ART2002 数据采集卡
硬件使用说明书
北京阿尔泰科技发展有限公司
产品研发部修订
北京阿尔泰科技发展有限公司
目 录
目 录 ...............................................................................................................................................................................1
第一章 功能概述 ...................................................................................................................................................2
第一节、应用 ...................................................................................................................................................2
第二节、技术指标 ...........................................................................................................................................2
一、模拟信号输入部分............................................................................................................................2
二、A/D 转换电路部分............................................................................................................................2
三、中断部分 ...........................................................................................................................................2
四、DMA 部分 .........................................................................................................................................2
第二章 元件布局图及简要说明..............................................................................................................................3
第一节、主要元件布局图................................................................................................................................3
第二节、关于模拟输入引脚 37 芯插头 XS1 的管脚定义.............................................................................3
第三节、短路套设置及数据格式....................................................................................................................6
一、板基地址选择 ...................................................................................................................................6
二、板内地址分配 ...................................................................................................................................8
三、模拟信号输入方式选择..................................................................................................................10
四、模拟输入信号的连接方式..............................................................................................................10
第三章 工作原理 ...................................................................................................................................................12
第一节、A/D 工作模式..................................................................................................................................12
第二节、A/D 转换启动控制..........................................................................................................................12
第三节、板上转换定时器..............................................................................................................................12
第四章 编程举例 ...................................................................................................................................................14
第一节、查询方式 .........................................................................................................................................14
第二节、中断方式 .........................................................................................................................................16
第三节、DMA 方式 .......................................................................................................................................19
第五章 产品的应用注意事项、校准、保修........................................................................................................22
第一节、使用注意事项 .................................................................................................................................22
第二节、A/D 的校准......................................................................................................................................22
第三节、保修 .................................................................................................................................................22
1
ART2002 数据采集卡硬件使用说明书 版本:6.2.26
第一章 功能概述
ART2002 是一款基于PC104 总线而开发的高性能A/D 数据采集卡,板上装有 16 位 100K 采样速率的 A/D 转换
器;提供了单端32 路/ 双端16 路的AD 模拟信号输入通道;配有先进先出FIFO 存储器;开关量输入、输出各16
路,并具有二种采样模式,伪同步采集模式和分频采集模式。
ART2002 板支持内触发和外触发,支持软件查询、 DMA、中断三种数据传输方式。
ART2002A 除板上装有 16 位 200K 采样速率的 A/D 转换器外,其佘同 ART2002。
第一节、应用
◆野外测控
◆信号采集
◆医疗设备
◆伺服控制
◆电子产品质量检测
第二节、技术指标
一、模拟信号输入部分
◆模拟通道输入数: 32 路单端/16 路双端模拟信号输入
◆模拟电压输入范围:±10V
◆模拟输入阻抗:100M Ω
◆模拟输入共模电压范围:> ±2V
◆放大器建立时间:2uS
二、A/D 转换电路部分
◆A/D 分辨率:16Bit(65536)
◆非线性误差:±1LSB( 最大)
◆转换时间:2.5 μS
◆系统测量精度(满量程):0.1%
◆采样速率:400K
三、中断部分
◆中断申请通道数:1路(软件选择)
◆中断申请级别:IRQ5 、IRQ6 、IRQ7
◆中断信号有效电平:高电平有效
◆中断申请信号电平特性:TTL 兼容
四、DMA 部分
◆DMA申请和应答通道数:1路(软件选择)
◆DMA 申请和应答申请级别:DMA5 、DMA6 、DMA7
◆DMA 申请有效电平:高电平有效
◆DMA 应答有效电平:低电平有效
◆DMA 申请和应答电平特性:TTL 兼容
注: 以上技术指标未注明者均为典型值。
2
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第二章 元件布局图及简要说明
第一节、主要元件布局图
图2.1和图2.2分别为ART2002板的两个不同版本(它们的区别:一个版本为D型头,另一个版本为40芯双
排带锁弯针,其它所有功能不变)的主要元件位置图, 此元件位置图上的开关和跳线设置为出厂标准设置。
设置为:板基地址=768(300H),单端输入方式,模拟输入范围±10V。
图 2.1 AR T2002板的主要元件位置图
图 2.2 AR T2002板的主要元件位置图
第二节、关于模拟输入引脚 37 芯插头 XS1 的管脚定义
(左:第一版;右:第二版)
3
ART2002 数据采集卡硬件使用说明书 版本:6.2.26
XS1
CH0
CH1
CH2
CH3
CH4
CH5
CH6
CH7
CH8
CH9
CH10
CH11
CH12
CH13
CH14
CH15
CH16
CH17
CH18
CH19
CH20
CH21
CH22
CH23
CH24
CH25
CH26
CH27
CH28
CH29
CH30
CH31
AGND
EX_CLK
TR
GND
1
20
2
21
3
22
4
23
5
24
6
25
7
26
8
27
9
28
10
29
11
30
12
31
13
32
14
33
15
34
16
35
17
36
18
37
19
第一版本表格说明:
管脚号 名称
1 CH0
2 CH2
3 CH4
4 CH6
5 CH8
6 CH10
7 CH12
8 CH14
9 CH16
10 CH18
11 CH20
12 CH22
13 CH24
14 CH26
15 CH28
管脚功能
模拟信号输入通道
模拟信号输入通道
模拟信号输入通道
模拟信号输入通道
模拟信号输入通道
模拟信号输入通道
模拟信号输入通道
模拟信号输入通道
模拟信号输入通道
模拟信号输入通道
模拟信号输入通道
模拟信号输入通道
模拟信号输入通道
模拟信号输入通道
模拟信号输入通道
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
26
28
特性
IN 20 CH1
IN 21 CH3
IN 22 CH5
IN 23 CH7
IN 24 CH9
IN 25 CH11
IN 26 CH13
IN 27 CH15
IN 28 CH17
IN 29 CH19
IN 30 CH21
IN 31 CH23
IN 32 CH25
IN 33 CH27
IN 34 CH29
管脚号
名称
管脚功能
模拟信号输入通道
模拟信号输入通道
模拟信号输入通道
模拟信号输入通道
模拟信号输入通道
模拟信号输入通道
模拟信号输入通道
模拟信号输入通道
模拟信号输入通道
模拟信号输入通道
模拟信号输入通道
模拟信号输入通道
模拟信号输入通道
模拟信号输入通道
模拟信号输入通道
1
3
5
7
9
11
13
15
17
19
21
23
25
27
29
特性
IN
IN
IN
IN
IN
IN
IN
IN
IN
IN
IN
IN
IN
IN
IN
4
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16 CH30
17 AGND
18 IN 37 TR
19 GND
EX_CL
模拟信号输入通道
模拟地
外部时钟信号输入
K
数字地
30
IN 35 CH31
IN 36 AGND
IN
第二版本表格说明:
EX_CL
K
管脚功能
模拟信号输入通道
模拟信号输入通道
模拟信号输入通道
模拟信号输入通道
模拟信号输入通道
模拟信号输入通道
模拟信号输入通道
模拟信号输入通道
模拟信号输入通道
模拟信号输入通道
模拟信号输入通道
模拟信号输入通道
模拟信号输入通道
模拟信号输入通道
模拟信号输入通道
模拟信号输入通道
模拟地
外部时钟信号输入
数字地
管脚号 名称
1 CH0
3 CH2
5 CH4
7 CH6
9 CH8
11 CH10
13 CH12
15 CH14
17 CH16
19 CH18
21 CH20
23 CH22
25 CH24
27 CH26
29 CH28
31 CH30
33 AGND
35 IN 36 TR
37 GND
39
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
26
28
30
空
特性
IN 2 CH1
IN 4 CH3
IN 6 CH5
IN 8 CH7
IN 10 CH9
IN 12 CH11
IN 14 CH13
IN 16 CH15
IN 18 CH17
IN 20 CH19
IN 22 CH21
IN 24 CH23
IN 26 CH25
IN 28 CH27
IN 30 CH29
IN 32 CH31
IN 34 AGND
IN 38
40
管脚号
说明:
CH00 ~ CH31 : A/D卡输入通道号(单端方式时)
CH00~ CH15 :双端模拟信号输入正端 ( 双端方式时)
CH16~CH31 :双端模拟信号输入负端 (双端方式时)
双端方式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,CH16 CH0 CH8,CH24 CH8
CH1,CH17 CH1 CH9,CH25 CH9
CH2,CH18 CH2 CH10,CH26 CH10
CH3,CH19 CH3 CH11,CH27 CH11
CH4,CH20 CH4 CH12,CH28 CH12
CH5,CH21 CH5 CH13,CH29 CH13
CH6,CH22 CH6 CH14,CH30 CH14
CH7,CH23 CH7 CH15,CH31 CH15
1
3
5
7
9
IN
IN
IN
特性
IN
IN
IN
IN
IN
IN
IN
IN
IN
IN
IN
IN
IN
IN
IN
IN
IN
IN
模拟信号输入通道
模拟地
外触发信号输入
名称
管脚功能
模拟信号输入通道
模拟信号输入通道
模拟信号输入通道
模拟信号输入通道
模拟信号输入通道
模拟信号输入通道
模拟信号输入通道
模拟信号输入通道
模拟信号输入通道
模拟信号输入通道
模拟信号输入通道
模拟信号输入通道
模拟信号输入通道
模拟信号输入通道
模拟信号输入通道
模拟信号输入通道
外触发信号输入
模拟地
空
空
31
11
13
15
17
19
21
23
25
27
29
31
5
ART2002 数据采集卡硬件使用说明书 版本:6.2.26
EX_ CLK : 外部时钟信号输入
TR : 外部触发信号输入
AGND:模拟地
GND:数字地
第三节、短路套设置及数据格式
一、板基地址选择
ART2002 的板基地址通过拨码开关 SW1 的设置选择,板基地址可设置成 200H ~3F0H 之间可被 16 整
除的二进制码,ART2002 将占用基地址起的连续 16 个 I/O 地址,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 SW1 如下图。
SW
地址线:
十进制:
十六进制:
OFF
12345
A4 A5 A6 A7 A8 A9
16 32 64 128 256 512
10 20 40 80 100 200
图4.3.1.1 ART2002板基地址选择
地址等于所有高有效位数之和。如上图是
板基地址范围512 ~1008 (200H ~3F0H ),开关置“OFF ”为高有效,开关置“ON ”为低有效。板基
768( 300H)。
常用的基地址选择有:
地址 板基地址拨码开关图示 板基地址拨码开关图示 地址
A4 A5 A6
ON
A7 A8 A9
200H
1
234
A4 A5 A6
ON
56
A7 A8 A9
220H
210H
230H
6
A4 A5 A6
ON
1
234
A4 A5 A6
ON
A7 A8 A9
56
A7 A8 A9
1
240H
260H
280H
(
默
认
)
234
A4 A5 A6
ON
1
234
A4 A5 A6
ON
1
234
A4 A5 A6
ON
1
234
56
A7 A8 A9
56
A7 A8 A9
56
A7 A8 A9
56
250H
270H
290H
1
234
A4 A5 A6
ON
1
234
A4 A5 A6
ON
1
234
A4 A5 A6
ON
1
234
56
A7 A8 A9
56
A7 A8 A9
56
A7 A8 A9
56
6
北京阿尔泰科技发展有限公司
2A0H
2C0H
2E0H
300H
320H
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
2B0H
1
ON
234
A4 A5 A6
56
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
340H
360H
380H
3A0H
3C0H
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
350H
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
3E0H
234
A4 A5 A6
ON
1
234
56
A7 A8 A9
56
3F0H
1
234
A4 A5 A6
ON
1
234
56
A7 A8 A9
56
7
ART2002 数据采集卡硬件使用说明书 版本:6.2.26
二、板内地址分配
地址分配表(见下):
地址 写 读
基地址+0 每通道采样周期设定 可回读所写数据
基地址+2 每通道采样周期辅助设定 可回读所写数据
基地址+4 分组采集组间隔周期设定 可回读所写数据
基地址+6 可回读所写数据 分组采集组间隔周期辅助设定
基地址+8 控制状态寄存器 1 可回读所写数据
基地址+10 控制状态寄存器 2 可回读所写数据
基地址+12 控制状态寄存器 3 获取 FIFO 状态
基地址+14 清 FIFO FIFO(AD 采样值)
地址分配表说明:
◆
每通道采样周期设定寄存器(板基地址+0,可读写,16 位)
每通道采样周期设定寄存器通过设置板上时钟的分频系数来设置采样周期,根据所需的采样周期、板上
的时钟频率和下面的公式,可以计算出该寄存器的设定值。
寄存器设定值
时钟频率
采样触发频率
◆ 每通道采样周期设定辅助寄存器(板基地址+2,可读写,16 位)
每通道采样周期辅助设定寄存器可以设置 AD 启动信号的脉宽,这个寄存器的设定值一般建议根据下面
的原则设置。首先不能大于采样周期设定寄存器,其次一般是将脉宽设置为大约
那么该寄存器设置为
1。公式如下。
寄存器设定值 =
脉冲宽度
时钟周期
◆分组采集组间隔周期设定寄存器(板基地址+4,可读写,16 位)
分组采集组间隔周期设定寄存器通过设置板上时钟的分频系数来设置分组采集组间隔,公式如下。
寄存器设定值
间隔宽度
时钟周期
◆分组采集组间隔周期辅助设定寄存器(板基地址+6,可读写,16 位)
该寄存器现在是对用户透明的,但是必须设置为 1 。
◆AD 通道控制与 FIFO 状态寄存器(板基地址+8,可读写,16 位)
AD
数据采集将固定在首通道号上;当末通道号大于首通道号时,数据采集顺序将由首通道号开始,每启动一次
A/D 转换,就自动切换到下一通道,直到末通道号,然后再回到首通道号重复进行。
通道控制与 FIFO 状态控制寄存器 1 各位定义如下 :
D15 D14 D13 D12 D11-D10 D9-D5 D4-D0
GroudMode Gains FirstChannel
FirstChannel: A/D 首通道设置,可读写
LastChannel: A/D 末通道设置,可读写,末通道号应大于等于首通道号。当末通道号等于首通道号时,
Gains: AD 采样硬件增益。其取值如下表(见下页):
BD11 BD10
ClockSource ADMode TriggerSource
增益(PGA203) 增益(PGA202)
1− =
0.5us,比如板上时钟是 2MHz,
2− =
LastChannel
8
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0 0
1 0
0 1
1 1
倍 1 倍
1
倍 10 倍
2
倍 100 倍
4
倍 1000 倍
8
TriggerSource: AD 启动源(即触发方式),若等于 0 为内触发,若等于 1 则为外触发。
ADMode: Ad 采集模式,若等于 0 为连续采集(也称为分频采集),若等于 1 则为分组采集(也称为伪
同步采集)。
ClockSource: Ad 时钟源,若等于 0 则选择内部时钟,若等于 1 则为外部时钟。
GroundMode: AD 接地方式,若等于 0 则为单端接地方式,若等于 1 则为双端接地方式。
◆中断与 DMA 控制寄存器(板基地址+A ,可读写,16 位)
中断与 DMA 控制寄存器的各位定义如下:
D15 D14-D12 D11-D8 D7 D6-D4 D3-D0
EnableInt IRQNumber
IntSignal EnableDMA DMASignal DMAChannel
DMAChannel :选择 DMA 通道,同样注意这仅仅是软件的设置,具体哪几个 DMA 通道被硬件支持,
见第一章
DMA 部分。如 0101 选择 DMA5( 0000 到 1111 分别对应 DMA0 到 DMA15)。
DMASignal:选择 DMAQ 请求源,与中断一样 100 选择全满,001 选择非空,010 选择半满。
EnableDMA:为 0 禁止 DMA 传输功能,为 1 使能 DMA 传输功能。
IRQNumber:选择中断优先级别,根据选择的 PC 机中断级别设置,但是注意这仅仅是软件的设置,具
体哪几个中断级别被硬件支持,见第二章技术与性能指标。如
0101 选择中断 5( 0000 到 1111 分别对应 INT0
到 INT15 )。
IntSignal:选择中断请求源,100 选择全满中断,001 选择非空中断,010 选择半满中断。
EnableInt:为 0 禁止中断功能,为 1 使能中断功能。
◆ A/D 控制寄存器 (板基地址 +C,可读写, 16 位 )
AD
控制寄存器 7 的各位定义如下:
D15 D14 D13 D12-D2 D1 D0
写 未定义 未定义 未定义 未定义
读 未定义 未定义 未定义
FIFO_FF FIFO_HF FIFO_EF
EnableGlobal EnableLocal
FIFO_EF: FIFO 非空状态查询位,只读,0 表示 FIFO 空,1 表示至少有一个数据。
FIFO_HF: FIFO 半满状态查询位,只读,0 表示 FIFO 半满,1 表示非半满。
FIFO_FF: FIFO 全满状态查询位,只读,0 表示 FIFO 全满,1 表示非全满。
EnableLocal: 0 内触发方式下该位的上升沿将正式启动采集,
1 内触发方式下该位的下升沿将正式启动采集。
EnableGlobal: 0 全局控制位,设置其他寄存器时设为 0 ,为 0 时 AD 将不会被启动,
1 全局控制位,设置其他寄存器完毕时设为 1 。
◆ A/D转换结果寄存器(板基地址 +E,可读写, 16位)
ART2002
板对板基地址+E 进行 16 位写操作,将清空 FIFO 内的数据,ART2002 板对板基地址+E 进行
16 位读操作,将读入 FIFO 内的数据(也就是 A/D 转换结果数据),其各位定义如下:
D15 D14 D13 D12 D11 D10 D9 D8 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
AD15 AD14 AD13 AD12 AD11 AD10 AD9 AD8 AD7 AD6 AD5 AD4 AD3 AD2 AD1 AD0
其中:AD0 ~AD15 :为A/D 转换结果的16 位数据。
ART2002
板为双极性模拟输入(ART2002 )时的结果数据格式如下表所示:
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ART2002 数据采集卡硬件使用说明书 版本:6.2.26
输入 A/D结果编码(二进制) A/D 结果编码(十六进制) A/D 结果编码(十进制)
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 FFFF 65535
1111 1111 1111 1110 FFFE 65534
1110 0000 0000 0001 8001 32769
1000 0000 0000 0000 8000 32768
0111 1111 1111 1111 7FFF 32767
0000 0000 0000 0001 0001 1
0000 0000 0000 0000 0000 0
ART2002
板为单极性模拟输入(ART2002A)时的结果数据格式如下表所示:
输入 A/D结果编码(二进制) A/D 结果编码(十六进制) A/D 结果编码(十进制)
正满度
正满度-1LSB
零点+1LSB
零点
1111 1111 1111 1111 FFFF 65535
1111 1111 1111 1110 FFFE 65534
0000 0000 0000 0001 1 1
0000 0000 0000 0000 0 0
三、模拟信号输入方式选择
本卡模拟信号输入的单、双端选择是由软硬件共同完成的
软件设置请看A/D控制寄存器 部分。
单、双端选择 XF1 XF2
单端
双端
。
四、模拟输入信号的连接方式
(1)、单端输入方式
ART2002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~ CH31端,其公
共地连接到
AGND端。
(2)、双端输入方式
10
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ART2002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
在负端与
号源内阻的
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
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。
CH00~ CH15端,其模拟输入信号负端接到 CH16~ CH31端,并在距离 XS1插座近处,
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ART2002 数据采集卡硬件使用说明书 版本:6.2.26
第三章 工作原理
ART2002 AD 卡自带时钟和定时器,在设定首、末通道号后,模拟量从 37 芯 D 型接口输入后,经过
8
选一开关选择通道进入放大器,由放大器输出到 A/D 转换器,开始数据转换,AD 转换结果数据写入先进
先出存储器
在ART2002 板上用户通过软件编程后由硬件控制来启动A/D 转换,当A/D 转换完成后,可通过软件查询
A/D完成位然后读取数据;或者通过 DMA和中断方式操作。
ART2002 具有二种采样模式:伪同步采集模式、分频采集模式
ART2002板A/D转换电路的触发方式分为内部触发和外部信号触发两种方式。内部触发是在通过软件
设置后就立刻采集,而外触发是指当外部引脚出现上升沿时开始采集。
在ART2002板A/D转换的结果是经过硬件控制后直接写入到FIFO中,因此主机是通过与FIFO通信来读取
数据,数据可通过下列方式传送给主机:
1.
2.
3.
FIFO ,最后经 ART2002 卡的 PC104 总线将 AD 数据送入计算机。
软件查询FIFO状态位,然后由主机读入结果数据。
设置FIFO状态位启动DMA方式进行数据传送。
设置FIFO状态位启动中断方式进行数据传送。
第一节、A/D 工作模式
◆伪同步采集模式 :模拟同步采样模式,也叫分组采集模式,适合应用在对一组输入通道采样的时差要求
尽量小,但组之间的时间间隔较大的应用场合。当由定时器脉冲或外部时钟有效边沿启动后,以用户设定的参
数开始采样,从第首通道开始顺序转换到末通道结束,转换完后进入等待的时间(时间长短由用户设定),等
待下一个启动信号,如此循环下去。
◆分频器采集模式 :也叫连续采集模式,当由定时器脉冲或外部时钟有效边沿启动后,从首通道开始顺序
转换,到末通道转换完成结束,然后再重新从首通转换到末通道,如此循环直到用户结束转换。
因此,在不同模式下,启动时钟的最大频率不同。由于
转换速度如下:
◆伪同步采集模式 :K 个通道的转换时间 T = 2.5*K (uS ), K=( 末通道-首通道+1) 为一次转换的输
入通道数量。等效每通道最大采样速度:
◆分频器采集模式:每通道最小转换时间:Tmin=2.5uS/通道,等效每通道最大转换速度(KHz):400/(转
换通道个数)。
400K(Hz)/( 末通道 -首通道 +1)。
AD 的转换速度是 400KHz,各种模式下的最大
第二节、A/D 转换启动控制
转换启动可以由软件或外部硬件触发启动整个转换过程,除非用户终止转换,否则将一直转换下去。
一旦启动转换,AD 转换将在板上定时器或外部时钟驱动下按用户设置的起始、终止通道逐一通道顺序、
循环转换。
第三节、板上转换定时器
ART2002 的 16 位定时器为模拟转换提供精确的定时,定时器输入基准时钟为 4MHz,周期为 250 纳秒。
定时器为减法计数器,当由用户设置的初值减到
16
位数据初值范围:2-65535 ,对应周期=0.25*N(uS) ,N :设置的 16 位定时器初值。
◆在分频器采样模式下:最小转换周期为 2.5uS (初值=10 ),由此 ART2002 的转换周期为:2.5uS ~16384uS。
◆伪同步步采集,所谓伪同步采集是指设定的首末通道内以 AD 的最高速率采集(本卡为 400K ,周期为 2.5us,
由 8253/8254 的 0 通道决定),而首末通道之间的时间 T1 可由程序设定,本板由 8253 的通道的时间常数确定,。
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1 时,发出启动脉冲并自动将定时器数据重新设置为初值。
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T1 = 时间常数( 2-65535)× 0.25us,例如:对 2、 3、 4、 5、 6 通道实现伪同步采集如下图:
启动信号
其中:
为触发A/D 转换的周期(一般为本卡最高速率,即400KHz )。此周期可以通过改变参数来实现。
2.5us
T1
为每组转换完之后与下一组转换开始之前的时间间隔,这个时间可由软件按需求设定。
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第四章 编程举例
第一节、查询方式
#include<dos.h>
#include<conio.h>
#define BASEA 0x300
main()
{
int i,j,FirstChannel,LastChannel;
unsigned HEX[32];
float VOL[32];
char ch;
clrscr();
do{
clrscr();
t:
gotoxy(20,10);
clreol();
printf("Please input FirstChannel(0--31):");
scanf("%d",&FirstChannel);
if (FirstChannel>31||FirstChannel<-1) goto t;
tt:
gotoxy(20,10);
clreol();
printf("Please input LastChannel(0--31):");
scanf("%d",&LastChannel);
if (LastChannel>31) goto tt;
if (FirstChannel>LastChannel)
{
gotoxy(20,11);
printf("Input data error,please repeat.");
goto t;
}
clrscr();
gotoxy(1,20);
printf("* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * ");
gotoxy(26,21);
printf("1.Press Pause-break to stop.");
gotoxy(26,22);
printf("2.Press any key to continue.");
gotoxy(26,23);
printf("3.Press ESC to exit.");
while(!kbhit())
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{
outport(BASEA + 0x0c,0x0000);/*
outport(BASEA + 0x0a,0x0000);/*
outport(BASEA + 0x00,0x00ff);/*
/*
设置AD 启动脉冲的宽度,根据AD 芯片和时钟周期设置,具体见文档*/
禁止AD 操作*/
禁止一切中断和DMA 操作*/
设置分频器周期*/
outport(BASEA + 0x02,0x0002);
outport(BASEA + 0x04,0x0200);/*
outport(BASEA + 0x06,0x0001);/*
/*
设置起始通道为0 结束通道为0 ,始0 结束1 为0x0100*/
设置组间隔周期*/
设置组间隔周期,但是现在必须设置为1*/
outport(BASEA + 0x08,LastChannel*256+FirstChannel);
outport(BASEA + 0x0e,0x0000);/*
/ *
/*
以下假设增益为1*/
这连续的两句将启动AD 自动采集,内触发、分频、单极性、内时钟*/
清FIFO*/
outport(BASEA + 0x0c,0x8000); outport(BASEA + 0x0c,0xc000);
/* outport(BASEA + 0x0c,0x8002); outport(BASEA + 0x0c,0xc002);
/* outport(BASEA + 0x0c,0x8004); outport(BASEA + 0x0c,0xc004);/*
集
,内触发、分频、单极性、外时钟 */
/* outport(BASEA + 0x0c,0x8006); outport(BASEA + 0x0c,0xc006);/*
集
,内触发、分组、单极性、外时钟 */
/* outport(BASEA + 0x0c,0x8008); outport(BASEA + 0x0c,0xc008);/*
集
,内触发、分频、双极性、内时钟 */
/* outport(BASEA + 0x0c,0x800A); outport(BASEA + 0x0c,0xc00A);/*
集
,内触发、分组、双极性、内时钟 */
/* outport(BASEA + 0x0c,0x800C); outport(BASEA + 0x0c,0xc00C);/*
集
,内触发、分频、双极性、外时钟 */
/* outport(BASEA + 0x0c,0x800E); outport(BASEA + 0x0c,0xc00E);/*
集
,内触发、分组、双极性、外时钟 */
/* outport(BASEA + 0x0c,0x0001); outport(BASEA + 0x0c,0x8001);/*
集
,外触发、分频、单极性、内时钟 */
/* outport(BASEA + 0x0c,0x0003); outport(BASEA + 0x0c,0x8003);/*
集
,外触发、分组、单极性、内时钟 */
/* outport(BASEA + 0x0c,0x0005); outport(BASEA + 0x0c,0x8005);/*
集
,外触发、分频、单极性、外时钟 */
/* outport(BASEA + 0x0c,0x0007); outport(BASEA + 0x0c,0x8007);/*
集
,外触发、分组、单极性、外时钟 */
/* outport(BASEA + 0x0c,0x0009); outport(BASEA + 0x0c,0x8009);/*
集
,外触发、分频、双极性、内时钟 */
/* outport(BASEA + 0x0c,0x000B); outport(BASEA + 0x0c,0x800B);/*
集
,外触发、分组、双极性、内时钟 */
/* outport(BASEA + 0x0c,0x000D); outport(BASEA + 0x0c,0x800D);/*
集
,外触发、分频、双极性、外时钟 */
/* outport(BASEA + 0x0c,0x000F); outport(BASEA + 0x0c,0x800F);/*
集
,外触发、分组、双极性、外时钟 */
do{
;
这连续的两句将启动AD 自动采
这连续的两句将启动AD 自动采
这连续的两句将启动AD 自动采
这连续的两句将启动AD 自动采
这连续的两句将启动AD 自动采
这连续的两句将启动AD 自动采
这连续的两句将启动AD 自动采
这连续的两句将启动AD 自动采
这连续的两句将启动AD 自动采
这连续的两句将启动AD 自动采
这连续的两句将启动AD 自动采
这连续的两句将启动AD 自动采
这连续的两句将启动AD 自动采
这连续的两句将启动AD 自动采
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}while(!(inport(BASEA + 0x08)&0x2000));/*读取 FIFO状态位 */
j=0;
for(i=FirstChannel;i<LastChannel+1;i++)
{
HEX[i]=(inport(BASEA+0x0e)^0x8000);
VOL[i]=20.0*HEX[i]/65536-10.0;
i f ( i < 1 6 )
{
g o t o x y ( 8 , 4 + i ) ;
printf("VOL[%2.2d]=%+2.5fV HEX[%2.2d]=%4.4x",i,VOL[i],i,HEX[i]);
}
i f ( i > 1 5 )
{
g o t o x y ( 4 2 , 4 + j ) ;
printf("VOL[%2.2d]=%+2.5fV HEX[%2.2d]=%4.4x",i,VOL[i],i,HEX[i]);
j + + ;
}
}
}
ch=getch();
if (ch==27) break;
}while(1);
clrscr();
}
第二节、中断方式
#include<dos.h>
#include<conio.h>
#include<stdio.h>
#define BASEA 0x300
int j,dly=0,n, i,FirstChannel,LastChannel;
unsigned HEX[32];
float VOL[32];
void interrupt far intsev(void) /*
{
for(n=FirstChannel;n<LastChannel+1;n++)
{
HEX[n]=inport(BASEA+0x0e)^0x8000;
}
dly=1;
outport(BASEA + 0x0c,0x0000);/*
中断服务程序*/
禁止AD 操作*/
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outport(BASEA + 0x0a,0x0000);/*禁止一切中断和 DMA操作 */
outp(0x20,0x20); /*
/* outp(0xa0,0x20); /*
/* outp(0xa1,0x20); /*
关中断*/
关中断*/
关中断*/
}
void main(void)
{
char Exit;
clrscr();
do{
clrscr();
t:
gotoxy(20,10);
clreol();
printf("Please input FirstChannel(0--31):");
scanf("%d",&FirstChannel);
if (FirstChannel>31||FirstChannel<-1) goto t;
tt:
gotoxy(20,10);
clreol();
printf("Please input LastChannel(0--31):");
scanf("%d",&LastChannel);
if (LastChannel>31) goto tt;
if (FirstChannel>LastChannel)
{
gotoxy(20,11);
printf("Input data error,please repeat.");
goto t;
}
clrscr();
gotoxy(1,20);
printf("* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * ");
gotoxy(26,21);
printf("1.Press Pause-break to stop.");
gotoxy(26,22);
printf("2.Press any key to continue.");
gotoxy(26,23);
printf("3.Press ESC to exit.");
while(!kbhit())
{
outport(BASEA + 0x0c,0x0000);/*
outport(BASEA + 0x0a,0x0000);/*
禁止AD 操作*/
禁止一切中断和DMA 操作*/
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outport(BASEA + 0x00,0x00ff);/*设置分频器周期 */
outport(BASEA + 0x02,0x0002);/*
档
*/
outport(BASEA + 0x04,0x0200);/*
outport(BASEA + 0x06,0x0001);/*
outport(BASEA + 0x08,LastChannel*256+FirstChannel);/*
设置AD 启动脉冲的宽度,根据AD 芯片和时钟周期设置,具体见文
设置组间隔周期*/
设置组间隔周期,但是现在必须设置为1*/
设置起始通道为0 结束通道为0 ,始0 结束1 为
0x0100*/
outport(BASEA + 0x0e,0x0000);/*
outp(0x21,0x00); /*
/* outp(0xa1,0); /*
setvect(0x0f,intsev); /*
/ *
以下假设增益为1*/
设置中断7 的屏蔽位*/
清中断*/
安装中断服务程序*/
outport(BASEA + 0x0c,0x8000); outport(BASEA + 0x0c,0xc000);/*
清FIFO*/
这连续的两句将启动AD 自动采集,
内触发、分频、单极性、内时钟*/
/* outport(BASEA + 0x0c,0x8002); outport(BASEA + 0x0c,0xc002);/*
集
,内触发、分组、单极性、内时钟 */
/* outport(BASEA + 0x0c,0x8004); outport(BASEA + 0x0c,0xc004);/*
集
,内触发、分频、单极性、外时钟 */
/* outport(BASEA + 0x0c,0x8006); outport(BASEA + 0x0c,0xc006);/*
集
,内触发、分组、单极性、外时钟 */
/* outport(BASEA + 0x0c,0x8008); outport(BASEA + 0x0c,0xc008);/*
集
,内触发、分频、双极性、内时钟 */
/* outport(BASEA + 0x0c,0x800A); outport(BASEA + 0x0c,0xc00A);/*
集
,内触发、分组、双极性、内时钟 */
/* outport(BASEA + 0x0c,0x800C); outport(BASEA + 0x0c,0xc00C);/*
集
,内触发、分频、双极性、外时钟 */
/* outport(BASEA + 0x0c,0x800E); outport(BASEA + 0x0c,0xc00E);/*
集
,内触发、分组、双极性、外时钟 */
/* outport(BASEA + 0x0c,0x0001); outport(BASEA + 0x0c,0x8001);/*
集
,外触发、分频、单极性、内时钟 */
/* outport(BASEA + 0x0c,0x0003); outport(BASEA + 0x0c,0x8003);/*
集
,外触发、分组、单极性、内时钟 */
/* outport(BASEA + 0x0c,0x0005); outport(BASEA + 0x0c,0x8005);/*
集
,外触发、分频、单极性、外时钟 */
/* outport(BASEA + 0x0c,0x0007); outport(BASEA + 0x0c,0x8007);/*
集
,外触发、分组、单极性、外时钟 */
/* outport(BASEA + 0x0c,0x0009); outport(BASEA + 0x0c,0x8009);/*
集
,外触发、分频、双极性、内时钟 */
/* outport(BASEA + 0x0c,0x000B); outport(BASEA + 0x0c,0x800B);/*
集
,外触发、分组、双极性、内时钟 */
/* outport(BASEA + 0x0c,0x000D); outport(BASEA + 0x0c,0x800D);/*
集
,外触发、分频、双极性、外时钟 */
/* outport(BASEA + 0x0c,0x000F); outport(BASEA + 0x0c,0x800F);/*
集
,外触发、分组、双极性、外时钟 */
enable(); /*
开中断*/
这连续的两句将启动AD 自动采
这连续的两句将启动AD 自动采
这连续的两句将启动AD 自动采
这连续的两句将启动AD 自动采
这连续的两句将启动AD 自动采
这连续的两句将启动AD 自动采
这连续的两句将启动AD 自动采
这连续的两句将启动AD 自动采
这连续的两句将启动AD 自动采
这连续的两句将启动AD 自动采
这连续的两句将启动AD 自动采
这连续的两句将启动AD 自动采
这连续的两句将启动AD 自动采
这连续的两句将启动AD 自动采
这连续的两句将启动AD 自动采
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outport(BASEA + 0x0a,0xa700);/*中断7半满 */
/* outport(BASEA + 0x0a,0x9700);/*
/* outport(BASEA + 0x0a,0xc700);/*
中断7 非空*/
中断7 全满*/
do{
;
}while(!dly); /*
等中断*/
dly=0;
j = 0 ;
for(i=FirstChannel;i<(LastChannel+1);i++)
{
/*HEX[i]=(inport(BASEA+0x0e)^0x8000);*/
VOL[i]=20.0*HEX[i]/65536-10.0;
i f ( i < 1 6 )
{
g o t o x y ( 8 , 4 + i ) ;
printf("VOL[%2.2d]=%+2.5fV HEX[%2.2d]=%4.4x",i,VOL[i],i,HEX[i]);
}
if(i>=16)
{
g o t o x y ( 4 2 , 4 + j ) ;
printf("VOL[%2.2d]=%+2.5fV HEX[%2.2d]=%4.4x",i,VOL[i],i,HEX[i]);
j + + ;
}
}
}
Exit=getch();
if (Exit==27) break;
}while(1);
clrscr();
}
第三节、DMA 方式
#include<dos.h>
#include<conio.h>
#define BASEA 0x300
main()
{
int k,j,FirstChannel,LastChannel;
unsigned i,HEX[32];
float VOL[32];
char ch;
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clrscr();
do{
clrscr();
t:
gotoxy(20,10);
clreol();
printf("Please input FirstChannel(0--31):");
scanf("%d",&FirstChannel);
if (FirstChannel>31||FirstChannel<-1) goto t;
tt:
gotoxy(20,10);
clreol();
printf("Please input LastChannel(0--31):");
scanf("%d",&LastChannel);
if (LastChannel>31) goto tt;
if (FirstChannel>LastChannel)
{
gotoxy(20,11);
printf("Input data error,please repeat.");
goto t;
}
clrscr();
gotoxy(1,20);
printf("* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * ");
gotoxy(26,21);
printf("1.Press Pause-break to stop.");
gotoxy(26,22);
printf("2.Press any key to continue.");
gotoxy(26,23);
printf("3.Press ESC to exit.");
while(!kbhit())
{
outport(BASEA + 0x0c,0x0000);/*
outport(BASEA + 0x0a,0x0000);/*
outport(BASEA + 0x00,0xfffF);/*
设置 AD 启动脉冲的宽度,根据 AD 芯片和时钟周期设置,具体见文档*/
/*
禁止AD 操作*/
禁止一切中断和 DMA 操作*/
设置分频器周期*/
outport(BASEA + 0x02,0x0002);
outport(BASEA + 0x04,0x0200);/*
outport(BASEA + 0x06,0x0001);/*
outport(BASEA + 0x08,0x1f00);/*
outport(BASEA + 0x0e,0x0000);/*
/* outport(BASEA + 0x0a,0x00a6);/*DMA6
outport(BASEA + 0x0a,0x0096);/*DMA6
/* outport(BASEA + 0x0a,0x00c6);/*DMA6
设置组间隔周期*/
设置组间隔周期,但是现在必须设置为 1*/
设置起始通道为 0 结束通道为 0 增益为 1*/
清 FIFO*/
半满*/
非空*/
全满*/
/*for(i=0;i<300;i=i+2)
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{
poke(0x4000,i,0);
}*/
outp(0x08,0x04);
outp(0xd0,0x04);
outp(0xd8,0x00);
outp(0xd6,0x46);
outp(0xd6,0xc4);
outp(0xd2,0x02);
outp(0x89,0x04);
outp(0xc8,0x00);
outp(0xc8,0x00);
outp(0xca,0x01);
outp(0xca,0x01);
outp(0xd4,0x02);
outp(0x08,0x00);
outp(0xd0,0x00);
outport(BASEA + 0x0c,0x8000);
outport(BASEA + 0x0c,0xc000);/*
j=0;
for(i=FirstChannel*2;i<LastChannel*2+1;i=i+2)
{
HEX[i]=peek(0x4000,i)^0x8000;
VOL[i]=20.0*HEX[i]/65536-10.0;
if(i/2<16)
{
gotoxy(8,4+i/2);
printf("VOL[%2.2d]=%+2.5fV HEX[%2.2d]=%4.4
x",i/2,VOL[i],i/2,HEX[i]);
}
if(i/2>15)
{
gotoxy(42,4+j);
printf("VOL[%2.2d]=%+2.5fV
HEX[%2.2d]=%4.4x",i/2,VOL[i],i/2,HEX[i]);
j + + ;
}
}
}
ch=getch();
if (ch==27) break;
}while(1);
clrscr();
}
这连续的两句将启动AD 自动采集*/
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第五章 产品的应用注意事项、校准、保修
第一节、使用注意事项
在公司售出的产品包装中,用户将会找到这本说明书和ART2002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
第二节、A/D 的校准
量程为例,说明校准过程:
伏电压,CH1 接正满度电压4999.39 毫伏,运行ART2002测试程序,调整电位器RP1,使CH0电压为0.000MV,调
整电位器
法同上。
ART2002板时,应注意以下问题:
◆ ART2002板正面的IC芯片不要用手去摸,防止芯片受到静电的危害。
◆ 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;先关信号源的电源,后关主机电源。
ART2002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。下面以±5V
准备一块5 位半精度以上数字电压表,安装好ART2002 ,打开主机电源,预热15 分种。
◆ 设定放大器增益为1 性况下:选模拟输入的任两个通道,比如CH0 、CH1 通道,将CH0 通道输入接0
RP2,使 CH1电压为 4999.89MV。重复以上步骤,直到满足要求为止。
◆ 如果放大器增益大于1, 在程控增益控制字内键入相应值,CH1通道也要接入相应的满度电压,校准方
第三节、保修
ART2002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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