XC-1203 12位16路A/D 12位4路D/A

16路開關(guān)量輸入 16路開關(guān)量輸出

多功能綜合板說(shuō)明書

一、概述

XC-1203板是為PC104工業(yè)計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)的一種多功能綜合接口板。板上有12位單端16路模擬量輸入A/D、4路12位獨(dú)立模擬量電壓輸出D/A、16路TTL電平開關(guān)量輸入、16路TTL電平開關(guān)量輸出等多項(xiàng)功能。本板適用于各種工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)測(cè)量及控制，集成度高，功能強(qiáng)大，可靠性好，數(shù)據(jù)采集穩(wěn)定，且價(jià)格低廉，深受用戶歡迎。符合PC104總線標(biāo)準(zhǔn)，占用連續(xù)8個(gè)I/O地址。A/D轉(zhuǎn)換芯片采用高性能的AD774芯片，D/A芯片采用BB7625。A/D D/A有多量程輸入輸出， 給用戶使用帶來(lái)極大的方便。板卡采用4層印制板，表貼芯片，從而進(jìn)一步提高了可靠性。模擬量芯片采用系統(tǒng)電源，用戶無(wú)須外接電源。

XC-1203模擬量輸入輸出及脈沖信號(hào)由J1 26芯IDC型頭接入接出，通過(guò)改變跳線器就可選擇A/D D/A不同的電壓輸入輸出范圍。16路開關(guān)量輸入輸出信號(hào)由J2 40 芯IDC接頭與現(xiàn)場(chǎng)連接，輸入輸出為TTL電平。本板占用8個(gè)I/O端口地址。

XC-1203具有的性能價(jià)格比，深受用戶歡迎。出廠時(shí)提供DOS下的測(cè)試程序和源程序代碼（TC3）。并提供兩年的質(zhì)保服務(wù)。

要求用戶從PC104總線上提供+5V、±12V系統(tǒng)電源。

二、技術(shù)指標(biāo)

1、A/D

? 輸入通道：?jiǎn)味?6路

? 轉(zhuǎn)換時(shí)間：10μS/100KHz

? A/D轉(zhuǎn)換分辨率：12位，AD774

? 輸入量程：

單極性：0～5V，0～10V*

雙極性：±2.5V，±5V，±10V

? 輸入阻抗：＞10MΩ

? 轉(zhuǎn)換誤差：＜0.20％

? 輸出碼制：

單極性為二進(jìn)制原碼

雙極性為二進(jìn)制偏移碼

? 工作方式：軟件查詢

? 差動(dòng)輸入值：20V

? 由J1 26芯IDC型頭接入

? I/O地址：190H～191H *

2、D/A

? 輸出通道：獨(dú)立4 路

? 輸出信號(hào)范圍：0～5V；0～10V*；±5V；±10V

? 輸出阻抗：≤2Ω

? D/A轉(zhuǎn)換器件：DAC7625

? D/A轉(zhuǎn)換分辨率：12位

? D/A轉(zhuǎn)換碼制：二進(jìn)制原碼（單極性）

二進(jìn)制偏移碼（雙極性）

? D/A轉(zhuǎn)換時(shí)間：≤1uS

? D/A轉(zhuǎn)換綜合誤差：

電壓方式：≤0.2﹪ FSR

電流方式：≤1﹪ FSR

? 電壓輸出方式負(fù)載能力：5mA/每路

? 由J1 26芯IDC型頭接出

? I/O地址：194～197H*

3、DI/DO

? 16路TTL電平開關(guān)量輸入，輸入范圍：0～5V

? 16路TTL電平開關(guān)量輸出，輸出范圍：0～5V

? 輸出帶鎖存，輸出電流≤2mA

? 由J2 40芯IDC插座接入接出

? I/O地址：192～193H*

4．尺寸大?。?/strong>符合標(biāo)準(zhǔn)的PC104總線尺寸

5．功耗：≤350mA，系統(tǒng)電源供電，要求有：+5V，±12V

注：打“*”為出廠配制

三、工作原理

1、工作原理簡(jiǎn)述

XC-1203板主要由A/D、D/A轉(zhuǎn)換、開關(guān)量輸入/輸出、地址譯碼及邏輯控制等幾大部分組成。

（1）A/D 轉(zhuǎn)換

? 16路輸入信號(hào)由DG506(多選數(shù)據(jù)開關(guān))進(jìn)行通道切換

? 通道選擇由數(shù)據(jù)位D0～D3來(lái)決定

? 通道選通地址是：BASE+0(BASE：板選基地址，以下同)

? 運(yùn)算放大器OP07接收來(lái)自DG506的電壓信號(hào)

? A/D轉(zhuǎn)換工作由AD774完成，轉(zhuǎn)換時(shí)間為10μS

? 啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換地址是：BASE+1

? 零點(diǎn)和增益由電位器P1、P1、P2調(diào)整

? 輸入模擬量為單端共地電壓信號(hào)

? A/D輸出的12位數(shù)據(jù)格式為：

LSB：低八位數(shù)據(jù)

HSB：高4位數(shù)據(jù)

表1 A/D轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)格式（X為有效位）

? 讀A/D轉(zhuǎn)換高4位數(shù)據(jù)地址和轉(zhuǎn)換狀態(tài)是：BASE+1

? 讀A/D轉(zhuǎn)換低8位數(shù)據(jù)和轉(zhuǎn)換狀態(tài)地址是：BASE+0

? 在啟動(dòng)AD774進(jìn)行轉(zhuǎn)換后，可用下列方式之一判斷

AD774轉(zhuǎn)換是否結(jié)束。

①由于AD774轉(zhuǎn)換時(shí)間基本上是固定的，所以用程序空循環(huán)等待10μS后，便可讀取A/D的數(shù)據(jù)

②當(dāng)啟動(dòng)AD774轉(zhuǎn)換后，讀取基地址+1 的數(shù)據(jù)，判斷HSB STA位是否為零，為1(其它位為上次數(shù)據(jù)值)表示AD774正在轉(zhuǎn)換；為0表示AD774轉(zhuǎn)換結(jié)束?？上茸x取本次轉(zhuǎn)換的低8位數(shù)據(jù)，后讀取高4位數(shù)據(jù)。

? A/D占用連續(xù)2個(gè)I/O端口地址

? A/D輸入信號(hào)由J1 26芯IDC型插座接入

（2）D/A轉(zhuǎn)換

XC-1203 板上有1片 DAC7625，該芯片轉(zhuǎn)換時(shí)間短，工作穩(wěn)定，可靠性高。DAC7625 內(nèi)含有 4 路獨(dú)立D/A，芯片內(nèi)部具有上電自動(dòng)清零電路，可實(shí)現(xiàn)單極性清零。控制電路選中哪路D/A，該 D/A 即從數(shù)據(jù)線上讀取數(shù)據(jù)并啟動(dòng)D/A開始轉(zhuǎn)換，經(jīng)過(guò)運(yùn)放輸出。

XC-1203 電壓輸出方式較多，每一路D/A轉(zhuǎn)換之后都有輸出方式選擇電路，這樣每一個(gè)通道可以同時(shí)或分別輸出不同或相同的模擬量值（電壓或電流），且保持到下次轉(zhuǎn)換之前。電壓輸出時(shí)，不需要外接電源。電壓出量程由跳線器JP4～JP10來(lái)選擇。D/A占用4個(gè)連續(xù)地址（BASE+4～+7）。讀操作為啟動(dòng)D/A轉(zhuǎn)換，寫操作為輸出數(shù)據(jù)。

D/A 12位數(shù)據(jù)格式為：

HSB：高四位數(shù)據(jù)

LSB：低八位數(shù)據(jù)

表2 D/A轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)格式（X為有效位）

（3）16路TTL開關(guān)量輸入/輸出（DI/DO）

16路TTL開關(guān)量輸入DI，16路開關(guān)量輸出DO由J2 40芯IDC接頭輸入/輸出，輸出帶鎖存。讀寫操作地址BASE+2～BASE+3H。DI/DO八位數(shù)據(jù)格式是：

表3 DI/O數(shù)據(jù)格式（X為有效位）

（4）地址譯碼、邏輯控制

本板連續(xù)占用8個(gè)I/O地址口，其中地址線 A0～A2由板上的GAL譯碼器占用，產(chǎn)生板上所需控制口地址，其余地址線 A3～A9 提供給 688 芯片，通過(guò)板上撥碼開關(guān)SW，用戶可以在地址 00H～3F0H 之間自由選擇本板的8個(gè)I/O基地址，以避開和其它I/O設(shè)備的地址沖突。出廠為 190-197H。數(shù)據(jù)輸入輸出由 74LS245 總控。

2．工作原理框圖：（圖１）

圖1：邏輯方框圖

四、使用方法

1．板基地址選擇

板基地址由地址線A3～A9決定，通過(guò)跳線開關(guān)SW進(jìn)行選擇，當(dāng)短接時(shí)，相應(yīng)位為0，斷開時(shí)對(duì)應(yīng)位為1。

表4 SW跳線開關(guān)設(shè)定表（出廠地址：190～197H）

2．I/O端口地址定義

XC-1203 占用8個(gè)I/O端口地址(XC-1203板卡的基地址，可自由設(shè)定。出廠時(shí)定義 Base =190H)，各端口功能定義

如表5：

表5 I /O端口地址功能分配表

3．接口插座定義

J1是26芯IDC型插座，它是16路A/D輸入信號(hào)、4路D/A輸出信號(hào)的插座，見表6；J2 為40芯雙列直插IDC插座，它是16路DI/DO信號(hào)插座，見表7。

J1 管腳說(shuō)明：

1）A/D單端信號(hào)正端接AD0～AD15，負(fù)端接AGND上。

2）D/A四路電壓輸出定義為DA0～DA3。

4．跳線器定義

本板由于功能強(qiáng)大，跳線器較多，請(qǐng)用戶注意。JP4～JP10跳線器：關(guān)于D/A轉(zhuǎn)換；JP1～JP3跳線器：關(guān)于A/D轉(zhuǎn)換

（1）A/D轉(zhuǎn)換跳線器：JP1～JP3

XC-1203提供多種輸入量程選擇，有單極性的0～5V， 0～10V；雙極性的±2.5V，±5V，±10V。不同量程的選擇由板上跳線器JP1-JP3的決定。JP3為兩針跳線器，如下表：

表10：模擬信號(hào)輸入量程的設(shè)置

（2）D/A轉(zhuǎn)換跳線器：JP4～JP10

D/A輸出電壓（0～5V；0～10V；±5V；±10V），由JP4-JP10選擇不同的電壓輸出。其中JP5、JP6為三針跳線器，JP4、JP7-JP10為兩針跳線器，具體的使用如下：

表11：模擬信號(hào)輸出量程的設(shè)置

5．A/D轉(zhuǎn)換

? 通道選擇（寫B(tài)ASE+0）

板上的通道選擇由寫基地址+0給出，使用數(shù)據(jù)線的D0～D3位，單端為0～15，16路，相應(yīng)的數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)相應(yīng)通道號(hào)。

OUT （BASE+0），N；選通第N通道，N為0-15

? 啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換（寫B(tài)ASE+1）

向地址BASE+1寫操作，啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換

OUT （BASE+1），0

? 讀數(shù)據(jù)高4位，并判斷A/D轉(zhuǎn)換是否完成（讀BASE+1）

IN AH，（BASE+1）

AH八位二進(jìn)制數(shù)據(jù)中，第八位判斷A/D轉(zhuǎn)換是否完成：

=0：A/D轉(zhuǎn)換完成；=1：A/D轉(zhuǎn)換未完成。

至第四位是A/D轉(zhuǎn)換的高四位數(shù)據(jù)。

? 讀A/D轉(zhuǎn)換低八位數(shù)據(jù)（讀BASE+0）

IN AL，（BASE+0）

AL中是A/D轉(zhuǎn)換的高八位數(shù)據(jù)

? A/D轉(zhuǎn)換碼制及對(duì)應(yīng)關(guān)系

A/D的電壓量程為單極性，其對(duì)應(yīng)關(guān)系為：

0～5V： 模擬電壓值=數(shù)碼(12位) × 5 / 4095 （V）

0～10V：模擬電壓值=數(shù)碼(12位) × 10 / 4095 （V）

A/D的電壓量程為雙極性，對(duì)應(yīng)關(guān)系為：

±2.5V：模擬電壓值=數(shù)碼(12位) ×5 / 4095 - 2.5（V）

±5V： 模擬電壓值=數(shù)碼(12位) ×10 / 4095 - 5 （V）

±10V： 模擬電壓值=數(shù)碼(12位) ×20 / 4095 -10（V）

? 零點(diǎn)及增益調(diào)節(jié)

電位器P2、P3用于調(diào)整雙極性和單極性增益，P1用于調(diào)整零點(diǎn)，調(diào)整順序是先調(diào)零點(diǎn)，后調(diào)增益。每次改變量程后應(yīng)重新調(diào)整零點(diǎn)和增益。

? 雙極性調(diào)節(jié)

先調(diào)零點(diǎn)：將輸入信號(hào)正負(fù)端接地，運(yùn)行采集程序，調(diào)節(jié)P1，使輸出結(jié)果在07FEH-0801H之間。再調(diào)增益：將輸入信號(hào)接上一個(gè)穩(wěn)定的電壓信號(hào)(如干電池)，運(yùn)行采集程序，調(diào)節(jié)P2使輸入信號(hào)電壓值與對(duì)應(yīng)的顯示結(jié)果相吻合。建議選擇3/4滿度或常出現(xiàn)的電壓區(qū)間內(nèi)的點(diǎn)來(lái)調(diào)整增益。

? 單極性調(diào)節(jié)

調(diào)零點(diǎn)：將輸入信號(hào)端接地，運(yùn)行采集程序，調(diào)節(jié)P1，顯示結(jié)果在0000H-0002H之間。調(diào)增益P3：方法與雙極性調(diào)增益方法相同。應(yīng)注意的是輸入信號(hào)必須接在正端，負(fù)端都接地。單端輸入信號(hào)為16路，信號(hào)的正端接在AD（00～15）上，所有信號(hào)的負(fù)端接在AGND上。

注：未用的A/D通道不可懸空，應(yīng)接地。

6．D/A轉(zhuǎn)換

? 零點(diǎn)及增益調(diào)節(jié)

本板出廠前，已按照單極性0～10V輸出調(diào)整好，一般情況下用戶不需要進(jìn)行調(diào)節(jié)。如果用戶改變了工作方式及范圍，可按本節(jié)所述方法進(jìn)行調(diào)整。調(diào)整時(shí)應(yīng)開機(jī)3分鐘左右，待各部分電路處于穩(wěn)定工作狀態(tài)之后再調(diào)整，并選擇4 ?位以上的數(shù)字萬(wàn)用表。

各電位器功能說(shuō)明：

P12 為-2.5V基準(zhǔn)源輸出精度調(diào)節(jié)；

P4 為D/A0零點(diǎn)調(diào)節(jié)；P5 為D/A0滿度調(diào)節(jié)；

P6 為D/A1零點(diǎn)調(diào)節(jié)；P7 為D/A1滿度調(diào)節(jié)；

P8 為D/A2零點(diǎn)調(diào)節(jié)；P9 為D/A2滿度調(diào)節(jié)；

P10 為D/A3零點(diǎn)調(diào)節(jié)；P11 為D/A3滿度調(diào)節(jié)；

? 模出調(diào)整

凡改變模出的工作方式和量程范圍后，如果輸出結(jié)果誤差加大時(shí)，需對(duì)模出進(jìn)行調(diào)整。調(diào)整時(shí)需要注意，一般情況下不需要調(diào)整零點(diǎn)，應(yīng)該首行滿度調(diào)整。尤其是由0～10V方式改變?yōu)?～5V方式時(shí)，更應(yīng)該進(jìn)行此項(xiàng)調(diào)整。待滿度調(diào)整零點(diǎn)完畢后在觀察零點(diǎn)情況并決定是否進(jìn)行調(diào)整。具體調(diào)整方式如下：

a.基準(zhǔn)源的調(diào)整：LM336 基準(zhǔn)是為雙極性電壓方式提供偏移基準(zhǔn)的。如果用戶采用±5V或±10V方式輸出時(shí)，可用電壓表測(cè)量OP07的OUT端（第六腳），調(diào)節(jié)P12使該腳等于-2.5V。

b.零點(diǎn)調(diào)整：在單極性方式或雙極性輸出方式時(shí)，分別測(cè)量調(diào)整P4、P6、P8、P10使其偏差最小。

c. 電壓輸出方式滿度調(diào)整：在零點(diǎn)調(diào)整正常情況下，如果滿度偏差較大，可分別調(diào)整P5、P7、P9、P11，使?jié)M度符合要求。

? 寫D/A轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)格式

D/A轉(zhuǎn)換二進(jìn)制寫數(shù)據(jù)格式見下表（‘×’代表任意值）

端口地址D7D6D5D4D3D2D1D0定義

BASE+4DB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB0低八位數(shù)據(jù)

BASE+5XXXXDB11DB10DB9DB8高四位數(shù)據(jù)

? D/A轉(zhuǎn)換碼制及對(duì)應(yīng)關(guān)系

A．單極性方式工作時(shí)，寫12位數(shù)碼為二進(jìn)制原碼。其數(shù)碼與模擬量電壓值的對(duì)應(yīng)關(guān)系為：

模擬電壓值=數(shù)碼（12位）×RANGE（V）/4095 （V）

說(shuō)明：0～10V量程時(shí)RANGE等于10；

0～5V量程時(shí)RANGE等于5V

B．雙極性方式工作時(shí)，寫12位數(shù)據(jù)時(shí)，數(shù)碼為二進(jìn)制偏移碼。此時(shí)12位數(shù)碼的位為符號(hào)位，‘0’表示負(fù)，‘1’表示正。其數(shù)碼與模擬電壓值之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系為：

模擬電壓值=數(shù)碼（12位）×RANGE1(V)/4095-RANGE2(V)

說(shuō)明：-10～10V量程時(shí)RANGE1=20 RANGE2=10；

-5～5V量程時(shí)RANGE1=10 RANGE2=5；

五、windows軟件(面向?qū)ο缶幊?

XC-1203的軟件包括XC-1203驅(qū)動(dòng)程序，動(dòng)態(tài)連接庫(kù)及調(diào)用例程。

5.1、驅(qū)動(dòng)安裝

雙擊運(yùn)行批處理win.bat（路徑均為：光盤/XC1203/driver），安裝非常簡(jiǎn)單，安裝完成后請(qǐng)重啟計(jì)算機(jī)。如果在同一臺(tái)機(jī)器插有我方的兩塊或多塊板卡，驅(qū)動(dòng)也只需要安裝一次。但要確保各板卡的地址不要沖突。

5.2、驅(qū)動(dòng)的卸載

雙擊運(yùn)行批處理winunstall.bat（路徑均為：光盤/XC1203/driver），卸載非常簡(jiǎn)單，完成后請(qǐng)重啟計(jì)算機(jī)。

5.3、測(cè)試程序

提供測(cè)試程序?yàn)閂B編寫，可對(duì)XC-1203卡的所有功能進(jìn)行測(cè)試。用戶可參照例程自行編程。

5.4、函數(shù)調(diào)用說(shuō)明

提供動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)作為調(diào)用接口，它所封裝的函數(shù)可以在應(yīng)用程序運(yùn)行時(shí)調(diào)用。任意一種可以調(diào)用DLL 鏈接庫(kù)的編程工具均可進(jìn)行編程。下列函數(shù)為 DLL函數(shù)原型，請(qǐng)注意數(shù)據(jù)格式的匹配及函數(shù)的返回類型。

5.5.1 設(shè)備操作部分

初始化設(shè)備：

函數(shù)：int WINAPI xc1203init()

功能：初始化XC1203卡

參數(shù)：無(wú)

返回值： +1 返回+1，表示初始化設(shè)備成功

-1 返回-1，表示初始化設(shè)備失敗

關(guān)閉設(shè)備：

函數(shù)：void WINAPI xc1203close()

功能：關(guān)閉XC1203卡

參數(shù)：無(wú)

返回值：無(wú)

5.5.2、AD轉(zhuǎn)換函數(shù)

函數(shù)：int WINAPI xc1203ad(int port,UCHAR adch);//port為首地址

功能：AD轉(zhuǎn)換

參數(shù)：port首地址。

參數(shù)：adch通道（0-15）。

返回值：0-4095

5.5.3、DA轉(zhuǎn)換函數(shù)

函數(shù)：void WINAPI xc1203da(int port,int dadata,UCHAR dach)

功能：DA轉(zhuǎn)換

參數(shù)：port首地址。

參數(shù)：dadata 要送的數(shù)據(jù)。

參數(shù)：dach通道（0-3）。

無(wú)返回值

5.5.4、數(shù)字量輸入函數(shù)

函數(shù)：int WINAPI xc1203di(int port,UCHAR dich)

功能：數(shù)字量輸入

參數(shù)：port首地址。

參數(shù)：dich通道（0-1）。

返回值：0-255

5.5.5、數(shù)字量輸出函數(shù)

函數(shù)：void WINAPI xc1203do(int port,int dodata,UCHAR doch)

功能：數(shù)字量輸出

參數(shù)：port首地址。

參數(shù)：dodata 要送的數(shù)據(jù)。

參數(shù)：doch通道（0-1）。

無(wú)返回值

5.5.6、微秒延時(shí)函數(shù)

函數(shù)：void WINAPI DelayUs(int dly)//微秒延時(shí)函數(shù)

功能：微秒延時(shí)

參數(shù)：dly 需要延時(shí)的微秒數(shù)。

無(wú)返回值

5.5.7、獲得DLL版本號(hào)函數(shù)

函數(shù)：double WINAPI xc_GetVersion( )

//功能：獲得DLL版本號(hào),

//返回版本號(hào)

5.5.7 直接讀寫函數(shù)

int WINAPI xcpcread(int port)

void WINAPI xcpcwrite(int port,int data)

參數(shù)意義同上。高級(jí)用戶可利用這兩個(gè)函數(shù)直接對(duì)XC1203進(jìn)行I/O操作！使用之前也需要先初始化板卡，使用后也要調(diào)用關(guān)閉函數(shù)關(guān)閉板卡。

5.8、函數(shù)調(diào)用注意事項(xiàng)

調(diào)用函數(shù)的正確順序?yàn)椋?/p>

1．初始化，注冊(cè)設(shè)備。

2．對(duì)板卡進(jìn)行訪問(wèn)，可進(jìn)行D/A輸出操作。

3．關(guān)閉設(shè)備。

4. DLL函數(shù)全部是WINAPI調(diào)用約定的，即__stdcall接口

在使用各種編程語(yǔ)言時(shí)應(yīng)注意選擇，

Visual C++/C++ Builder/Delphi

可以使用兩種類型的調(diào)用約定。要在函數(shù)定義中明確指出__stdcall 還是__cdecl；

Visual Basic/PowerBuilder等語(yǔ)言

應(yīng)該使用__stdcall調(diào)用接口。

六、維修服務(wù)

6.1 產(chǎn)品完整性

XC1203產(chǎn)品應(yīng)包括以下內(nèi)容，請(qǐng)檢查其完整性

1.XC1203卡一塊。（貼有出廠日期）

2.40芯、26芯IDC壓線頭各1個(gè)。

3.軟件光盤一張（含驅(qū)動(dòng)軟件及說(shuō)明書）。

6.2 維修

本產(chǎn)品自售出之日起兩年內(nèi)，凡用戶正確使用下，出現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量問(wèn)題的，免費(fèi)維修。（出廠日期的貼條撕毀無(wú)效）因違反操作規(guī)定和要求而造成損壞的，收取元器件成本費(fèi)和維修費(fèi)。

6.3 服務(wù)

當(dāng)您購(gòu)買XC1203之后，軟、硬件及其它技術(shù)上使用問(wèn)題均可通過(guò)電話或與我們聯(lián)系,我們將提供令您滿意的服務(wù)。

七、PC機(jī)端口分布圖