PC7413板卡八位八路多功能DA转换说明书.doc

pc-7413 八位八路多功能d/a转换 8路di/do板目 录一、概述.2 主要技术参数.2二、工作原理.31工作原理图.3 2工作原理简述.4 3. 调试增益及零点.64. 上电检查6三、使用方法.71. i/o端口地址选择.72. i/o端口地址定义.73d/a数据格式及控制字.84. 输出接口xs插座定义85. 输出量程择.9 6. 输出量程调试.9四、程序举例.111初始化程序112举例说明12五维修服务.12附录一：编程指导和测试软件说明.131. d/a数据输出.132. dos下的测试程序功能说明133. windows下的测试程序功能说明134. 所附磁盘文件说明.145.软件i/o端口采集延时.146.windows下动态库的调用.14. pc-7413 八位八路独立多功能d/a转换8路开关量di/do板 一、概述pc-7413采用isa（pc）总线标准，面向工业过程控制而设计的8位8路独立d/a转换输出板，d/a转换芯片采用八片dac0832，采用多级运算放大器，电压和电流信号同时输出。用户不需要从外部接入辅助电源。板上有8路开关量输入，8路开关量输出，输出带锁存，输入输出范围05v。本板可直接插入工业pc或兼容机品牌机中使用。pc-7413 d/a输出信号是通过板上37芯d型孔头xs1与现场相连的，输出电压有多种量程可供选择，输出量程的改变是由板上跳线器w1w8决定的。设计时充分考虑了工业现场的需要，上电时每一路d/a输出自动清零；计算机对输出控制时用户既可选择单通道输出也可选择多通道同时同步输出。pc-7413 开关量输入输出是通过板上的20芯idc接头与现场相接的，输入输出电压范围为ttl电平。输出上电自动清零。pc-7413端口地址可在1003ffh之间任选4个i/o地址作为本板的端口地址，出厂时为300303h。300h为d/a输出数据口，301h为d/a转换启动口，302h为开关量输入口，303h为开关量输出口。 pc-7413具有极高的性能比，深受用户欢迎。出厂时提供dos和win95/98下驱动程序和动态连接程序（dll）及调用格式，支持“组态王” “世纪星”等组态软件。主要技术参数d/a： 电压输出范围：05v， 010v，-5v +5v 电流输出范围： 010 ma，420ma 输出通道：8路 转换精度：二进制8位 转换误差:2 输出方式：单极性二进制原码 d/a占用两个i/o地址，出厂时为300h、301h 计算机输出控制方式：查询 上电输出：自动清零 单通道或多通道同时同步输出 di/do 8路开关量输入，输入05v 8路开关量输出，带锁存，输出05v 输出上电自动清零 占用端口地址：输入302h，输出303h其它 工作温度：050 功耗：+5v200ma，12v120ma 尺寸大小：163mm100mm 二工作原理1工作原理图（见图1）di0da0i/v0放 大 器8路d/a转换器 da1i/v1di 7 .do0 . .i/v7数据缓冲地址译码do7 d/a7 pc总线 图1：逻辑方框图2工作原理简述pc-7413 由d/a转换器放大器v/i变换、di/do锁存、地址译码数据缓冲等几部分构成。 （1）地址译码、逻辑控制 本板的译码部分采用74ls688比较器、八位拨码开关sw和gal方程组成，通过改变sw八位拨码的位置就可以选择当前的i/o地址，出厂时选择为300h303h。pc-7413占用4个i/o地址：300h写操作为d/a数据转换输出地址，301h写操作为d/a选通通道输出地址及启动d/a转换地址，302h为8路开关量读入口，303h为8路开关量输出口。系统地址a2a9参与74ls688比较器，由gal输出的有效4个i/o地址分别控制d/a转化的数据地址、通道地址，开关量输入输出。 本板首址为300h，如用户需改变基地址，改变拨码开关即可。 （2）d/a转换、运算放大器、v/i变换将已计算好的d/a数据（00ffh）放置u1（ls273）中锁存，经过板上8片dac0832 d/a转换器和运算放大器（ca3140、lm358）进行数据转换和放大，得到不同的模拟量电压值输出，经过v/i变换，得到不同的电流值输出，电压和电流输出信号同时存在。输出信号由板上37芯d型孔头xs1接出。d/a数据先放在d/a转化芯片中，当启动d/a转化命令后，d/a将数字量转化成模拟量经放大器输出， 有此功能8路d/a可实现同时同步输出，也可单路输出。d/a输出由电位器调整零点和增益。跳线器w1w8不同的短接来设置不同的信号输出。 pc-7413板上的dac0832 由iout1及iout2的输出，经运算放大器（ca3140）变换成电压信号输出，此电压信号再经一级电压/电流（lm358）变换形成电流信号输出。d/a及v/i的原理图见图2 rfb - iout1 - + iout2 + + - ca3148 v dac0832 lm358 rl 图2 数模转换及放大输出原理图 电流输出采用三极管集电极输出方式，负载的一端与集电极（电流输出端）相连，另一端与电源相连，如图3所示。 调整d/a转换的电压输出信号v0的大小，可以改变电流输出的值。本板提供两种电流输出能力：010m a或420m a。输出电流：iout=vs / rs，最大允许负载电阻：rlm=vdd / ilm rspc-7413板选择rs=100（已焊好，r6），vdd= +12v（系统电源，以接好）。则 010m a输出时：rl1k 420 ma输出时：rl470（出厂标准） +12v lm358 rl v0 + v - vs rs（100） 图3 v/i变换原理图 出厂时，rl已焊装330按420m a方式调好，+12v已从内部接好，用户只需按xs1输出接头连接即可，若用户需010m a输出，改变rl阻值即可，建议rl焊装680。 3. 调试增益、零点及电流输出 cpu由数据口（port+0）传送数据至锁存器u1（273）中，并送到数/模转换器(dac0832)的数据端上，8路d/a通道选通由（port+1）口的8位数据相对应，第一位为0选通第一路d/a，第二位为0选通第二路d/a，第八位为0选通第八路d/a；同时为0，8路d/a同时输出。dac芯片将数据转换成电流信号输出，经过运算放大器变成电压信号，并引到xs1接头的12345678脚上，电压输出增益由rp246810121416（从左是偶数电位器）电位器调节，零点由r位器调节。当输出数据为0时，输出电压应为0v，若不为零，调整零点电位器使之为0；当输出数据为ffh时，输出电压应为选择的最大值，若不是，调整增益电位器使之为最大值。电流输出是将电压输出信号再送到电压/电流放大器，变成电流信号（负端）送到xs1的2936脚上。因此，应先调整电压值输出：如需010ma输出，调整电压值输出01v；如需420ma输出，调整电压值输出01.6v。电流输出采用晶体管集电极输出方式，即电流负载rl（8个）与电源+12v相接（为电流信号正端），在rl和晶体管集电极输出方式端存在电流。此种方式电路简单，稳定性能好。（4）上电检查 通电前检查板内各组件跨接器等元件位置是否下确，检查外部电源线接是否正确，输出信号线连接是否正确，参看xs1插座与外部接线图。启电源后，首先执行程序检测程序pc-7413，用数字电压表检查各通道电压输出是否正常。若输出电压能随输入数字而变化，则该通道基本正常，否则应该停电排除故障再进行调试。pc-7413板出厂时已按0-5v调整好，用户若改变量程，需重薪调整零点和增益，特别注意的时，在高端计算机中（p p），i/o延时需加至足够大。三 . 使用方法 1i/o端口地址选择 pc-7413板上10个i/o地址线（a9a0）参与译码，地址线a9a2参与ls688比较器及拨码开关sw，a1，a0及写信号参与gal译码。本板占用4个i/o地址，出厂为300h303h。八段拨码开关sw对应地址a9a2位如下：sw： a2 a3 a4 a5 a6 a7 a8 a9 1 2 3 4 5 6 7 8拨码为on，对应地址位为0；为off，对应地址位为1如出厂地址为300h303h选择为:12345678ononononononoffoff2. i/o端口地址定义口地址读写操作功能定义port+0写送d/a转换数据port+1写选择通道并启动d/a转化port+2读读入8路开关量信号port+3写输出8路开关量信号3 d/a数据格式及控制字（1） 写d/a数据（port+0）d/a转化数据的格式为：（8位）d7d6d5d4d3d2d1d0db7db6db5db4db3db2db1db0根据输出的电压范围，计算输出的数据应在0ffh之间。（2） 选通d/a转换及锁存格式（port+1）d/a选通通道控制字格式:d7d6d5d4d3d2d1d0da7da6da5da4da3da2da1da0 该控制口有两种功能：选择输出通道和启动d/a转化。 通道选择：如需改变某一路d/a输出，只需将相应位置“0”，例： da6da0输出需改变，其它路不变，选通通道控制字是：10111110；全选通时，通道控制字是：000000004 di/do开关量数据格式开关量输入输出格式是：d7d6d5d4d3d2d1d0db7db6db5db4db3db2db1db0占用port+2，+3端口地址，每一位对应一路开入开出。5di/do开关量输入输出接口xs2插座定义引脚号信号引脚号信号1do12do23do34do45do56do67do78do89gnd10gnd11gnd12gnd13di114di215di316di417di518di619di720di86d/a输出接口xs1插座定义引脚号信号引脚号信号1v120agnd2v221agnd3v322agnd4v423agnd5v524agnd6v625agnd7v726agnd8v827agnd9agnd28agnd10agnd29il1-11ih1+30il2-12ih2+31il3-13ih3+32il4-14ih4+33il5-15ih5+34il6-16ih6+35il7-17ih7+36il8-18ih8+37agnd19agnd 输出接口插座xs定义表(注：agnd为公共地端) v1v8为8路电压输出；ih+ il-为8路电流输出正负端。 7d/a输出量程选择 pc-7413板提供三种电压输出和两种电流输出的形式供用户选择，通过跨接器w1w8可以灵活地选择各路d/a的输出形式。w1w8为双排6针跳线器，1脚在左上，6脚在右下。其对应关系见下表： w1 w8 各路d/a输出形式 12 34 56 电压：0 5v（出厂状态） 电压：0 10v 电压：-5v +5v 电流：010m a 电流：4 20m a（*） 跳线器w1 w8输出量程选择6输出量程调试 （1）05v电压输出 本板的出厂状态一般为05v电压输出。零点和满度均已调好，调零和调满电位器和d/a通道的对应关系见下表 调零点电位器 调满度电位器 对应的d/a通道rp1rp2第一通道rp3rp4第二通道rp5rp6第三通道rp7rp8第四通道rp9rp10第五通道rp11rp12第六通道rp13rp14第七通道rp15rp16第八通道（2 ） 010v电压输出 若将其改为010v输出时，先将跨接器w1w8的12，34，56均断开，用电压表测量输出端的电压值，向相应的端口送00h，调整相应的零点电位器使输出电压为0v，然后，向此端口送ffh，调整相应的满度电位器，使输出电压为10v。（3 ） -5v +5v电压输出 在改用此方式之前，先将本板由出厂状态调成010v电压输出方式，然后，将跨接器w1w8的34跳接，其他断开，向相应端口中送入00h，稍加调整相应的零点电位器使输出电压为5v，再向此端口送ffh，稍加调整相应的满度电位器，使输出电压为+5v。 （4 ） 0 10m a电流输出 首先，在rl（8个电阻）焊上680的电阻，将各路输出电压由出厂状态调为0 1v输出，跨接器状态不变，满度电位器调至1v（即输出数据0ffh，输出电压01v），然后，将万用表调至电流档，正表笔接到相应的ih+上，负表笔接到相应的il-上，向相应端口送00h，调整零点电位器，使电流表指示0m a，再向此端口送ffh，调整满度电位器，使电流表指示为10m a。 （5 ） 4 20m a电流输出 首先，在rl（8个电阻）焊上330的电阻，将各路输出电压按05v调为0 1.6v电压输出。然后改变跳接器w1 w8，将12和56短上，34断开。将万用表调至电流档，正表笔接到相应的ih+上，负表笔接到相应的il-上，向相应端口送00h，调整相应零点电位器，使电流表指示为4m a，再向此口送ffh，调整增益电位器，使电流表指示为20m a。 以上为各种输出方式的调节方法。下表给出了所送数据和输出值的对应关系。 数据输出 量程 00h 80h f f h 0 5v 010v -5v +5v 0 10m a 4 20m a 0v（+20m v） 0v（+20m v）-5v（+20m v） 0m a 4m a2.5v（20m v）5.0v（20m v） 0v（20m v） 5m a 12m a5.0v（-20m v）10.0v（-20m v） +5v（-20m v）10m a20m a 四、程序举例1d/a初始化程序 使用本板时，首先应对各路d/a输出量进行初始化一次性清零输出。选择单极性输出时(05v或010v，basic编制) 10 a=&h300 ；本板基地址 20 out a,0 ；d/a输出0v 30 out a+1,0 ；8路同时选通 50 end2d/a举例说明 以下以05v basic语言为例，各路d/a独立输出： 10 a=&h300 ；数据口 20 out a,0 ；送数据0v 30 out a+1,&hfe ；选通d/a0通道 50 out a,128 ；送数据2.5v 60 out a+1,&hfd ；选通d/a1通道 80 out a,255 ；送数据5v 90 out a+1,&hfb ；选通d/a2通道 . . .3di/dooutp (port+3)，al ；输出8路开关量信号 inp al，(port+2) ；读入8路开关量信号 五维修服务 pc-7413板自售出之日起，两年内在正确使用下，由于产品质量问题，我公司将提供免费维修服务。但用户使用不当或烧坏，不在免费维修之列。两年后或用户使用不当或烧坏，我方将酌情收启元器件成本费。 附录一：编程指导和测试软件说明 本章主要叙述了pc-7413的d/a数据输出精选程序段及dos，win95/98下的测试软件使用说明。(注:精选程序段和测试软件全是turob c3.0 及vc+6.0 编写)1. d/a数据输出 1.1 d/a数据格式及控制(1)送d/a数据，写端口port+0(port为首地址)(2)选通d/a通道，写端口port+11.2 d/a数据输出的精选程序段 功能：向d/a通道0中送数据并转换锁存 outportb(port,dad0); /向d/a的第0通道送数据 outportb(port+1,0xfe); /选通d/a的第0通道 详细例程见pc7413.c中的testda()函数 2. dos下的测试程序功能说明 2.1 d/a数据输出： 8个通道选择输出d/a数据 2.2 设置参数有： 端口地址，量程选择，延时大小3. windows下的测试程序功能说明 3.1 主界面： 选择端口地址和所要测试功能界面 3.2 d/a测试界面： 可选择某一个或全部d/a数据输出， d/a数据可编辑 3.3 帮助界面： 有简单的操作帮助4. 所附磁盘文件说明 4.1 dos目录 4.1.1 pc7413.c dos下的测试程序源文件 4.1.2 pc7413.exe dos下的测试程序执行文件 4.2 windows目录4.2.1 pc7413.def windows下的动态链接库中的函数 及其调用说明4.2.2 pc7413.exe windows下的测试程序(需安装 vc5.0才可执行) 4.2.3 pc7413.dll vc开发所需的动态库4.2.4 pc7413b.dll vb等开发所需的动态库5.软件i/o端口采集延时 出厂提供的程序是按照p166 以下cpu运算速度编制的，若是更高速度的cpu，须将i/o操作语句延时加大。6.windows（32位）下动态库的调用(1） vc 开发环境请将pc7413.dll拷贝到当前windows安装windowssystem 目录下,然后声明各函数，并使用loadlibraiy()装载pc7413.dll和getprocaddress()获得pc7413.dll函数的入口地址，即可调用。 hinstance pc7413dll=null; typedef void da(unsigned char ch, unsigned s