Beijing Art Technology USB2805 Service Manual

USB2805 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

第二章 元件布局图 .................................................................................................................................................3

第一节、主要元件布局图................................................................................................................................3

第二节、主要元件功能说明............................................................................................................................3

一、信号输入输出连接器........................................................................................................................3

二、电位器 ...............................................................................................................................................3

三、跳线器 ...............................................................................................................................................4

四、状态指示灯 .......................................................................................................................................4

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

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

第一节、AD/DA 模拟量信号输入输出连接器定义 ......................................................................................6

第二节、DI/DO 数字量信号输入输出连接器定义........................................................................................7

第四章 跳线器设置 .................................................................................................................................................8

第一节、AD 模拟量输出跳线器设置.............................................................................................................8

一、AD 模拟信号输出量程选择.............................................................................................................8

二、AD 模拟信号输入单双端方式选择.................................................................................................8

第二节、DA 模拟量输出跳线器设置.............................................................................................................8

一、AO0～AO3 模拟信号输出量程选择 ...............................................................................................8

二、AO4～AO7 模拟信号输出量程选择 ...............................................................................................9

第五章 各种信号的连接方式................................................................................................................................10

第一节、AD 模拟量输入的信号连接方式...................................................................................................10

一、AD 单端输入连接方式...................................................................................................................10

二、AD 双端输入连接方式...................................................................................................................10

第二节、DA 模拟量输出的信号连接方法...................................................................................................11

第三节、DI 数字量输入的信号连接方法 .................................................................................................... 11

第四节、DO 数字量输出的信号连接方法...................................................................................................12

第五节、时钟输入输出和触发信号连接方法..............................................................................................12

第六节、多卡同步的实现方法......................................................................................................................12

第六章 数据格式、排放顺序及换算关系............................................................................................................15

第一节、AD 模拟量输入数据格式及码值换算...........................................................................................15

一、AD 双极性模拟量输入的数据格式...............................................................................................15

二、AD 单极性模拟量输入数据格式...................................................................................................15

第二节、AD 单通道与多通道采集时的数据排放顺序 ...............................................................................15

第三节、DA 模拟量输出数据格式...............................................................................................................16

一、DA 单极性输出时的数据格式.......................................................................................................16

二、DA 双极性电压输出的数据格式...................................................................................................16

第七章 各种功能的使用方法................................................................................................................................18

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USB2805 数据采集卡硬件使用说明书 版本：6.1.13

第一节、AD 触发功能的使用方法 .............................................................................................................. 18

一、AD 内触发功能.............................................................................................................................. 18

二、AD 外触发功能.............................................................................................................................. 18

第二节、AD 内时钟与外时钟功能的使用方法 .......................................................................................... 21

一、AD 内时钟功能.............................................................................................................................. 21

二、AD 外时钟功能.............................................................................................................................. 21

第三节、AD 连续与分组采集功能的使用方法 .......................................................................................... 21

一、AD 连续采集功能 .......................................................................................................................... 21

二、AD 分组采集功能 .......................................................................................................................... 22

第八章 产品的应用注意事项、校准、保修....................................................................................................... 25

第一节、注意事项......................................................................................................................................... 25

第二节、AD 模拟量输入的校准 .................................................................................................................. 25

第三节、DA 模拟量输出的校准 .................................................................................................................. 25

第四节、DA 使用说明.................................................................................................................................. 25

第五节、保修................................................................................................................................................. 26

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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。我公司推出的基
于 PCI 总线、USB 总线等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，获得多家客户的一致好评，是一系列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

USB2805 卡是一种基于 USB 总线的数据采集卡，可直接和计算机的 USB 接口相连，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：AD7663ASTZ

◆ 输入量程：±10V、±5V、±2.5V、0～10V、0～5V

◆ 转换精度：16 位(Bit)

◆ 采样速率(Frequency)：最高系统通过率 250KHz
注释：各通道实际采样速率 = 总采样速率/采样通道数

分频公式：采样频率 = 主频 / 分频数，其中主频 = 40MHz，32 位分频，分频数的取值范围：最低为

32

160，最高为 2

◆ 物理通道数：64 通道(单端 SE)，32 通道(双端 DI)

◆ 采样通道数：软件可选择,通过设置首末通道实现(LastChannel – FirstChannel + 1)

◆ 通道切换方式：首末通道顺序切换(软件触发切换,只有发出读数据命令时才有切换动作)

◆ 模拟量输入方式：单端模拟输入和双端模拟输入(双端也叫差分输入)

◆ 数据读取方式：非空和半满查询方式

◆ 存诸器深度： 8K 字（点）FIFO 存储器

◆ 存储器标志：非空、半满、溢出

◆ 采集方式(ADMode)：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 32767uS (时间)

◆ 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）

◆ 触发模式(TriggerMode)：软件触发(内触发)和硬件后触发（外触发）

◆ 触发类型(TriggerType)：边沿触发和脉冲触发(电平)

◆ 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

◆ 程控放大器类型：AD8251(兼容 AD8250)

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USB2805 数据采集卡硬件使用说明书 版本：6.1.13

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

◆ AD 芯片转换时间：1.25uS

◆ 模拟输入阻抗: >1GΩ

◆ 放大器建立时间：2us

◆ 非线性误差：±3LSB(最大)

◆ 系统测量精度：0.01%

◆ 工作温度范围：-40℃ ～ +85℃

◆ 存储温度范围：-40℃ ～ +120℃

第三节、DA 模拟量输出功能

◆ 转换器: AD5725

◆ 输出量程：0～5V、0～10V、±5V、±10V

◆ 转换精度：12 位

◆ 建立时间：10μS

◆ 输出通道数：8 路

◆ 非线性误差：±1LIB(最大)

◆ 输出误差(满量程)：±1LIB

◆ 工作温度范围：-40℃ ～ +85℃

◆ 存储温度范围：-40℃ ～ +120℃

第四节、DI 数字量输入功能

◆ 通道数：16 路

◆ 电气标准: CMOS 兼容

◆ 高电平的最低电压：3.5V

◆ 低电平的最高电压：1.5V

第五节、DO 数字量输出功能

◆ 通道数：16 路

◆ 电气标准: CMOS 兼容

◆ 高电平的最低电压：4.45V

◆ 低电平的最高电压：0.5V

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第一节、主要元件布局图

第二章 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/输出信号连接器
P1：DI/DO 数字信号输入/输出连接器

注解：以上连接器的详细说明请参考《信号输入输出连接器》章节。

二、电位器

RP1：触发电平的基准值满度调节
RP2：AD 模拟量信号输入零点调节
RP3：AD 模拟量信号输入满度调节
RP8：AO0～AO3 模拟量信号输出零点调节
RP10：AO0 模拟量信号输出满度调节
RP11：AO1 模拟量信号输出满度调节
RP5：AO2 模拟量信号输出满度调节
RP4：AO3 模拟量信号输出满度调节
RP13：AO4～AO7 模拟量信号输出零点调节

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RP9：AO4 模拟量信号输出满度调节
RP12：AO5 模拟量信号输出满度调节
RP7：AO6 模拟量信号输出满度调节
RP6：AO7 模拟量信号输出满度调节

注解：以上电位器的详细说明请参考《

产品的应用注意事项、校准、保修》章节。

三、跳线器

JP1、JP2、JP3：AD 模拟量信号输入量程选择
JP4、JP5：模拟量信号输入单端、双端选择
JP6、JP12：AO0～AO3 模拟量信号输出单极性、双极性选择
JP13、JP14、JP8、JP7：DA 模拟量信号输出 AO0～AO3 量程选择
JP11、JP17：AO4～AO7 模拟量信号输出单极性、双极性选择
JP15、JP16、JP10、JP9：DA 模拟量信号输出 AO4～AO7 量程选择
JPW1：加载 USB 控制器程序，默认情况下 1-2 脚跨接

注解：以上跳线器的详细说明请参考《

跳线器设置》章节。

四、状态指示灯

OVR：FIFO 溢出指示灯。指示灯为亮状态表示 FIFO 溢出
Half：FIFO 半满指示灯
Npt：FIFO 非空指示灯

五、物理ID拨码开关

DID1：设置物理ID号，当PC机中安装的多块USB2805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
《USB2805S》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

1234

ON

上图表示“1111”，则表示的物理ID号为15

ID0ID1ID2ID3

1234

ON

上图表示“0111”，则代表的物理ID号为7

ID0ID1ID2ID3

1234

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：

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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

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第三章 信号输入输出连接器

第一节、AD/DA 模拟量信号输入输出连接器定义

关于 78 芯 D 型插头 CN1 的管脚定义（图形方式）

AI13

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AI3

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AI1

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AI0

AGND

AO0

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AO4

AO6
ATR

CLKIN

78

77

76

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73

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AGND

AO1

AO3

AO5

AO7

DTR

CLKOUT

关于78芯D型插头CN1的管脚定义(表格形式)

管脚信号名称 管脚特性 管脚功能定义 注释
AI0～AI63 Input AD模拟量输入管脚，分别对应于64个模拟单端通道，当为双

端时，其AI0-AI31分别与AI32-AI63构成信号输入的正负两端，
即AI0-AI31接正端，AI32-AI63接负端。

AO0～AO7 Output AD模拟量输出管脚，对应于8个模拟输出单端通道
AGND GND 模拟信号地，当输入输出模拟信号时最好用它作为参考地

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