PM-512 高精度模入接口卡技术说明书1. 概述PM-512高精度模入接口卡适用于提供了PC104 总线的嵌入式微机。

其操作系统可选用经典的MS-DOS 或目前流行的 Windows 系列等多种操作系统。

PM-512高精度模入接口卡安装使用简便、功能齐全。

其A/D 转换启动方式可以选用程控频率触发、程控单步触发、外部TTL信号触发以及外部时钟同步触发等多种方式。

A/D转换后的数据结果通过先进先出存储器（FIFO）缓存后由PC104总线读出。

为方便用户，本卡还提供了符合TTL电平的8路数字量输入和8路数字量输出信号通道。

2. 主要技术参数2.1模入部分( 标*为出厂标准状态，下同 )2.1.1输入通道数：单端16路* / 双端8路2.1.2 输入信号范围：0～10V*；0～5V；±5V；±10V2.1.3 输入阻抗：≥10MΩ2.1.4 输入通道选择方式：单通道程序指定/多通道自动扫描2.1.5 A/D转换分辩率：16位2.1.6 A/D最高转换速率：100KHz2.1.7 A/D采样程控频率：1KHz/5KHz/10KHz/50KHz/100KHz/外部时钟2.1.8 A/D启动方式：程控频率触发/程控单步触发/外部TTL信号触发2.1.9 A/D转换输出码制：单极性原码*／双极性偏移码2.1.10 FIFO存储器容量：8K×16bit（全满）/4K×16bit（半满）2.1.11 数据读取识别方式：FIFO半满查询/FIFO非空查询/FIFO半满中断2.1.12 系统综合误差：≤0.02％ F.S2.2 开关量部分2.2.1 输入路数：8路TTL电平2.2.2 输出路数：8路TTL电平2.3 电源功耗： +5V(±10％)≤500mA2.4环境要求：工作温度：10℃～40℃相对湿度： 40％～80％存贮温度：-55℃～+85℃2.5 外型尺寸：长×高＝90mm×96mm3. 工作原理工作原理简介PM-512高精度模入接口卡主要由高速多路模拟开关选通电路、高速高精度放大电路、高精度模数转换电路、先进先出(FIFO)缓冲存储器电路、开关量输入输出电路和接口控制逻辑电路等部分组成。

3.1 高速多路模拟开关选通电路本电路由2片ADG408高速多路模拟开关（或同类产品）及跨接选择器KJ1、KJ2组成，用以从16路单端信号或8路双端信号中选择其中一路，送入后端的放大器电路处理。

3.2 高速高精度放大电路本电路由4个高速高精度放大器、基准源、阻容件及跨接选择器KJ3组成，用以对通道开关选中的模拟信号进行变换处理，以提供模数转换电路所需要的信号。

3.3 高精度模数转换电路本电路由高速模数转换芯片ADS7805（或AD976）及调整电位器W1、W2、和W3组成，用以将模拟信号转换为数字信号。

W1用于偏移调整，W2用于零点调整，W3用于满量程增益调整。

3.4 先进先出（FIFO）缓冲存储器电路本电路用于将A/D转换的数据结果进行缓冲存储。

并相应的给出“空”，“半满”和“全满”的标志信号。

用户在使用过程中可以随时根据这些标志信号的状态以单次或批量的方式读出A/D转换的结果。

3.5 开关量输入输出电路：本卡还提供了各8路的开关量输入输出信号通道。

使用中需注意对这些信号应严格符合TTL 电平规范。

3.6 接口控制逻辑电路接口控制逻辑电路用来将PC104总线控制逻辑转换成与各种操作相关的控制信号。

4. 安装及使用注意本卡的安装十分简便，在关电情况下，将本卡上的P1总线连接器正确的插入主机或其它功能板卡的总线连接器中并轻轻压紧。

为避免两层板卡上的元器件互相接触造成不可预计的后果，应正确选用适当高度的支柱并在本卡安装完成后将其紧固。

本卡采用的模拟开关是COMS 电路，容易因静电击穿或过流造成损坏，所以在安装或用手触摸本卡时，应事先将人体所带静电荷对地放掉，同时应避免直接用手接触器件管脚，以免损坏器件。

禁止带电插拔本接口卡。

本卡跨接选择器较多，使用中应严格按照说明书进行设置操作。

设置接口卡开关、跨接套和安装接口带缆时均应在关电状态下进行。

当模入通道不全部使用时，应将不使用的通道就近对地短接，不要使其悬空，以避免造成通道间串扰和损坏通道。

为保证安全及采集精度，应确保系统地线（计算机及外接仪器机壳）接地良好。

特别是使用双端输入方式时，为防止外界较大的共模干扰，应注意对信号线进行屏蔽处理。

5. 使用与操作5.1主要可调整元件见图1。

图1 主要可调整元件位置图5.2 I ／O 基地址选择：I ／O 基地址的选择是通过DIP 开关K 1 进行的，开关拨至“OFF ”处为1，反之为0。

初始地址的选择范围一般为100H ～370H 之间。

用户应根据主机硬件手册给出的可用范围及是否插入其它功能卡来决定本卡的I ／O 基地址。

出厂时本卡的基地址设为300H ，并从基地址开始占用连续8个地址。

现举例说明见图2。

A 9 A 8 A 7 A 6 A 5 A 4 A 9 A 8 A 7 A 6 A 5 A 4(a) 100H (b) 310H图2 I ／O 基地址选择举例5.3 输入输出插座接口定义 5.3.1 模入部分J1为模拟信号输入插座，其信号定义见表1。

用户可根据需要选择连接信号线(单端)或信号线组(双端)。

为减少信号杂波串扰和保护通道开关，凡不使用的信号端应就近与模拟地短接, 这一点在小信号采样时尤其重要。

表1 J1模拟输入信号端口定义（括号内表示双端方式）5.3.2 开关量部分J2为开关量输入输出插座，其信号定义见表2 。

表2 J2开关量输入输出信号端口定义ON 1 2 3 4 5 6 ON 1 2 3 4 5 6注:EC/T 为外触发启动信号/外同步时钟信号共用输入端。

5.4 跨接器的使用5.4.1 单端/双端方式选择KJ1、KJ2为单端/双端输入方式选择插座，其使用方法见图3。

KJ1KJ2SSDDKJ1KJ2SSDDa. 单端输入方式b. 双端输入方式图3 单/双端输入方式选择5.4.2 A/D 量程选择KJ3为A/D 量程选择插座，其使用方法见图4。

KJ31234KJ31234KJ31234KJ31234a.0～10V 输入b. 0～5V 输入c. ±5V 输入d. ±10V 输入图4 A/D 量程选择5.5 控制端口与数据格式5.5.1各控制端口的地址与功能见表3表3 端口地址与功能表（16位操作）下面分别就表3中的各项功能进行详细说明 1.状态控制字格式和定义A3A2 A1 A0 为通道代码。

当本卡工作在单通道程序指定方式时，这些通道代码即为程序指定的某一通道。

当本卡工作在多通道自动扫描方式时，这里的通道代码为指定的末通道（一定大于0），本卡将自动从0通道开始，逐次加一选择通道，直到指定的末通道为止，且周而复始。

B为触发启动方式选择。

B=0时为程控触发启动方式，B=1时为外部TTL信号触发启动方式。

C为单通道程序指定/多通道自动扫描选择。

C=0时为单通道程序指定方式。

C=1时为多通道自动扫描方式。

D2 D1 D0 为A/D采样程控频率选择。

其定义如下：E1 E0F为中断允许选择。

F=0禁止中断，F=1允许中断。

当允许中断时，FIFO存储器的“半满”信号就将产生中断申请，以便本卡在中断方式下开始读取A/D转换结果。

2.清空FIFO本操作用于清空FIFO并使除I/O以外的各种已进行过的操作恢复到初始状态，同时将FIFO的状态标志置为“空”。

本操作应在每次A/D采集之前进行。

3.置工作允许/停止当状态控制字填写完毕后，本卡还不能开始工作。

只有在基地址+2写1才能允许工作。

此时，如果状态控制字选择的是程控触发启动方式，则本卡将按照选定的程控频率开始工作。

如果状态控制字选择的是外部TTL信号触发启动方式，则本卡将等待外部TTL信号的上升沿（从低电平到高电平），然后按照选定的程控频率开始工作。

采样过程中，在基地址+2写0将停止本卡的A/D转换工作，直到重新写1允许。

4.查询FIFO状态FIFO状态在工作过程中可以随时查询，以判断FIFO存储器中A/D转换结果的存储情况。

其状态标志定义如下：一般情况下，如果本卡工作在低速或单步方式时，可以用过查询判断FIFO是否为“空”进行数据的读取。

而在高速工作方式时，应该通过查询判断FIFO是否为“半满”进行数据的批量读取。

“全满”状态一般不要使用，因为出现了“全满”就意味着可能有数据溢出丢失。

5.单步采样在状态控制字设为单步方式，且置为工作允许后，再对基地址+4进行一次写操作（写出数据无关），本卡就进行一次采样。

如果本卡同时还置为多通道自动扫描方式，则同时切换到下一个通道等待继续操作。

由于单步采样是一个程序可控的进程，所以只要执行完一次单步采样并且判断FIFO中“不空”，即可从FIFO中读出A/D转换的结果。

6.从FIFO中读出A/D转换结果执行此操作可以从FIFO中读出经过缓存的A/D转换结果，此结果由16位数据组成，具体格式及定义参见5.5.3。

7.读/写8位DI/DO开关量数据执行上述读/写操作可以读入或写出数字开关量。

注意此类操作均为16位操作，但只有低8位有效。

其中每一位对应一路数字开关量，且数字开关量均为TTL电平标准。

具体数据格式参见5.5.4。

5.5.2模入通道代码数据格式见表5（端口地址为基地址+0）5.5.3 A/D转换结果的数据格式见表6（端口地址为基地址+4）表6 A/D转换结果数据格式注：双极性时DB15为符号位。

5.5.4 开关量输入输出信号的数据格式见表7 (端口地址为基地址+6)表7 开关量输入输出信号数据格式5.6 模入码制以及数据与模拟量的对应关系5.6.1 本接口卡在单极性方式工作，且输入的模拟量为0～10V时，转换后的16位数码为二进制原码。

此16位数码表示一个正数码，其数码与模拟电压值的对应关系为：模拟电压值＝数码(16位)×10(V)／65536 (V)即： 1LSB＝0.1526mV5.6.2 本接口卡在单极性方式工作，且输入的模拟量为0～5V时，转换后的16位数码为二进制原码。

此16位数码表示一个正数码，其数码与模拟电压值的对应关系为：模拟电压值＝数码(16位)×5(V)／65536 (V)即： 1LSB＝0.0763mV5.6.3 本接口卡在双极性方式工作，且输入的模拟量为±5V 时，转换后的16 位数码为二进制偏移码。

此16 位数码的最高位(DB15)为符号位，“0”表示负，1”表示正。

偏移码与补码仅在符号位上定义不同，此时数码与模拟电压值的对应关系为：模拟电压值＝数码(16位)×10(V)／65536－5 (V)即：1LSB＝0.1526mV5.6.4 本接口卡在双极性方式工作，且输入的模拟量为±10V 时，转换后的16 位数码为二进制偏移码。