Beijing Art Technology USB2816 Service Manual
USB2816 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 ........................................................................................................................................3
第一节、产品应用 ................................................................................................................................3
第二节、AD 模拟量输入功能..............................................................................................................3
第三节、DA 模拟量输出功能..............................................................................................................4
第四节、DI 数字量输入功能 ...............................................................................................................4
第五节、DO 数字量输出功能..............................................................................................................4
第六节、定时/计数器 8254 ..................................................................................................................5
第七节、板卡尺寸 ................................................................................................................................5
第八节、产品安装核对表.....................................................................................................................5
第九节、安装指导 ................................................................................................................................5
一、软件安装指导.........................................................................................................................5
二、硬件安装指导.........................................................................................................................5
第二章 元件布局图 ......................................................................................................................................6
第一节、主要元件布局图.....................................................................................................................6
第二节、主要元件功能说明.................................................................................................................6
一、信号输入输出连接器.............................................................................................................6
二、电位器 ....................................................................................................................................6
三、跳线器 ....................................................................................................................................7
第三章 信号输入输出连接器.......................................................................................................................8
第一节、AD 模拟量信号输入连接器定义..........................................................................................8
第二节、DI/DO 数字量信号输入输出连接器定义.............................................................................8
第四章 跳线器设置 ....................................................................................................................................10
第一节、AD 模拟量输入跳线器设置................................................................................................10
一、AD 模拟信号输入接地方式选择........................................................................................10
二、AD 模拟信号输入量程选择................................................................................................10
第二节、DA 模拟量输出跳线器设置................................................................................................10
一、DA 模拟信号输出量程选择................................................................................................10
第五章 各种信号的连接方式.....................................................................................................................11
第一节、AD 模拟量输入的信号连接方式........................................................................................11
一、AD 单端输入连接方式........................................................................................................11
二、AD 双端输入连接方式........................................................................................................11
第二节、DA 模拟量输出的信号连接方法........................................................................................12
第三节、DI 数字量输入的信号连接方法 .........................................................................................12
第四节、DO 数字量输出的信号连接方法........................................................................................12
第六章 数据格式、排放顺序及换算关系.................................................................................................13
第一节、AD 模拟量输入数据格式及码值换算 ................................................................................13
一、AD 双极性模拟量输入的数据格式....................................................................................13
二、AD 单极性模拟量输入数据格式........................................................................................13
第二节、AD 单通道与多通道采集时的数据排放顺序 ....................................................................13
第三节、DA 模拟量输出数据格式....................................................................................................14
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USB2816 数据采集卡硬件使用说明书 版本：6.1.16
一、DA 单极性输出时的数据格式............................................................................................14
二、DA 双极性电压输出的数据格式........................................................................................14
第七章 定时/计数器 8254 的使用方法......................................................................................................16
第一节、六种工作方式概述...............................................................................................................16
第二节、对未知频率信号源进行测频工作的说明...........................................................................18
第八章 产品的应用注意事项、校准、保修.............................................................................................20
第一节、注意事项 ..............................................................................................................................20
第二节、AD 模拟量输入的校准........................................................................................................20
第三节、DA 模拟量输出的校准........................................................................................................20
第四节、DA 使用说明........................................................................................................................20
第五节、保修 ......................................................................................................................................20
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北京阿尔泰科技发展有限公司
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
USB2816 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：AD7663
◆ 输入量程(InputRange)：±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，不提供精确的硬件分频功能
注释：各通道实际采样速率 = 总采样速率/采样通道数
◆ 物理通道数：16 通道(单端 SE), 8 通道(双端 DI)
◆ 采样通道数：软件可选择,通过设置首通道(FirstChannel)和末通道(LastChannel)实现
◆ 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)
◆ 采样方式：软件触发采集
◆ 数据读取方式：软件查询批量读取
◆ 放大器类型：INA128
◆ 放大器增益 G 与电阻 NC1 的运算关系为： G ＝ 1 ＋ 50K/NC1
注释：放大器增益与电阻 NC1 的对应关系如表 1 所示
◆ 模拟输入阻抗: >100M
◆ 触发模式(TriggerMode)：软件内触发
◆ 时钟源选项(ClockSource)：板内时钟
◆ 系统测量精度：0.01%
◆ 工作温度范围：0℃ ～ +50℃
◆ 存储温度范围：- 20℃ ～ +70℃
表 1
增益 （计算得到的阻值）NC1 最接近的阻值（1%的精度）NC1
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USB2816 数据采集卡硬件使用说明书 版本：6.1.16
1 空 空
2 50.00K 49.9K
5 12.50K 12.4K
10 5.556K 5.62K
20 2.632K 2.61K
50 1.02K 1.02K
100 505.1 511
200 251.3 249
500 100.2 100
1000 50.05 49.9
2000 25.01 24.9
5000 10.00 9.88
10000 5.001 4.94
第三节、DA 模拟量输出功能
◆ 转换器：DAC7625
◆ 输出量程：0～5V、0~10V、±5V、±10V
◆ 转换精度：12 位
◆ 输出速率：100KHz（10us/点）
◆ 建立时间：10S(0.012%精度)
◆ 输出通道数：4 路
◆ 非线性误差：±2LIB(最大)
◆ 输出误差(满量程)：±1LIB
◆ 工作温度范围：0℃ ～ +50℃
◆ 存储温度范围：- 20℃ ～ +70℃
第四节、DI 数字量输入功能
◆ 锁存器：74LS245
◆ 通道数：8 路
◆ 电气标准: TTL 兼容
◆ 最大吸收电流：小于 0.5 毫安
◆ 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
◆ 驱动器：74LS273
◆ 通道数：8 路
◆ 电气标准: TTL 兼容
◆ 最大下拉上拉电流：下拉电流 20mA，上拉电流 2.6 mA
◆ 高电平的最低电压：3.4V
◆ 低电平的最高电压：0.5V
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第六节、定时/计数器 8254
◆ 计数器通道个数：三个独立的减法计数器
◆ 计数器位数：16Bit
◆ 操作类型(OperateType)：四种操作类型软件可选
◆ 计数方式(CountMode)：六种计数方式软件可选
◆ 计数类型(CountType)：二进制计数和 BCD 码计数
◆ 输入电气标准(CLKn、GATEn)：低电平的最高电压为 0.8V，高电平的最低电压为 2.2V
◆ 输出电气标准(OUTn)：低电平的最高电压为 0.4V，高电平的最低电压为 3.0V
第七节、板卡尺寸
板卡尺寸：120mm(长) x 98.7mm(宽) x 20mm(高)
第八节、产品安装核对表
打开 USB2816 板卡包装后，你将会发现如下物品：
1、 USB2816 板卡一个
2、 ART 软件光盘一张，该光盘包括如下内容 ：
a) 本公司所有产品驱动程序，用户可在 USB 目录下找到 USB2816 驱动程序；
b) 用户手册（pdf 格式电子文档）；
第九节、安装指导
一、软件安装指导
在不同操作系统下安装USB2816板卡的方法一致，在本公司提供的光盘中含有安装程序Setup.exe，
用户双击此安装程序按界面提示即可完成安装。
二、硬件安装指导
在硬件安装前首先关闭系统电源，待板卡固定后开机，开机后系统会自动弹出硬件安装向导，用户
可选择系统自动安装或手动安装。
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USB2816 数据采集卡硬件使用说明书 版本：6.1.16
第一节、主要元件布局图
JP1,JP2,JP3
JP4,JP5
JP6
第二章 元件布局图
NC1
RP1
P1
JP7,JP8
JP10,JP12
RP2,RP3
RP4,RP5,RP6
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
二、电位器
JP9
JP11
CN1：模拟量信号输入/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《
RP1：AD 模拟量信号输入满度调节
RP2～RP5：DA 模拟量信号输出 AO0～AO3 满度调节
RP6：DA 模拟量信号输出 AO0～AO3 零点调节
NC1：放大增益相关电阻
注解：以上电位器的详细说明请参考《
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。
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