Beijing Art Technology ART2000 Service Manual

ART2000 数据采集卡

使用说明书

北京阿尔泰科贸有限公司

ART2000 数据采集板

ART2000 数据采集卡硬件使用说明书 版本：6.0.11

一、概述
ART2000 模板是 PC104 总线兼容的数据采集板，可直接插入 PC104 总线兼容的计算机内的
任意总线扩展槽中。

ART2000板上设计有12Bit分辨率的A/D转换器和D/A转换器，提供了16路单端或8路双端的模

拟输入通道和4路D/A输出通道。

二、性能和技术指标

2.1、模拟信号输入部分
★模拟通道输入数: 16 路单端或 8 路双端输入

★模拟输入电压范围：±5V、±10V、0～＋10V、0～＋5V

★模拟输入阻抗: 100MΩ
★模拟输入共模电压范围：>±2V

★A/D 分辨率：12Bit(16384)

★非线性误差：±1LSB(最大)
★转换时间：10us
★系统测量精度：0.2%

2.2、模拟信号输出部分

★ 输出通道数：4路
★ 模拟输出电压范围：±5V 、0～5V、0～10V、±10V
★ D/A 分辨率：12Bit(4096)
★ 非线性误差：±1LIB(最大)
★ D/A 输出精度(满量程)：±1LSB
★ 建立时间：10μS(0.01%精度)
★ 输出阻抗：0.2Ω

三、工作原理概述
ART2000板主要由模/数转换(A/D)电路、数/模转换（D/A）电路、总线接口电路等部分电
路的集成，力求满足用户各种用途的需求。

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四、主要元件位置图、信号输入插座和开关量管脚定义

4.1 主要元件位置图

图4.1.1为ART2000板的主要跳线位置图， 此位置图上跳线设置为出厂标准设置。设置

为：单端输入方式，模拟输入范围±5V，模拟输出范围±10V。
XS1: 模拟信号输入引线插座
RP10：A/D 电路双极性零点调整电位器
RP11：A/D电路满度调整电位器
RP9：A/D电路单极性零点调整电位器
RP1：DA0电路零点调整电位器
RP2：DA1电路零点调整电位器
RP3：DA2电路零点调整电位器
RP4：DA3电路零点调整电位器
RP5：DA0电路满度调整电位器
RP6：DA1电路满度调整电位器
RP7：DA2电路满度调整电位器
RP8：DA2电路满度调整电位器
XF3、XF4：模拟电压输入量程选择
XF1、XF2：模拟电压输入单端、双端选择
XF5、XF6、R18、R16、R9、R13：模拟电压输出量程选择

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4.2 板基地址选择

ART2000 的板基地址通过拨码开关 SW 的设置选择，开关的 1、2、3、4、5、6 位分别对应

地址 A4、A5、A6、A7、A8、A9。板基地址选择开关 SW 如下图。

图4.3.1.1 ART2000板基地址选择

上图为出厂地址设定280H。开关置“OFF”为高有效，开关置“ON”为低有效。

常用的基地址选择有：

地址 板基地址拨码开关图示 地址 板基地址拨码开关图示

200H

A4 A5 A6

ON

A7 A8 A9

A4 A5 A6

ON

210H

A7 A8 A9

220H

240H

260H

280H

(默
认)

2A0H

1

234

A4 A5 A6

ON

1

234

A4 A5 A6

ON

1

234

A4 A5 A6

ON

1

234

A4 A5 A6

ON

1

234

A4 A5 A6

ON

56

A7 A8 A9

56

A7 A8 A9

56

A7 A8 A9

56

A7 A8 A9

56

A7 A8 A9

1

ON

234

A4 A5 A6

56

A7 A8 A9

230H

1

ON

234

A4 A5 A6

56

A7 A8 A9

250H

1

ON

234

A4 A5 A6

56

A7 A8 A9

270H

1

ON

234

A4 A5 A6

56

A7 A8 A9

290H

1

ON

234

A4 A5 A6

56

A7 A8 A9

2B0H

1

234

56

1

234

56

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2C0H

2E0H

300H

320H

340H

A4 A5 A6

ON

1

234

A4 A5 A6

ON

1

234

A4 A5 A6

ON

1

234

A4 A5 A6

ON

1

234

A4 A5 A6

ON

A7 A8 A9

56

A7 A8 A9

56

A7 A8 A9

56

A7 A8 A9

56

A7 A8 A9

A4 A5 A6

ON

A7 A8 A9

2D0H

1

ON

234

A4 A5 A6

56

A7 A8 A9

2F0H

1

ON

234

A4 A5 A6

56

A7 A8 A9

310H

1

ON

234

A4 A5 A6

56

A7 A8 A9

330H

1

ON

234

A4 A5 A6

56

A7 A8 A9

350H

360H

380H

3A0H

3C0H

3E0H

1

234

A4 A5 A6

ON

1

234

A4 A5 A6

ON

1

234

A4 A5 A6

ON

1

234

A4 A5 A6

ON

1

234

A4 A5 A6

ON

56

A7 A8 A9

56

A7 A8 A9

56

A7 A8 A9

56

A7 A8 A9

56

A7 A8 A9

1

ON

234

A4 A5 A6

56

A7 A8 A9

370H

1

ON

234

A4 A5 A6

56

A7 A8 A9

390H

1

ON

234

A4 A5 A6

56

A7 A8 A9

3B0H

1

ON

234

A4 A5 A6

56

A7 A8 A9

3D0H

1

ON

234

A4 A5 A6

56

A7 A8 A9

3F0H

5

1

234

56

1

234

56

ART2000 数据采集卡硬件使用说明书 版本：6.0.11

4.3地址分配

地址分配表（读写全是 8 位总线操作）：

地址 读 写
基地址+0 A/D 数据低八位 置 A/D 通道号
基地址+2 A/D 数据高四位 清 AD 转换标志位
基地址+4 A/D 转换状态 启动 A/D（与数据无关）
基地址+6 D/A 复位（与数据无关） 置 D/A 通道号
基地址+8 无效 D/A 数据低八位

基地址+10 启动 D/A（与数据无关） D/A 数据高四位

注：基地址+4，读取A/D转换状态位D0，当D0＝0时正在转换，D0＝1时转换完成。

4 37芯D型插座XS1的管脚定义

管脚号 名称 管脚功能 管脚号 名称 管脚功能

模拟地

1

2

AGND

模拟地

AGND

14 CH6 模拟信号输入通道6

15 CH5 模拟信号输入通道5

模拟地

3

4

5 CH15 模拟信号输入通道15 18 CH2 模拟信号输入通道2

6 CH14 模拟信号输入通道14 19 CH1 模拟信号输入通道1

7 CH13 模拟信号输入通道13 20 CH0 模拟信号输入通道0

8 CH12 模拟信号输入通道12 21 AGND

9 CH11 模拟信号输入通道11 22 AGND

10 CH10 模拟信号输入通道10 23 DA0 模拟信号输出通道0

11 CH9 模拟信号输入通道9 24 DA1 模拟信号输出通道1

12 CH8 模拟信号输入通道8 25 DA2 模拟信号输出通道2

13 CH7 模拟信号输入通道7 26 DA3 模拟信号输出通道3

AGND

模拟地

AGND

16 CH4 模拟信号输入通道4

17 CH3 模拟信号输入通道3

CH00～CH15：ART2000 A/D卡输入通道号（单端方式时）

模拟地

模拟地

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CH00～CH07 ：双端模拟信号输入正端 （ 双端方式时）

CH08～CH15 ：双端模拟信号输入负端 （双端方式时）

若选择双端方式，此时，各通道的对应关系如下表：

原始通道对 对应的采样通道号 原始通道对 对应的采样通道号

CH0,CH8 CH0 CH4,CH12 CH4

CH1,CH9 CH1 CH5,CH13 CH5
CH2,CH10 CH2 CH6,CH14 CH6
CH3,CH11 CH3

CH7,CH15 CH7

五、短路套设置及数据格式

1、 模拟信号输入方式选择

①单端输入方式：

双端输入方式：

2、模拟信号输入量程选择

模拟量输入范围为±5V的选择图

模拟量输入范围为0V～5V、 0V～10V的选择图
0～＋5V 可通过增大增益，设置电阻为 50k

模拟量输入范围为±10V 时的选择图

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2、 模拟信号输出量程选择

注：电阻均为为5/1000以上的精密电阻。可参考主要元件位置图确定电阻的位置，它们在电

路板上均位于标注20KΩ的电阻位置上。

4、AD数据格式：

ART2000通过函数ReadDeviceAD进行16位读操作，将读入A/D转换结果12位数据，其各位
定义如下：

D15 D14 D13 D12 D11 D10 D9 D8 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0

× × × ×

AD11 AD10 AD9 AD8 AD7 AD6 AD5 AD4 AD3 AD2 AD1 AD0

其中：AD0～AD11：为A/D转换结果的12位数据。×：不用。

ART2000板为双极性模拟输入时的结果数据格式如下表所示：

输入 A/D结果编码

正满度

正满度－1LSB

中间值+1LSB

中间值（零点）

中间值－1LSB

负满度+1LSB

负满度

111111111111
111111111110
100000000001
100000000000
011111111111
000000000001
000000000000

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ART2000板为单极性模拟输入时的结果数据格式发下表所示：

输入 A/D结果编码

正满度

正满度－1LSB

零点+1LSB

零点

111111111111
111111111110
000000000001
000000000000

例如：在[-5V，+5V]量程下采集2、3、4三个通道的数据，且分别在这三个通道上输入2.5V，

0V，-2.5V的直流电压，那么通过ReadDeviceAD函数取得的值分别是十六进制：0c00，
0800，0400。

5、D/A 数据格式：

D/A 转换数据寄存器（偏移地址 0x310，0x320,只写）

数据位 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0

数字信号 DA7 DA6 DA5 DA4 DA3 DA2 DA1 DA0

数据位 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0

数字信号 NC NC NC NC DA11 DA10 DA9 DA8

其中，DA11—DA0 为需要进行 D/A 转换的 12 位数据。NC：不用。

ART2000 板为双极性电压输出时数据格式如下表所示：

输入 D/A数据编码

正满度
正满度－1LSB
中间值+1LSB
中间值（零点）
中间值－1LSB
负满度+1LSB

负满度

1111 1111 1111
1111 1111 1110
1000 0000 0001
1000 0000 0000
0111 1111 1111

0000 0000 0001

0000 0000 0000

ART2000 板为单极性电压输出时的数据格式如下表所示：

输入 A/D结果编码

正满度
正满度－1LSB
零点+1LSB
零点

1111 1111 1111
1111 1111 1110
1000 0000 0001
0000 0000 0000

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ART2000 数据采集卡硬件使用说明书 版本：6.0.11

六、模拟输入信号的连接方式

6．1 单端输入方式：

ART2000板均可按图4.1连接成模拟电压单端输入方式，16路模拟输入信号连接到CH00～

CH15端，其公共地连接到AGND端。

6．2 双端输入方式：

ART2000板可按图3.2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。8路模拟输入信号正端接到IN00+～IN7+端，其模拟输入信号负端接到IN00-～IN7-端，
并在距离XS1插座近处，在IN00-～IN07-端与AGND端各接一只几十KΩ至几百KΩ的电阻（当现场
信号源内阻小于100Ω时，该电阻应为现场信号源内阻的1000倍；当现场信号源内阻大于100Ω
时，该电阻应为现场信号源内阻的2000倍），为仪表放大器输入电路提供偏置。

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七、使用方法

1、将ART2000板正确安装到主机上。

2

、从光盘上安装

3、安装完毕后，运行ART2000测试程序，即可检测设备是否正常工作。
注：其硬件参数配置请参考软件说明书中R的介绍。

八、应用注意事项
在公司售出的产品包装中，用户将会找到这本说明书和ART2000板，同时还有产品质保
卡。产品质保卡请用户务必妥善保存，当该产品出现问题需要维修时，请用户将产品质保卡同
产品一起，寄回本公司，以便我们能尽快的帮用户解决问题。

在使用ART2000板时，应注意以下问题：
①ART2000板正面的IC芯片不要用手去摸，防止芯片受到静电的危害。

②用户务必注意电源的开关顺序，使用时要求先开主机电源，后开信号源的电源；先关主

机电源，后关信号源的电源。

ART2000

的测试程序。

九、校准

ART2000板出厂时已经校准，只有当用户使用一段时间后，或者用户认为需要时才做校
准。准备一块5位半精度以上数字电压表，安装好ART2000，打开主机电源，预热15分种。
A/D校准

1、 模拟输入的任两个通道，比如CH0、CH1通道，将CH0通道输入接0伏电压,CH1接正满度

电压4997.56毫伏或9997.56毫伏(依AD量程而定)。

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2、 如果AD输入是双极性，调整双极性零点电位器RP10，使读回的A/D转换结果在7FFH和

800H 之间变化。如果AD是单极性,调整单极性零点电位器RP3，使读回的AD数据在
000H～001H之间变化。

3、如果AD量程为-5～+5V,将模拟输入通道CH1的输入接+4997.56mV，如果AD量程为0～10V

则将CH0的输入接9997.56V,调整满度电位器RP11，使读回的A/D转换结果在FFEH～
FFFH之间变化。

4、重复2）、 3）步骤，直到满足要求为止。

D/A校准

（一） 双极性输出的校准

1） 将数字电压表的地线与37芯D型插头XS1中的任意模拟地(AGND)相接,电压表的输

入端与需要校准的DA通道相连接。

2） 在Windows下运行ART2000测试程序，选择菜单文件操作下的D/A输出检测，根据

需要校准的通道选择相应的手动单点输出。

3） 将D/A输出设置为2048，通过调整零点电位器，使相应的D/A输出为0.000V。

4） 将D/A输出设置为4095，通过调整满度电位器，使相应的D/A输出为5.000或

10.000V。

5） 重复以上3)、4）步骤，直到满足要求为止。

（二） 单极性输出的校准

1）将数字电压表的地线与37芯D型插头XS1中的任意模拟地(AGND)相接,电压表的输入
端与需要校准的DA通道相连接。
2）在Windows下运行ART2000测试程序，选择菜单文件操作下的D/A输出检测，根据需
要校准的通道选择相应的手动单点输出。
3） 将D/A输出设置为0，通过调整零点电位器，使相应的D/A输出为0.000V。

4） 将D/A输出设置为4095，通过调整满度电位器，使相应的D/A输出为5.000或

10.000V。
重复以上3)、4）步骤，直到满足要求为止。

5）

十一、编程举例

请参考DOS目录下的源程序。

十一、保修
ART2000自出厂之日起，两年内，凡用户遵守运输，贮存和使用规则，而质量低于产品标
准者公司免费修理。

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