Beijing Art Technology PCI8603 Service Manual

PCI8603 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......................................................................................................................................................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、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、跳线器................................................................................................................................................4

四、状态灯................................................................................................................................................4

五、物理 ID 拨码开关..............................................................................................................................4

第三章 信号输入输出连接器..................................................................................................................................6

第四章 各种信号的连接方法..................................................................................................................................8

第一节、AD 模拟量输入的信号连接方法 .....................................................................................................8

一、AD 单端输入连接方式 .....................................................................................................................8

二、AD 双端输入连接方式 .....................................................................................................................8

第二节、DA 模拟量输出的信号连接方法 .....................................................................................................9

第三节、DI 数字量输入的信号连接方法.......................................................................................................9

第四节、DO 数字量输出的信号连接方法 .....................................................................................................9

第五节、板外时钟输入输出和触发信号连接方法 ......................................................................................10

第六节、多卡同步的实现方法......................................................................................................................10

第五章 数据格式、排放顺序及换算关系 ............................................................................................................ 12

第一节、AD 模拟量输入数据格式及码值换算 ........................................................................................... 12

一、AD 双极性模拟量输入的数据格式 ...............................................................................................12

二、AD 单极性模拟量输入数据格式 ...................................................................................................12

三、关于 AD 数据端口高位空闲部分的定义 ......................................................................................12

第二节、AD 单通道与多通道采集时的数据排放顺序 ...............................................................................13

一、单通道..............................................................................................................................................13

二、多通道..............................................................................................................................................13

第三节、DA 模拟量输出数据格式及码值换算 ........................................................................................... 13

一、DA 单极性模拟量输出数据格式 ...................................................................................................13

二、DA 双极性电压输出的数据格式 ...................................................................................................14

第六章 各种功能的使用方法................................................................................................................................15

第一节、AD 触发功能的使用方法 ...............................................................................................................15

一、AD 内触发功能 ............................................................................................................................... 15

二、AD 外触发功能 ............................................................................................................................... 15

第二节、AD 内时钟与外时钟功能的使用方法 ........................................................................................... 18

一、AD 内时钟功能 ............................................................................................................................... 18

二、AD 外时钟功能 ............................................................................................................................... 18

第三节、AD 连续与分组采集功能的使用方法 ........................................................................................... 18

一、AD 连续采集功能 ...........................................................................................................................18

1

PCI8603 数据采集卡硬件使用说明书 版本：6.1.11

二、AD 分组采集功能 ...........................................................................................................................19

第四节、DA 触发功能的使用方法 ...............................................................................................................21

第五节、DA 内时钟与外时钟功能的使用方法............................................................................................22

一、DA 内时钟功能 ...............................................................................................................................22

二、DA 外时钟功能 ...............................................................................................................................22

第七章 产品的应用注意事项、校准、保修 ........................................................................................................23

第一节、注意事项..........................................................................................................................................23

第二节、AD 模拟量输入的校准 ...................................................................................................................23

第三节、DA 模拟量输出的校准 ...................................................................................................................23

第四节、保修..................................................................................................................................................23

附录 A：各种标识、概念的命名约定 ..................................................................................................................24

2

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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，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
PCI8603 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：AD7322

◆ 输入量程(InputRange)：±10V、±5V(默认)、±2.5V、0～10V

◆ 转换精度：12 位(Bit)

◆ 采样速率(Frequency)：1Hz～100KHz
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 = 20MHz，32 位分频，分频数的取值范围：最低为

200，最高为 20000000

◆ 模拟输入通道总数：16 路单端，8 路双端

◆ 采样通道数：软件可选择，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： 1K 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

◆ 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）：AT R( 模拟触发信号)和 DTR(数字触发信号)

◆ 触发源 AT R 输入范围：0～10V

◆ 触发源 DTR 输入范围：标准 TTL 电平

1

PCI8603 数据采集卡硬件使用说明书 版本：6.1.11

◆ 触发电平：±10V

◆ AD 转换时间：800Ns(max)

◆ 程控放大器类型：默认为 AD8251，兼容 AD8250、AD8253

◆ 程控增益：1、2、4、8 倍(AD8251)或 1、2、5、10 倍(AD8250)或 1、10、100、1000 倍(AD8253)

◆ 模拟输入阻抗：10MΩ

◆ 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：AD7945

◆ 输出量程(OutputRange)：0～5V、0～10V、±5V(默认)、±10V

◆ 转换精度：12 位(Bit)

◆ 建立时间：600nS(to0.01%)

◆ 输出点速率(Frequency)： 1MHz（1uS/点），软件可调。可调范围： 0.01Hz～1MHz
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 40，最高为 2

◆ 通道数：2 路

◆ 输出阻抗：50Ω或 75Ω（根据通道的跳线设置，详见《

◆ 触发源(TriggerSource)：软件内触发，硬件模拟外触发（ATR ）、硬件数字外触发（DTR）

◆ 触发模式(TriggerMode)：单次、连续、单步和紧急触发（此功能详见软件说明书中触发功能部分）

◆ 触发方向(TriggerDir)：负向触发、正向触发、正负向触发

◆ 触发电平：软件可设置，触发电平 256 级软件可调(±10V)

◆ 时钟源(ClockSource)：内时钟和外时钟源软件可选

◆ 存诸器深度：每路 256K 字（点）RAM 存储器

◆ 非线性误差：±1LSB(最大)

◆ 输出误差(满量程)：±1LSB

◆ 工作温度范围：-40 ℃ ～ +85℃

◆ 存储温度范围：-40℃ ～ +120℃

32

跳线器》部分）

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

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◆ 上电输出：低电平

第六节、其他指标

◆ 板载时钟振荡器：40MHz

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PCI8603 数据采集卡硬件使用说明书 版本：6.1.11

第二章 元件布局图及简要说明

第一节、主要元件布局图

第二节、主要元件功能说明

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《

二、电位器

RP2：AD 模拟量信号输入零点调节
RP7：AD 模拟量信号输入满度调节
RP3：DA0 模拟量信号输出零点调节
RP6：DA1 模拟量信号输出零点调节
RP4：DA0 模拟量信号输出满度调节
RP5：DA1 模拟量信号输出满度调节
PR1：触发电平满度调节
PR2：触发电平零点调节
RP1：暂时未用

以上电位器的详细说明请参考《

三、跳线器

JP1～JP2：AO0、AO1 输出阻抗设置，将对应通道跳线 1、2 相连，则输出阻抗为 75 欧姆，2、3 相连， 输

出阻抗为 50 欧姆。

四、状态灯

+5VA：+5 伏模拟电源指示灯，指示灯为亮状态表示板卡供电正常

-5VA：-5 伏模拟电源指示灯，指示灯为亮状态表示板卡供电正常
+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
FIFO_OVR：FIFO 溢出指示灯，指示灯为亮状态表示 FIFO 溢出
AD_STATUS：AD 状态指示灯
RAM_LED1：RAM 存储器指示灯
RAM_LED0：RAM 存储器指示灯

五、物理 ID 拨码开关

DID1：设置物理ID号，当PC机中安装的多块PCI8603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的区别请参考软件说明书
《PCI8603S》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）。

ID0ID1ID2ID3

ON

1

234

信号输入输出连接器》章节。

产品的应用注意事项、校准、保修》章节。

DID1

ON

4

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上图表示“1111”，则表示的物理ID号为15

ID0ID1ID2ID3

ON

1

234

DID1

ON

上图表示“0111”，则代表的物理ID号为7

ID0ID1ID2ID3

ON

1

234

DID1

ON

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） OFF（0） OFF（0）
OFF（0） OFF（0） ON（1）
OFF（0） OFF（0） ON（1）
OFF（0）

ON（1）

OFF（0） ON（1）
OFF（0） ON（1） ON（1） OFF（0）
OFF（0） ON（1） ON（1）

ON（1） OFF（0） OFF（0） OFF（0）
ON（1） OFF（0） OFF（0）
ON（1） OFF（0） ON（1） OFF（0）
ON（1） OFF（0） ON（1）
ON（1） ON（1） OFF（0） OFF（0）
ON（1） ON（1） OFF（0）
ON（1） ON（1） ON（1） OFF（0）
ON（1） ON（1） ON（1）

OFF（0） 0 0

ON（1） 1 1

OFF（0） 2 2

ON（1） 3 3

OFF（0） OFF（0）

4 4

OFF（0） ON（1） 5 5

6 6

ON（1） 7 7

8 8

ON（1） 9 9

A 10

ON（1） B 11

C 12

ON（1） D 13

E 14

ON（1） F 15

5

PCI8603 数据采集卡硬件使用说明书 版本：6.1.11

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）

AI2

AI5

AI8

AI11

AI14

AGND

AGND

AGND

ATR

AGND

+5VD

NC

CLKOUT

DGND

DI1

DI4

DI7

DO2

DO5

DGND

62

61

60

59

58

57

56

55

54

53

52

51

50

49

48

47

46

45

44

43

42

41

40

39

38

37

36

35

34

33

32

31

30

29

28

27

26

25

24

23

22

21

20

19

18

17

16

15

14

13

12

11

10

AI0
AI1
AI3
AI4
AI6
AI7
AI9
AI10
AI12
AI13
AI15
AGND
AGND
AGND
DA0
AGND
AGND
AGND
DA1
AGND
AGND
NC
NC
NC

9

CLKIN
DGND

8

DTR
DGND

7

DGND
DI0

6

DI2
DI3

5

DI5
DI6

4

DO0
DO1

3

DO3
DO4

2

DO6
DO7

1

DGND
DGND

关于 62 芯 D 型插头 CN1 的管脚定义（表格方式）

管脚信号名称 管脚特性 管脚功能定义 注释
AI0～AI15 Input AD模拟量输入管脚，分别对应于16个模拟单端通道，当

为双端时，其AI0-AI7分别与AI8-AI15构成信号输入的正
负两端，即AI0-AI7接正端，AI8-AI15接负端

AO0～AO1 Output DA模拟量输出管脚，对应2个模拟量输出通道

6