开关量接口卡技术说明书

1、 PC-6401 开关量接口卡技术说明书1. 概述： PC-6401开关量接口卡适用于具有ISA 总线的PC系列微机，具有很好的兼容性，CPU从目前广泛使用的64位处理器直到早期的16位处理器均可适用，操作系统可选用经典的MS-DOS，目前流行的 Windows 系列，高稳定性的Unix等多种操作系统以及专业数据采集分析系统 LabVIEW 等软件环境。在硬件的安装上也非常简单，使用时只需将接口卡插入机内任何一个ISA总线插槽中，信号电缆从机箱外部直接接入。 PC-6401开关量接口卡是为符合ISA总线标准的IBM-PCXT28 6386486 系列原装机及其兼容机设计的通用数字IO 接口卡。

2、本接口卡可提供15路，共120个通道(位)的TTL 电平数字输入输出信号，同时可提供3个通道16位字长的定时计数器功能。2. 主要技术参数：2.1 数字IO部分：接口芯片：8255通道数：15路，每路8位，共120个通道输入输出电平：TTL电平输入输出状态：程序设置选择通讯方式：程序查询中断服务 (3路)2.2 定时计数器部分：接口芯片：8253通道数：3路计数字长：16位最大计数频率：2MHz输入输出控制电平：TTL电平2.3 内部时钟：1MHz2.4 地址占用量：从基地址起连续32个地址端口2.5 使用环境：工作温度：1050相对湿度：4090 (无凝点)2.6 电源功耗：5V 1A2.7

3、 外型尺寸(不含安装档板)： 长×高 310mm×107mm ( 4.4 英寸×4.2英寸)3. 工作原理： PC-6401 开关量接口卡主要由数字IO部分、定时计数器部分、内部时钟电路和接口逻辑电路组成。3.1 工作原理框图： PC-6401 开关量接口卡工作原理框图见图1。 图1 工作原理框图 3.2 数字IO部分： 数字IO部分由5片8255可编程并行接口芯片组成。 每片8255的PA、PB、PC 三组输入输出信号线分别通过CZ1CZ5 34 线扁平带缆接头与外设相连，其输入输出状态由用户根据需要用程序设置。JC5 芯片的PC0、PC1、PC3、PC5、PC

4、7 信号已引至跨接选择器KJ1上，以便使JC5芯片工作在选通方式和双向方式向主机申请中断。JC1JC4芯片无此功能，只能工作在基本输入输出状态。3.3 定时计数器部分： 定时计数器部分由一片 8253 及相关芯片组成，可为用户提供3个通道16 位字长的定时计数功能。8255的三组CLK、GATE、OUT 信号均接至CZ6 20线扁平带缆上，供用户选择使用。同时三根OUT 信号也可通过跨接选择器KJ2选择向主机申请中断。其信号电平相位由KJ3选择决定。3.4 内部时钟电路： 本卡提供了一个 1MHz的基准时钟，并通过KJ4选择器可与 8253的三个CLK输入端相连，以便于用户将8253设置为定时

5、器方式时采用。4. 安装及使用注意：4.1 本卡的安装十分简便，只要将主机机壳打开，在关电情况下，将本卡插入主机的任何一个空余扩展槽中，再将档板固定螺丝压紧即可。扁平带缆可从主机后面引出并与外设连接。4.2 禁止带电插拔本接口卡。设置接口卡开关，跨接套和安装接口带缆均应在关电状态下进行。4.3 本卡的输入输出信号均为TTL电平信号，不具备抗强干扰的能力，用户在实际使用中应注意信号引线不要过长，并采取适当的屏蔽措施。如果现场干扰严重还应采取光电隔离等措施。4.4 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

6、线进行屏蔽处理。4.5 对外供电端应注意加以保护，严禁短路，否则将造成主机电源损坏，使用中应特别小心。5. 使用与操作：5.1 主要可调整元件位置见图2： 5.2 输入输出信号插座定义： 本卡装有6个34线扁平带缆插座(CZ0CZ5)和2个20线扁平带缆插座( CZ6、CZ7)，其中CZ0 和CZ7 是为本卡检测校验而设的，一般情况下不要使用。34线扁平带缆插座是用来向用户提供每组24个数字输入输出信号的，20线扁平带缆插头则是向用户提供3通道定时计数器功能，其定义见图3。 图2 主要可调整元件位置图 CZ1CZ5 图3 输入输出插座定义 5.3 基地址开关K的设置： 基地址开关K用以选择设定

7、IO基地址。K(1)K(5)分别对应于地址总线A5A9；拨至“ON”处为“0”，反之为“1”，K(6)无关。用户可根据地址分配情况自行设定。出厂时基地址设为 0300H。现举例 说明见图4。 a.0100H b.0200H c.0300H 图4 IO基地址选择举例 5.4 KJ1跨接插座使用说明： KJ1是用来选择将JC5(8255)的PC口的5个输出信号线中的任意一个与主机的中断请求线相连，以使本片8255可以工作在方式1和方式2。其余JC1JC4不具备本功能。KJ1的排列如图5。使用中应注意PC1、PC3中只能任选一路，PC0、PC5、PC7中也只能任选一路。 PC 0 1 2 3 4 I

8、RQ5 IRQ6 图5 KJ1排列图 5.5 KJ2跨接插座使用说明： KJ2是用来选择连接中断请求信号的，当用户需要选择输出哪个中断信号时可用短接套将相应信号端连通。其信号端排列见图6。 A B C D E F IRQ 2 3 4 5 6 7 A：8253 OUT0 B：8253 OUT1 C： 8253 OUT2 D：KJ1 PC1PC3 E：KJ1 PC0PC5PC7 F：同A 图6 KJ2排列说明 5.6 KJ3跨接插座使用说明： KJ3是用来改变8253的OUT信号的相位的，以便于与中断请求或其它对象相位匹配。三组OUT信号可分别选择不同的输出相位。举例说明见图7： KJ3 KJ3

9、同相 反相 图7 KJ3 选择举例 5.7 KJ4 跨接插座使用说明： KJ4 是分别用来选择8253的CLK1CLK2是否与卡上1MHz基准时钟 相连。如果需要相连，只需将相应插座间短接即可。5.8 中断请求信号的程控方法： 为防止本卡上的中断请求信号与主机内其它控制卡的中断请求信号发生冲突，本卡的各路信号都经过一级三态门控制。在开机上电时，本卡的中断控制三态门处于高阻状态，中断请求信号无效。当需要由外部信号申请中断时，应先用程序将三态门置成允许状态。待中断请求信号结束后再用软件将三态门关闭。打开或关闭三态门时，只要向特定地址写入任一数值即可。5.9 本卡的IO地址分配：本卡共占用从基地址开

10、始的连续32个IO地址，其使用定义见表1。表1 IO地址分配表 地址分配操作状态操作功能基地址+0基地址+1基地址+28255-1 A口 8255-1 B口 8255-1 C口基地址+38255-1 控口基地址+4基地址+5 基地址+68255-2 A口 8255-2 B口 8255-2 C口基地址+78255-2 控口基地址+8 基地址+9 基地址+A8255-3 A口8255-3 B口 8255-3 C口基地址+B8255-3 控口基地址+C 基地址+D 基地址+E8255-4 A口 8255-4 B口 8255-4 C口基地址+F8255-4 控口基地址+10 基地址+11 基地址+12

11、8255-5 A口 8255-5 B口 8255-5 C口基地址+138255-5 控口基地址+14 基地址+15 基地址+16 8253 通道0 8253 通道1 8253 通道2基地址+178253 控口基地址+18打开中断允许三态门.基地址+1C关闭中断允许三态门5.10 有关说明： 8255 及 8253可编程器件的使用说明内容较多，所占篇幅较大，本使用说明书将不再摘录，请用户在使用时参考有关器件手册。 6. 驱动程序简介PC-6000 系列演示程序及驱动程序是为PC-6000 系列多功能工控采集板配制的工作在中西文Windows 95/ 98/ NT环境下的一组驱动程序以及使用该驱动

12、程序组建的一个演示程序，可以方便地使用户在中西文 Windows 环境下检测硬件的工作状态以及帮助软件开发人员在常用的 CC+, Visual Basic, Delphi, Borland C+ Builder, Borland Pascal for windows 等开发环境中使用 PC-6000 系列工控采集板进行数据采集和过程控制等工作.驱动程序是一个标准动态链接库 (DLL文件)。它的输出函数可以被其它应用程序在运行时直接调用。用户的应用程序可以用任何一种可以使用 DLL 链接库的编程工具来编写。 每种板卡依据其自身功能的不同具有不同的输出函数和参数定义。 驱动程序输出函数定义所列函数

13、的说明格式为 VC+6.0环境下PC6000.Dll库函数的原函数格式，无论使用哪一种开发工具，务必请注意数据格式的匹配及函数的返回类型，本说明中所使用的数据类型定义如下： short 16位带符号数 unsigned char - 8 位无符号数 unsigned long - 32 位无符号数数字量输入输出部分： * 函数: void APIENTRY IO6401Mode(short nAdd,short nPiece,short nMode)功能: 设置指定8255芯片的工作模式.参数: nAdd 基地址 nPiece 指定8255芯片：0-4 nMode 指定8255工作模式： 0

14、A,B,C口全设为输出工作方式 1 - A,B,C口全设为输入工作方式 2 - A口及C口的高4位为输出方式；B口及C口的低4位为输入方式。 3 - A口及B口设为输出工作方式；C口设为输入工作方式。 4 - A口及B口设为输入工作方式；C口设为输出工作方式。返回: 无返回值 说明: 在执行以下6个函数之前，应调用此函数设置输出输入芯片 8255 的工作模式。 * 函数: unsigned short APIENTRY DI6401Port(short nAdd,short nPort)功能: 进行某个口的数字量数据输入操作。参数: nAdd 基地址 nPort 指定口0-A口，1-B口，2-

15、C口。返回: 返回值为指定口输入信号的状态 * 函数: void APIENTRY DO6401Port(short nAdd,short nPort,unsigned char nState)功能: 进行某个口的数字量数据输出操作。参数: nAdd 基地址 nPort 指定口0-A口，1-B口，2-C口。 nState 指定口的输出状态, nState的D0代表Bit0, D3代表Bit3。返回: 无返回值 * 函数: unsigned char APIENTRY DI6401Bit(short nAdd,short nBit)功能: 采集某一位数字量输入信号的状态。参数: nAdd 基地址

16、 nBit 通道号：0-23 * 函数: unsigned long APIENTRY DI6401All(short nAdd)功能: 采集全部通道(24路) 数字量输入信号的状态。参数: nAdd 基地址返回: 返回值为24个输入信号的状态。 * 函数: void APIENTRY DO6401Bit(short nAdd,short nBit,unsigned char nState)功能: 进行某一个通道的数字量数据输出操作。参数: nAdd 基地址 nBit 通道号： 0-23 nState 1表示将输出高电平，0表示将输出低电平。返回: 无返回值 * 函数: void APIENT

17、RY DO6401All(short nAdd,unsigned char A,unsigned char B,unsigned char C)功能: 同时进行所有24个通道的数字量数据输出操作。参数: nAdd 基地址A A口的输出状态, A的D0代表Bit0, D3代表Bit3。B B口的输出状态, B的D0代表Bit0, D3代表Bit3。C C口的输出状态, C的D0代表Bit0, D3代表Bit3。返回: 无返回值计数定时部分： * 函数: void APIENTRY CT6401Start(short nAdd,short nClock,long nPreLoad)功能: 初始化P

18、C6401，设置8253计数器芯片指定通道的工作模式及寄存器预装值。参数: nAdd 基地址nClock 通道号：0-2 nPreLoad 16位寄存器预装入值(0-65535)。返回: 无返回值说明: 此函数将寄存器预装值装入寄存器中，此时计数器是否开始计数，还取决于 Gate 端的状态，3个通道均工作于方式2。 * 函数: unsigned long APIENTRY CT6401Read(short nAdd,short nClock)功能: 此函数读取某个计数器的寄存器值。参数: nAdd 基地址nClock 通道号：0-2返回: 返回寄存器的当前值。 说明: 此函数不影响计数器的继续

19、计数工作。7. 驱动程序使用举例： 在 Windows 9598环境下，使用 MicroSoft Visual Basic 6.0 开发环境，采用调用驱动程序的输出函数的方法对PC6408的 I/O端口进行操作。注意: 在VB6中, 数据类型Integer 为 16 位带符号整数, long为32位无符号数，Byte为8 位无符号数。首先创建一个窗口,名为 Form。设置一个定时器，名为Timer1。'数字量Private Declare Sub IO6401Mode Lib "pc6000.dll" (ByVal nAdd As Integer, ByVal nP

20、iece As Integer, ByVal nMode As Integer)Private Declare Function DI6401Port Lib "pc6000.dll" (ByVal nAdd As Integer, ByVal nPort As Integer) As IntegerPrivate Declare Function DI6401Bit Lib "pc6000.dll" (ByVal nAdd As Integer, ByVal nBit As Integer) As BytePrivate Declare Functio

21、n DI6401All Lib "pc6000.dll" (ByVal nAdd As Integer) As LongPrivate Declare Sub DO6401Port Lib "pc6000.dll" (ByVal nAdd As Integer, ByVal nPort As Integer, ByVal nState As Byte)Private Declare Sub DO6401Bit Lib "pc6000.dll" (ByVal nAdd As Integer, ByVal nBit As Integer,

22、 ByVal nState As Byte)Private Declare Sub DO6401All Lib "pc6000.dll" (ByVal nAdd As Integer, ByVal a As Byte, ByVal B As Byte, ByVal C As Byte)'计数器Private Declare Sub CT6401Start Lib "pc6000.dll" (ByVal nAdd As Integer, ByVal nClock As Integer, ByVal nPreLoad As Long)Private Declare Function CT6401Read Lib "pc6000.dll" (ByVal nAdd As Integer, ByVal nClock As Integer) As LongDim nState As BooleanPrivate Sub Form_Load() Call IO6401Mode(256, 0