
11	DI9	12	DI10
13	DI11	14	DI12
15	DI13	16	DI14
17	DI15	18	DI16
19	DO1	20	DO2
21	DO3	22	DO4
23	DO5	24	DO6
25	DO7	26	DO8
27	DO9	28	DO10
29	DO11	30	DO12
31	DO13	32	DO14
33	DO15	34	DO16
35	数字地	36	数字地
37	数字地	38	数字地
39	数字地	40	数字地

5.2.3 40芯扁平电缆转换为37芯D型插头后的信号定义见表3 。

表3 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
1	+5V电源输出	20	+5V电源输出
2	DI1	21	DI2
3	DI3	22	DI4
4	DI5	23	DI6
5	DI7	24	DI8
6	DI9	25	DI10
7	DI11	26	DI12
8	DI13	27	DI14
9	DI15	28	DI16
10	DO1	29	DO2
11	DO3	30	DO4
12	DO5	31	DO6
13	DO7	32	DO8
14	DO9	33	DO10
15	DO11	34	DO12
16	DO13	35	DO14
17	DO15	36	DO16
18	数字地	37	数字地
19	数字地

5.3 控制端口与数据格式：PCI控制采集卡

5.3.1 各控制端口的地址与功能见表4：

表4 端口地址与功能表

端口地址	操作命令(字操作)	功能
基地址+0	写	写通道代码
基地址+2	写	启动A／D转换，消除中断申请
基地址+2	读	读A/D转换标志和结果
基地址+4	读	读DI开关量数据
基地址+6	写	写DO开关量数据

注：所有操作均为16位。

5.3.2 模入通道代码数据格式见表5(端口地址为基地址+0)：

表5 模入通道代码数据格式

通道号	十进制代码	十六进制代码	输入方式	通道号	十进制代码	十六进制代码	输入方式
1	0	00H	单／双	17	16	10H	单
2	1	01H	单／双	18	17	11H	单
3	2	02H	单／双	19	18	12H	单
4	3	03H	单／双	20	19	13H	单
5	4	04H	单／双	21	20	14H	单
6	5	05H	单／双	22	21	15H	单
7	6	06H	单／双	23	22	16H	单
8	7	07H	单／双	24	23	17H	单
9	8	08H	单／双	25	24	18H	单
10	9	09H	单／双	26	25	19H	单
11	10	0AH	单／双	27	26	1AH	单
12	11	0BH	单／双	28	27	1BH	单
13	12	OCH	单／双	29	28	1CH	单
14	13	ODH	单／双	30	29	1DH	单
15	14	0EH	单／双	31	30	1EH	单
16	15	0FH	单／双	32	31	1FH	单

5.3.3 读A／D转换标志和结果，数据格式见表6(端口地址为基地址+2)：

表6 读A／D转换标志和结果数据格式(x表示任意)

命令

D15

D14

D13

D12

D11

D10

D9

D8

D7

D6

D5

D4

D3

D2

D1

D0

A／D转换状态

读

1

x

正在转换

读

0

DB11

DB10

DB9

DB8

DB7

DB6

DB5

DB4

DB3

DB2

DB1

DB0

转换结束

注：双极性时DB11为符号位

5.3.4 开关量输入输出信号的数据格式：

开关量输入输出信号的数据格式采用的是位方式，即一个字中的任意一位对应一路输入输出信号（端口地址为基地址+4；+6）。

表7 开关量输入输出信号数据格式

端口地址

操作命令

D15

D14

D13

D12

D11

D10

D9

D8

D7

D6

D5

D4

D3

D2

D1

D0

基地址+4

读

DI16

DI15

DI14

DI13

DI12

DI11

DI10

DI9

DI8

DI7

DI6

DI5

DI4

DI3

DI2

DI1

基地址+6

写

DO16

DO15

DO14

DO13

DO12

DO11

DO10

DO9

DO8

DO7

DO6

DO5

DO4

DO3

DO2

DO1

5.4 调整与校准：

本卡出厂时已进行了调整与校准，如无必要，请不要进行此项工作。如果长期使用后发现零点或满度偏移，请按下述方法进行调校。

5.4.1 零点校准：

将任一通道对模拟地短接(单端方式时)同时对该通道进行A／D转换，调整W1电位器，使其转换结果为“0”或“1”(稍微偏正1个码为好)。

5.4.2 满度校准：

在任一通道接入一接近正满度的稳定正电压信号，运行程序对该通道采样。调整W3使A／D转换读数值等于或接近外加信号电压。

5.4.3 双极性校准：

如果测量双极性信号时偏差较大，应在零点和满度已校准好的基础上分别加入正、负信号并反复调整W2 使其符合要求。

6. 板卡驱动及编程说明：

PCI-8310板卡驱动及编程说明请看《PCI-8310驱动说明书.doc》，此驱动说明书以电子文档的形式与板卡驱动放在同一个压缩包内，一般可从中泰网站下载。

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