USB-DMP20A使用手册采集卡

1、USB-DMP20AUSB-DMP20A 使 用 手 册¨ USB1.1兼容USB2.0总线AD数据采集控制模块¨ 路单端路双端1位高分辨率 AD¨ 内置高增益程控放大器，最高量程达0-20mV¨ 一路12位DA¨ 二路激励恒流源输出¨ 开关量：1路DI/1路DO¨ 二路位计数器¨ 程控所有硬件设置，免跳线Sdjn3k济南三科2009/5 V1.62 Sdjn3k济南三科USB-DMP20A注意：请在开始使用模块前仔细阅读本使用手册检查打开包装请查验如下：² USB-DMP20A数据采集模块²

2、光盘。² USB电缆。² DB25插头， 2Pin排线插头。安装将模块电缆插入主机的任何一个USB插槽中并将外部的输入、输出线连好。如果主机有多套USB模块，请每次只安装一个模块。软件启动安装请察看第3章说明。保修本产品自售出之日起一年内，用户遵守储存、运输和使用要求，而产品质量不合要求，凭保修单免费维修。因违反操作规定和要求而造成损坏的，需缴纳器件费和维修费及相应的运输费用，如果板卡有明显烧毁、烧糊情况原则上不予维修。如果板卡开箱测试有问题，可以免费维修（限购买模块10天内）。目录一、模块说明u USB-DMP20A模块简介u 主要特点及性能二、原理u 简介u 模拟输入及

3、数据计算、 模块输入、 转换数据的计算 u 部分原理及数据计算u 开关量输入输出部分的原理u 计数器u 激励恒流源部分的原理及使用三、安装与连接u 安装u 信号连接注意事项u 连接器插座的定义、的定义、的定义、电源插口、插座u 常用信号的连接与处理四、软件u 软件的安装及说明u 操作函数说明、设备操作函数、操作函数、操作函数、开关量输入输出操作函数、计数器操作函数、激励恒流源操作函数u 应用程序编程说明五、附录u USB-DMP20A模块示意图30 Sdjn3k济南三科USB-DMP20A 说明一、USB-DMP20A说明USB-DMP20A模块简介USB-DMP20A是一款全速USB1.1兼

4、容USB2.0总线16位高灵敏度、高分辨率数据采集模块，具有路单端路差分模拟输入,档程控增益放大，全部工作在软件设置模式、一路12位DA输出、开关量1路输入/1路输出、二路位计数器，二路恒流源（200uA）输出，可直接驱动电阻温度传感器。采用USB总线，支持即插即用。USB-DMP20A的所有功能设置都可以通过软件控制，不需要硬件跳线。主要特点 、性能：AD部分n 8路单端路差分输入。输入电压：±20mV(0-20mV)/ ±40mV(0-40mV)/ ±80mV(0-80mV)/ ±160mV(0-160mV)/ ±320mV(0-320mV

5、)/ ±640mV(0-640mV)/ ±1.28V(0-1.28V)/ 2.56V(0-2.56V)/，共档，软件程控。n AD转换器：16位AD。n 通道输入阻抗：1兆欧姆。n 输入插座：DB25电缆插座(J1)。n 系统精度：±10uV(±0.5% LSB)。n 分辨率：16位。n 噪音（峰值）：1uV(20mV输入档)3.6uV(2.5V输入档) .n 输入耐电压：-0.3VVc。(模拟输入电压不得高于工作电压，否则有烧毁模块的危险)DA部分n 一路12位DA转换器，DB25电缆插座输出(J1)。n 输出电压：0-2.5V。n 输出驱动电流：5m

6、A.n 分辨率12位。n 输出电压精度：± 1%FSn 输出最大失调电压：±50mVn 输出电压建立时间：小于100微秒。开关量输入输出n 1路输入通道，性能：1. 输入电压：TTL电平。2. 高电平：大于2伏。3. 低电平：小于0.8伏。4. 输入电压范围：0-5伏n 1路输出通道，性能：1. 输出电压： TTL电平。2. 高电平：大于2.5伏。3. 低电平：小于0.5伏。4. 最大输出电流：2毫安/路。n 开关量输出上电自动清零。n 插座：脚扁平电缆插座计数器位加法计数器，上升边沿有效。参数：² 最大输入频率1MHz² 输入电压：0-5伏²

7、 门限电压与开关量输入相同恒流源输出 二路激励恒流源输出。可激励驱动电阻温度传感器等纯电阻型传感器。输出电流：200uA(微安)输出精度：±1% (25)温度飘移：20 ppm/软件支持：1. 操作系统支持winXP2. 开发包：驱动程序、DLL库函数3. 例程：MFC、V、VB、LabVIEW、Delphi4. 测试程序硬件n 总线：全速USB1.1兼容USB2.0总线标准。n 工作电流：<500mA。n 电源：USB电缆供电，可以选择外部电源供电。n 外部电源输入电压：5伏，±5%。n 模块尺寸：10.8cm x 7cm x 2.6cmUSB-DMP20A 原理二

8、、原理说明n 模拟输入DMP20A模拟输入为8路单端（通道1-8）,4路差分(通道1-2 ,3-4, 5-6,7-8)输入。AD输入有8档量程，由软件控制（详细见编程部分说明，分别对应增益选择：0-7）。输入范围：单端：0-20mV,0-40mV,0-80mV,0-160mV,0-320mV,0-640mV,0-1.25V,0-2.56V差分：±20mV, ±40mV, ±80mV, ±160mV, ±±320mV, ±640mV, ±1.25V, ±2.56V注：单端输入每个模拟量输入对应一个通道，差分

9、输入每对差分的正负输入分别对应一个通道，即AIN1为差分输入的正极输入端，AIN2为差分输入的负极输入端，以此类推。 DMP20A的差分输入为单极性差分输入，负输入是：正极输入端相对负极输入端为“负”，而不是相对“地”为负。例如：正极输入端为1.5V，负极输入端为2.5V，即：1.5-2.5=-1V。但正、负二输入端均不可输入对“地”为负的电压。n AD转换数据格式与计算16位转换数据范围为0-65535，对应电压计算：设：data为16位转换结果。Scope为所选择增益档的最大输入范围值(量纲为mV)。单端输入转换数据计算公式为：电压mVdata * scopemV/65535例如：0-20

10、mV档：电压mV=data * 20mV/65535 在该档每个数字量为0.0003051mV,也就是说理论上DMP20A模块的最高分辨率为0.0003051mV。例如：0-2.5V档：电压mV=data * 2500mV/65535 差分输入转换数据计算公式为：电压mV(data-32767) * scopemV/32767例如：±20mV档：电压mV=(data-32767) * 20mV/32767 差分输入时，差模电压零伏对应的数字量data为32767，小于32767的为负电压。其它各档，以此类推。DA部分的原理DMP20A模块提供1路12位DA，输出0-2.5伏，由软件控

11、制。DA输出上电输出状态为“0”。设置数据有效范围：0-4095，对应输出电压与设置数据的计算：设：data为12位DA设置数据输出电压=(data)*2500/4095 (mV)注：DMP20A模块的DA输出只适应控制静态或准静态对象，不适合输出波形。因为在windows环境下用户无法精确定时。开关量部分的原理：DMP20A模块开关量为12路输入及12路输出接口. 所有的输出口在上电初始时为“0”或低电平。输入接口为浮空状态，如果没有外部输入，读入数据不确定。输入或输出的16位数据的低12位（D15-D0）有效，分别对应输入或输出通道11-0号 (即0号通道为最低位) 。DMP20A模块开关

12、量为5伏TTL电平，输入可以承受5伏电压，但必须有限流。输出高于2.8伏（5伏TTL逻辑通常大于2.3伏，就认为为逻辑1）。计数器DMP20A模块具有路16位加法计数器，计数器输入为上升边沿触发.用户启动计数器后，计数器开始工作，每一个上升脉冲边沿使计数器进行“+1”操作。激励恒流源DMP20A模块具有路激励恒流源输出，可用来驱动电阻温度传感器等纯电阻类传感器。这可以免去使用变送器代来的成本及麻烦，并可提高系统可靠性及测量精度。其应用原理图如下：也可以使用下图用法：在使用时因测量温度的范围及所选温度电阻(应尽量使用Pt1000)不同，注意选择适当的输入量程档位。 RTD：电阻温度传感器，如：P

13、t100.注意：在DMP20A模块内部，二路恒流源与模拟输入的AIN7、AIN8共用通道，因此，在启用恒流源IC1的同时，AIN7就不得再使用，在启用恒流源IC2的同时，AIN8就不得再使用，应分别将其浮空。DMP20A模块内置有二路对外开放的集成运算放大器和。 USB-DMP20A 安装与连接三、安装与连接安装关于USB用户的计算机必须支持USB接口，DMP20A模块支持全速USB1.1兼容USB2.0总线接口标准.一些品牌的笔记本计算机的供电能力有限，如果DMP20A模块因此不能正常工作，请额外配备+5伏电源（注意外部供电电压为5伏±5%），电源要求必须是稳压电源，输出电流大于5

14、00毫安。用户在应用时请尽量采用随机配备的原装电缆。如果需要单独配备电缆，要选择粗的电缆以满足供电要求。模块的安装 在第一次使用本模块设备时，需安装系统软件，包括驱动程序、动态链接库DLL，模块设备的安装，请详见软件章节的驱动安装或产品所附光盘下的“设备安装说明”。信号连接注意事项n 模拟输入：1. 输入连接电缆必须用屏蔽电缆，电缆的屏蔽外层最好只在一端连接到地线上。2. 模拟信号的地线应该连接到前端的模拟输出的地线上3. 差分输入时，用户必须将DMP20A的地线连接到前端信号输出的地线上，如果有多个前端输出，可以在每一个输出的地线与DMP20A的地线之间串联一个1K-10K欧姆的电阻，防止地

15、线之间的电流串扰干扰采集精度。4. 如果前端信号干扰较大，如电力信号采集应用时，最好将PC机的外壳与前端的地线单独连接。这样可以避免干扰、高压烧毁DMP20A。5. 对于高精度采样，要求前端设备输出有尽量低的输出阻抗及电流驱动能力。n 模拟输出：1. 输出不得对外部电源及地线短路。2. 输出的电容负载能力有限(<5mA)，注意不能驱动大的电容负载，否则会引起输出不稳定。如果需要驱动电容、电感负载，应该在输出与被驱动设备间加入一个100-500欧姆的电阻。n 开关量：1. 开关量输入电平不能低于-0.3V 或高于+5V。2. 输出不得对地线、电源短路。3. 输出如果需要驱动大功率设备，或为

16、防止干扰应该选用适当的端子板，提升负载能力并将输出与设备隔离。连接器插座定义DMP20A模块有二个连接器：J1-DB25 25脚、J2-DIP26 26脚。l J1:对应8路模拟输入、DA输出、计数器输入、激励恒流源IC1和IC2、内置的集成运算放大器A1和A2。l J2:对应12路DI、12路DO开关量及一组电源。注意：电源的负载不能太大（一般小于100mA）.J1定义：说明：q AIN1-AIN8对应8路单端输入、4路差分输入,如下图。GND为单、双端输入共同地端。q GND也为模拟输出（DA）、恒流源IC1、IC2及计数器TO1、TO2的地线。q A1-、A1+、A1OUT分别为内置运放

17、A1的负极输入端、正极输入端和输出端，A2-、A2+、A2OUT分别为内置运放A2的负极输入端、正极输入端和输出端。q 在连接电缆电线时，请注意插头上标有对应的脚位号码标号。J2定义：说明：q DI0-DI11对应开关量输入通道0-11号。q DO0-DO11对应开关量输出0-11号。q 一组电源输出，用来提供隔离输入输出时的模块端电源。因负载能力（小于100mA）及抗干扰，不得提供给被隔离的设备端使用。l 电源插座：输入电源电压+5伏，范围±5%，电流：大于500毫安。插座极性如下： 地线 +5伏注意：在使用适配电源时，一定要确认电压及极性无误时方可通电使用，以避免烧毁模块。l 插

18、座插座为型插座，是连接计算机的通讯及由计算机供电的接口。当它通过连线连接到计算机并得到计算机供电时，或使用适配电源时，电源指示灯将点亮。当与计算机通讯并被计算机正确枚举后指示灯将点亮，在与计算机进行数据通信中，该指示灯将闪烁。配套端子板DMP20A模块可以根据不同需要配接端子板，可与供应商联系订制。常用信号的连接、处理。n DA输出驱动感性负载n 利用开关量输出驱动继电器n 光电隔离输入注意：隔离与被隔离端不能同电源、同地。（注意图中的二个电源符和接地符是不同的） USB-DMP20A 软件四、软件本章介绍驱动的安装、动态链接库函数使用方法以及针对DMP20A模块的软件开发指导。请用户在编程前

19、，仔细阅读本手册，了解相关信息。由于软件可能不断更新，请用户察看光盘中的提示。测试软件及其他软件的说明见光盘目录：USBDMP20A软件安装与说明软件说明DMP20A模块附带光盘中，提供如下内容：1. 说明书。2. 驱动程序，支持winXP操作系统。3. Visaul C+、MFC、VB、Delphi编程实例。4. DMP20A模块测试程序。注：由于win98、winNT微软已经不提供支持，不建议使用。DMP20A模块的驱动不支持winNT。¨ 在光盘的驱动程序（DRIVER）目录中包含：DMP20A.inf、DMP20A.sys 、DMP20A.dll等文件。² DMP2

20、0A.inf 驱动安装文件。² DMP20A.sys 驱动程序。² DMP20A.dll 动态链接库。² 编程需要的 (DMP20Adll.h 、DMP20Adll-A.h)头文件。¨ 在光盘的编程例程目录中包含：² VC的编程例程² VB的编程例程² LabVIEW的编程例程² Delphi的编程例程¨ DMP20A.exe：测试程序。驱动安装安装方法：1. 将DMP20A模块连线插入一个USB插槽，如果有多个DMP20A模块，请每一次安装一个DMP20A模块。第一次安装的模块的设备号为“0”，第二次安

21、装的模块的设备号为“1”，依次类推。2. Windows将会显示找到新硬件，可按找到新硬件向导进行下一步3. 选择搜索适用我的设备的驱动程序，下一步；4. 选择驱动所在目录，进行安装。（目录：光盘所在盘符DMP系列DMP20A驱动程序）5. 按找到新硬件向导的提示进行下一步；6. Windows将显示完成添加/删除硬件向导，单击完成即可完成安装过程。7. 完成后如果安装第二个DMP20A模块，插入第二块DMP20A模块，重复上述安装过程。安装后，程序自动将DMP20A.dll动态链接库程序拷贝到windows系统的system32目录中，用户用也可以自己将DLL拷贝到当前工作目录中。驱动安装完

22、毕后在控制面板系统设备管理中的USB项目下可以找到DMP20A模块。驱动安装详细过程也可参见产品所附光盘下的“设备安装说明”。1. 如果需要更新设备驱动，请在硬件设备管理目录下选择DMP20A按鼠标右键选择属性 选择驱动程序 选择重新安装驱动程序。2. 当例程从CD-ROM复制到硬盘时，属性仍将保持为只读属性 ，这将影响用户调试程序。请将属性改为文档属性，这样就可以进行正常的编译、调试工作了。接口函数说明本卡以DLL-动态链接库的方式封装了用户在winXP环境下编程需要的函数。动态链接库可以被windows环境下的多数编程语言调用，用户只要正确使用调用格式就能正确调用函数。本手册提供了VC、V

23、B、LabVIEW的调用例子，有关其他语言调用的方法，用户可以参考光盘所附例程及其他书籍或直接在网上查找。设备操作函数q 打开一个DMP20A模块设备函数：HANDLE OpenDevice(unsigned char)参数：² unsigned char型参数：入口参数，DMP20A模块设备号，=0、1、2.，表示第一个、第二个DMP20A模块。设备号的定义参考驱动安装部分。² 函数返回值：DMP20A模块的操作句柄。注：VC中如果句柄不等于INVALID_HANDLE_VALUE，表示正确。q 关闭一个DMP20A模块设备函数：long CloseDevice(HAND

24、LE hDevice)功能：关闭以hDevice打开的DMP20A。参数：² hDevice：入口参数，DMP20A模块的操作句柄。² 函数返回数值：成功 / ：失败。AD操作函数q Read_Ad ()功能：对一个通道进行采样，并返回返回转换结果。函数：long Read_Ad ( HANDLE hDevice, UCHAR ch, UCHAR gain，UCHAR sidi )参数：² hDevice：入口参数，卡的操作句柄。² ch：入口参数，单端18，差分1114设置采样的通道号码。² gain：设置AD的输入量程。单端输入时，0-7分

25、别对应选择的单端输入范围为：0-20mV、0-40mV、0-80mV、 0-160m、0-320mV、0-640mV、 0-1.28V、 0-2.56V双端输入时0-7对应选择的双端输入范围为：±20mV、±40mV、±80mV、 ±160m、±320mV、0-640mV、±1.28V、±2.56V² sidi：1设置输入通道为路单端模式，0设置输入通道为路差分输入。² 函数返回：出口参数：小于0失败，大于等于0时为AD转换结果（0-65535）。DA操作函数DMP20A模块在上电初始化时，输出为。q S

26、et_Da（）功能：设置输出数据。函数：unsigned char Set_Da (HANDLE hDevice, unsigned int Data)参数：² hDevice：人口参数，DMP20A模块的操作句柄。² data：有效数值为0-4095，控制或设置的输出电压。² 返回：成功，:失败开关量操作函数q Get_Di（）功能：读入1位开关量输入。函数：unsigned int Get_Di (HANDLE hDevice)参数：² hDevice：入口参数，DMP20A模块的操作句柄。² 函数返回：出口参数，返回读入的数据。数据的低1

27、位有效（D11-D0）对应输入端口11-0号。q Set_Do()功能：设置12位开关量数据输出。函数：unsigned int Set_Do (HANDLE hDevice,unsigned int DoData)参数：² hDevice：入口参数，DMP20A模块的操作句柄。² DoData：入口参数，输出的开关量数据。数据的低12位有效。12位数据（D11-D0）分别对应端口的12个IO输出口11-0号² 函数返回：出口参数，成功，:失败。计数器操作函数q Set_Count（）功能：启动（或关闭）计数器开始计数。函数：unsigned char Set_C

28、ount(HANDLE hDevice，unsigned charsw， unsigned charn)参数：² hDevice：入口参数，DMP20A模块的操作句柄。² sw：启动或关闭计数器，为启动并开始计数，为关闭。² n：为，为，² 函数返回：成功，:失败。q Read_Count()功能：读出16位计数器数据。函数：unsigned int Read_Count(HANDLE hDevice)² hDevice：入口参数，DMP20A模块的操作句柄。² 函数返回：出口参数，大于等于0：16位计数器数据。 -1错误。 设置激励恒流源q Set_Ic ()功能：设置恒流源的开关。函数：unsigned char Set_Ic (HANDLE hDevice, unsigned char ic, unsigned char n)² hDevice：入口参数，DMP20A模块的操作句