AC6040使用手册.doc

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1、AC6040使 用 手 册wwlab2002/4目录一、 简介n 介绍n 性能n 原理说明二、 安装与设置n 安装n 信号连接注意事项n 配套端子板三、 编程n 软件安装n 模拟采集n 开关量四、 I/O功能说明n DB37插座n AC6040示意图n 常用信号的连接、处理。一、AC6040说明Page: 3AC1055AC6040板简介AC6040是一款高分辨率、高精度A/D板，采用PCI总线支持即插即用、无需地址跳线。AC6040具有4路双端模拟输入、16路开关量8路输入及8路输出（输出支持大电流输出）。AC6040采用大规模可编程门阵列设计，提高可靠性。常用应用范围：n 压力、温度测量。

2、n 弱信号高精度采集。n 色谱仪计算机接口。主要特点 、性能：n A/D转换器: AD7710 24位A/D A/D。工作方式：软件查询，采样速度：10Hz、25Hz、50Hz、100Hz，对应多通道扫描速度：2.5通道、6通道、12.5通道、25通道/秒。n 4路差分输入, 输入阻抗10M, 最大输入电压: +5V / 5V，瞬时输入耐压：-12V - +12V。n 最大共模输入电压5伏，CMRR大于90分贝。n DB37孔式输入连接器。n 输入为双极性输入幅度： 2.5V，输入程控放大器，增益：1、2、4、8、16、32、64、128倍，对应输入幅度为：2500毫伏、1250毫伏、625毫

3、伏、312.5毫伏、156.25毫伏、78.125毫伏、39.0625毫伏、19.53125毫伏。n 多通道时A/D最大通过率=（采样速度/4） 。n 对应速度与分辨率：表1-1：速度/增益/分辨率（电压：微伏）速度（HZ）12481632641281021.511111125321.51.5111150101065221.51.510040351515101055注:以上数值为典型测量数值,实际应用时可能存在差异。表1-2：速度/增益/误差(%)速度（HZ）1248163264128100.010.010.010.010.020.050.050.05250.010.010.010.050.0

4、50.050.050.05500.020.020.020.050.010.10.10.11000.050.050.050.10.10.10.20.2注:以上数值为典型测量数值,实际应用时可能存在差异。n 非校正输入零点误差：30微伏（典型、速度：10、25Hz、50Hz），300微伏（典型、速度：100Hz）。n 采样温度漂移小于：10ppm/度（典型），条件：23度 20度。n 提供一路精密电压输出（REFO），电压：2.5伏，输出驱动电流大于20毫安，精度：0.2%，温度漂移：10ppm/度（典型）。n 16路开关量、TTL电平、8入、8出。DB37插座输出、输出。开关量输出复位后为输出为

5、“0”，输出级带功率驱动。性能：输出：输出高电压 ：5V，低电压 100mA/路，上拉 4mA 输入电流：0.1mA 输入高电压门限：2.5V， 低电压： 0.8Vn PCI总线，符合PCI V2.1标准n AC6040占用64个I/O选通空间(自动分配)。原理说明：AC6040采用PLX9052 PCI接口芯片及门阵列作为主控芯片。门阵列控制模拟输入、采样及开关量。模拟转换由门阵列提供控制信号、同时转换结果存放在门阵列中。 4路模拟 输入 电子 A/D 门阵列 开关 XC951448DI8DO 锁存 PLX9052 PCI总线 放大AC6040采用Delta-Sigma AD转换器，提供了一

6、般转换器、放大器无法达到的精度、分辨率与稳定性。同时，6040提供了4个差分输入，输入基本量程为：2.5V,并提供8档增益(1、2、4、8、16、32、64、128倍)，使输入量程从2.5伏 - 20毫伏。AD的实时校正功能，使转换精度、零点偏移保持不变。在应用时，用户切换增益及上电初始化后，必须进行因此自校正操作。校正需要的时间与采样速度的关系见下表：速度10Hz25Hz50Hz100Hz校正延时1S0.5S0.2S0.1S注意：每次改变增益，必须进行因此自校正操作。用户在计算采样时间时应该算入增益校正时间。因此，最好用户能保持4个采样通道为同样增益，以提高采样速度。 AC6040同时提供一

7、个精密电压源输出（REFO），输出电压为2.5伏,精度：0.2%。可以用来为电桥、压力变速器供电。二、安装与设置2-1：安装：首先关掉PC机电源，将AC6040插入主机的任何一个PCI插槽中并将外部的输入、输出线连好。如果主机有多套AC系列PCI插卡，请注意并标记插槽的顺序与号码以方便连接与编程。2-2: 信号连接注意事项1. AC6040的输入范围为：2.5V，输入最大信号不要超过5伏。2. 输入对高频信号较敏感（大于20KHz），如果高频干扰大，请采用滤波措施。3. 如果对零点偏移敏感，可以采用硬件零点校正的方法，如下：将6040的一个输入通道做为零点校正通道，并将输入的“+、-”端接地。

8、计算采样数值时，把减去零点校正通道数值的结果作为真实采样结果。即：data=datas-dataz (data:计算结果，datas:通道采样结果，adatz：零点校正通道采样结果)4. 由于对信号进行高精度测量，必须注意信号的阻抗，要求信号的输出阻抗尽量低以避免带来测量误差。5. 数字地线连接到数字控制部分的地线，模拟地与模拟输入信号地连接，不能混合连接。6. 开关量输出如果驱动继电器等感性负载，请将Vcom脚与外部供电端的“+极”连接7. 开关量输入绝对不允许超过+5伏/-0.3伏。n 差分信号输入连接“+、-”输入分别连接到信号输出的“+、-”端，6040的地线（模拟）。在差分模式时，应

9、该注意共模电压（+、-输入端对地的电压）不能大于5伏。n 单端输入信号连接 利用AC6040的差分输入特性,直接将”+、-“输入连接到被测信号的输出与GND上，可以部分消除信号线带来的干扰。n 电桥信号连接n 热电偶信号连接 如果多只电偶不能共地，R=1-10K欧姆。如果允许共地，R=0。电路中，如果希望检测断偶信息，可以在“+”输入与REFO之间连接一个1-10兆欧的电阻。如果干扰较大，可以在电偶输出端并联一个0.1u-10uF的电容。n 开关量输出驱动继电器 AC6040输出级采用MC1413，支持大电流下拉能力，可以驱动继电器，为保护输出级不受继电器线圈的反电动势的干扰，需要将外部继电器

10、供电电源的+连接到DB37插座的“COM”脚（37脚），电源的地线连接到6040的数字地上，详细脚定义见附录。2-3：配套端子板AC6040可以配接AC142端子板。提供：n 40路螺丝端子n DB37或40脚扁平电缆插座。三、AC6040的编程编程前准备请用户在编程前，仔细阅读本手册，了解相关信息，按照下面的步骤开展工作：（1） 关闭计算机电源；（2） 打开机箱，找到PCI总线插槽（一般PCI总线插槽是白色的，ISA总线插槽一般是黑的，AGP总线插槽一般是棕色的）；（3） 将AC6040 A/D采集板按正确的方向插入PCI总线插槽；（4） 打开电源，启动计算机，安装驱动程序。针对不同的操作系

11、统的安装相应的驱动程序：l Windows 98驱动安装：1、关闭计算机的电源；2、将ac6040板卡插入PCI查槽中；3、打开计算机电源，启动Windows 98；4、Windows 98将会显示找到新硬件（将显示找到Pci Device），进行下一步；5、在添加硬件向导窗口中选择搜索设备的最新驱动程序，下一步；6、选择驱动所在目录，进行安装（ac6000 driverwin98win2000）；7、Windows 98将显示找到WWlab PCI AC6040 A/D Board提示进行下一步；8、驱动已经安装完成注：安装完毕后将在设备管理器中出现一个其他设备（其他设备是问号-不表示设备有

12、问题，只是表示系统不知道ac6040是何种设备）l Windows 2000驱动安装：1、关闭计算机的电源；2、将ac6040板卡插入PCI查槽中；3、打开计算机电源，启动Windows 2000；4、Windows 2000将会显示找到新硬件，可按找到新硬件向导进行下一步；5、选择搜索适用与我的设备的驱动程序（推荐），下一步；6、选择驱动所在目录，进行安装（pciac6000 driverwin98win2000）；7、按找到新硬件向导的提示进行下一步；8、Windows 2000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注：安装完毕后将在设备管理器中出现一个其他设备（其他设备是

13、问号-不表示设备有问题，只是表示系统不知道ac6040板卡是何种设备）,l Windows NT 4.0驱动安装：1、关闭计算机的电源；2、将ac6040板卡插入PCI槽中；3、打开ac6040板卡的电源，打开计算机电源；4、启动Windows NT 4.0；5、运行安装程序，程序将自动安装驱动程序。驱动安装程序位于CD-ROM的PCIAC6000 DRIVER目录下。运行后，将看到如下窗口，表示已经成功安装了驱动程序；当看到安装失败的窗口显示（如下图），表明安装失败，请退出其他应用程序再进行安装，如果仍然无法安装，请与经销商联系。（5） 对板卡编程控制，请参考程序流程图（见下页）。当发现在编

14、程、调试的过程中，发现板卡工作不正常时，请一定要使用随机提供的测试程序进行检查，如果测试测试程序报告有问题，请与经销商联系。注：l 当Visaul C+/Visaul Basic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。l 测试程序运行环境：DOS5.x-Dos6.x版本或win98 DOS（板卡驱动必须已经在windows系统中安装，否则无法正确运行）程序流程图开始加载DLL函数存在？加载驱动AC板卡存在用户应用程序调用函数实现指定功能A/D采样、IO、 D/A用户程序退出程序结束卸载驱动卸载D

15、LLNNNNYYYYAC6040附带一张光盘，在PCI目录下提供如下内容：1) 说明书。2) 驱动程序3) Visaul C+、Visaul Basic编程实例。4) DOS下的测试程序。（本产品的检测程序，可以检验本产品是否工作正常，运行环境要求见前面的注释）5) 提供Pci总线的扫描程序，帮助用户检查Pci板卡的分配状况3-1、A/D部分A/D信号由P137脚D型插座输入，定义见附录。模拟输入电压与采集数的换算关系：设：A/D读入数据为：data （data=0-FFFFFFH）、设置的输入放大倍率为G，对应电压为：data=data & 0xffffff (屏蔽掉32位数据的高八位，或使

16、高八位为“0”)V=(data-)*2500.0/.0/G (mV)注：1. =800000H2. G=1、2、4、8、16、32、64、128：用户设置的增益。注意：每次改变增益，必须进行一次自校正操作。用户在计算采样时间时应该算入增益校正时间。因此，最好用户能保持4个采样通道为同样增益，以提高采样速度。校正需要的时间与采样速度的关系见下表：速度10Hz25Hz50Hz100Hz校正延时1S0.5S0.2S0.1S模拟输入部分注意事项：（1）连接输入信号时，PC应处于关机状态（2）最大输入电压+5V/-5.V（3）输入信号最好应用屏蔽电缆接线（4）多余的输入通道接地。3-1-1：VB编程（1

17、） 首先启动Visaul Basic开发环境；（2） 新建一个标准EXE应用；（3） 在工程菜单中添加模块，将模块加入（该模块在光盘中pciac6040vb目录中）；（4） 接下来可以按照函数说明编写:1、在通用对象中加入定义： Dim cardid(100) As Long （定义AC6040卡ID数组）2、在Form_Load中加入如下代码：NTportio = AC_OpenDriver_VB() cardnumber = AC_6040_INIT_VB(NTportio, cardid(0)注：l NTportio：获得驱动句柄， Ntportio已在模块文件中定义为Global变量）

18、l cardnumber：获得AC6040卡的数量和各自的识别ID，按插卡的顺序分别存放在cardid数组中，第一块卡的ID为cardid(0), 第二块卡的ID为cardid(1).依次类推.第N块卡的ID为cardid(n-1)。以后所有的操作都依靠ID来识别具体操作哪块卡。）3、在Form中建立一个CommonButton，名为Command1在Command1_Click()过程中加入A/D转换函数Private Sub Command1_Click()l AD初始化，设置增益、temp = AC_6040_AD_INI(NTportio, cardid(0), 0, 0)l 设置转换

19、通道为：0通道AC_6040_CH NTportio, cardid(0), 0l AD转换、读数temp = AC_6040_AD(NTportio, cardid(0)按2.5V电压转换显示Print hex value=; Hex(temp), Results=; CSng(2500) * CSng(temp - &H800000) / CSng(&H800000) / 1End Sub4、在程序退出时，应该在Form_Unload（）过程中加入释放驱动句柄的操作，具体程序如下：AC_CloseDriver_VB Ntportio（5）有关用户其他方面的应用请参考请参考函数说明和例程。3

20、-1-2：VC编程例：#include stdafx.h#include #include windows.h / 应加入的头文件#include winioctl.h / 应加入的头文件#include #include #include #include #include .includeio_nt.h#include .includeAC6040.hHINSTANCE hDLL; /DLL句柄HANDLE NTportio=NULL; /NT IO驱动 句柄-暂定为全局变量，自定义时，可以自己传递参数int main(int argc, char* argv)char *dll_name

21、=;/动态连接库名hDLL=LoadLibrary(dll_name); /调入DLL ，动态调用if(hDLL!=NULL)if(int)hDLL31)printf(%s未找到！, dll_name);elseprintf(%s已调入。, dll_name);#include .includeio_nt_func.h#include .includeac6040_func.h/-if(AC_OpenDriver=NULL)printf(nAC_OpenDriver函数不存在！);elseprintf(nAC_OpenDriver函数存在。);NTportio=AC_OpenDriver();

22、 /获取IO驱动句柄if(NTportio=NULL)printf(Drivers is not exist!n);/未成功加载驱动getch();FreeLibrary(hDLL);/清DLL句柄exit(0);/退出if(AC_Version=NULL)printf(nAC_Version函数不存在！);elseprintf(nAC_Version函数存在。);char Version100;AC_Version(NTportio, Version);/okprintf(%sn,Version);if(AC_inpd=NULL | AC_inpds=NULL)printf(inpds nu

23、lln);elseprintf(inpds is ok!n);/判断AC6040系列API是否正确加载if(AC_6040_INIT=NULL|AC_6040_DI=NULL |AC_6040_DO=NULL |AC_6040_CH=NULL |AC_6040_AD_INI=NULL)printf(ac6040 函数不存在!n);elseprintf(ac6040 函数 is ok!n);/-用户程序可以写在下面-unsigned long idd100;unsigned long cardc;cardc=AC_6040_INIT(NTportio,idd);printf(nncard num

24、ber=%xn, cardc);if(cardc=0)printf(There is no card(AC6040) in this machine! exit.n);getch();exit(0);printf(-AD Part!-n);AC_6040_AD_INI(NTportio, idd0,0,0);printf(-AD Initalization Is Finished !-n);AC_6040_CH(NTportio, idd0,0);printf(-AD Channel is 0!-n);printf(-AD Sample!-n);for(;)int ad_data=AC_604

25、0_AD(NTportio, idd0) & 0xffffff;printf(ad V=%10.5fn, 2500.0*(ad_data-0x800000)/0x800000/1);if(kbhit() & getch()=27)break;printf(-Test IO part!-n);int do_data;do_data=0xa5;printf(AC6040 Digital Out =%X ,do_data);AC_6040_DO(NTportio, idd0, do_data); /数字量输出Sleep(10);printf(nAC6040 Digital In =%Xn,AC_60

26、40_DI(NTportio, idd0);/显示数字量输入的值getch();/关闭驱动程序if(AC_CloseDriver=NULL)printf(AC_CloseDriver函数不存在！);elseprintf(nAC_CloseDriver函数存在。);AC_CloseDriver(NTportio);FreeLibrary(hDLL);/清DLLgetch();return 0;return 0;3-2、数字I/O部分：开关量由P1-DB37插座输入/输出。定义见附录。3-2-1：VB编程请参考函数说明和例程中对下面函数的详细说明AC_6040_DO NTportio, cardi

27、d(0), do_dataAC_6040_DI( NTportio, cardid(0)3-2-2：VC编程请参考函数说明和例程中对下面函数的详细说明AC_6040_DO(NTportio, idd0, do_data); /数字量输出AC_6040_DO(NTportio, idd0); /数字量输入3-3、函数说明：3-3-1：Visual Basic函数说明l Public Declare Function AC_6040_INIT Lib (ByVal NTportio As Long,cardid As Long) As Long功能：初始化AC6040插卡，获得插卡的数量和识别ID

28、参数：NTportio：驱动句柄cardid：AC6040插卡识别ID通过此指针返回（详细使用方法请参考 相关例程）返回：AC6040插卡的数量（比如计算机中有3块AC6040插卡，则返回 3，存放在cardid(0), cardid(1), cardid(2)中）l Public Declare Function AC_6040_DI Lib (ByVal NTportio As Long, ByVal cardid As Long) As Long功能：AC6040数字输入参数：NTportio：驱动句柄cardid：要操作的AC6040插卡ID返回：读入的32位数据的低8位数字有效，输入

29、的数值（0-255），读入数据的0-7位对应开关量输入DI0-DI7。l Public Declare Function AC_6040_DO Lib (ByVal NTportio As Long, ByVal cardid As Long, ByVal DoData As Long) As Long功能：AC6040数字输出参数：NTportio：驱动句柄cardid：要操作的AC6040插卡IDDoData：要输出的8位数据（0-255），输出的32位数据的低8位有 效，0-7位对应输出通道0-7。返回：保留l Public Declare Function AC_6040_AD_INI

30、 Lib (ByVal NTportio As Long, ByVal cardid As Long, ByVal gain As Long, ByVal sp As Long, ) As Long功能：AC6040 A/D 采样初始化参数：NTportio：驱动句柄cardid：要操作的AC6040插卡IDgain：A/D采样的增益，取值：0-7对应G=1,2,4,8,15,32,64,128sp：采样速度，取值0-3对应速度=10hz/50hz/100hz/250hz返回：保留l Public Declare Function AC_6040_AD Lib (ByVal NTportio

31、As Long, ByVal cardid As Long, ) As Long功能：AC6040 A/D 采样参数：NTportio：驱动句柄cardid：要操作的AC6040插卡ID返回：采样的结果，32位数据的地24位有效，数据=0 - &hffffffl Public Declare Function AC_6040_CH Lib (ByVal NTportio As Long, ByVal cardid As Long, ByVal chn As Long) As Long功能：AC6040切换AD采样通道参数：NTportio：驱动句柄cardid：要操作的AC6040插卡IDch

32、n：要切换的通道号，取值范围0-3，对应模拟输入通道0-3。返回：保留3-3-2：Visual C+函数说明l int AC_6040_INIT(HANDLE port, unsigned long *board_id)功能：初始化AC6040插卡，获得插卡的数量和识别ID参数：port：驱动句柄*board_id：AC6040插卡识别ID通过此指针返回（详细使用方法请参考相关例程）返回：AC6040插卡的数量（比如计算机中有3块AC6040插卡，则返回 3）l int AC_6040_DI(HANDLE port, unsigned long board_id)功能：AC6040数字输入参数

33、：port：驱动句柄board_id：要操作的AC6040插卡ID返回：读入的32位数据的低8位数字有效，输入的数值（0-255），读入数据的0-7位对应开关量输入DI0-DI7。l int AC_6040_DO(HANDLE port, unsigned long board_id, unsigned long do_data)功能：AC6040数字输出参数：port：驱动句柄board_id：要操作的AC6040插卡IDdo_data：要输出的数据（0-255），输出的32位数据的低8位有 效，0-7位对应输出通道0-7。返回：保留l int AC_6040_AD_INI(HANDLE p

34、ort, unsigned long board_id, unsigned long gain, unsigned long speed)功能：AC6040 A/D 初始化参数：port：驱动句柄board_id：要操作的AC6040插卡IDgain：A/D采样的增益取值：0-7 对应G=1,2,4,8,15,32,64,128speed：数值0/1/2/3对应10hz/50hz/100hz/250hz采样速度返回：保留l int AC_6040_AD(HANDLE port, unsigned long board_id)功能：AC6040 A/D 采样参数：port：驱动句柄board_i

35、d：要操作的AC6040插卡ID返回：采样的结果，32位数据的低24位有效，数据=0-&hffffffl unsigned int AC_6040_CH(HANDLE port, unsigned long board_id, unsigned long chn)功能：AC6040 A/D 采样参数：port：驱动句柄board_id：要操作的AC6040插卡IDchn：选择要进行A/D采样的通道号（取值：0-3对应输入通道0-3）， 共4个通道返回：保留3-4其他语言环境的使用提供的DLL函数的调用约定是遵守PASCAL规则的，即_stdcall调用约定；其他语言（Borland C+ Bu

36、ilder、Delphi等等）应该根据需要使用。三、AC6040的I/O功能说明偏移地址分配(IOBASE0):偏移地址 A0-A3 读操作(RD) 写操作(WR)0 H 状态STATEA/D输入通道号CH4 H 读入数据RAD写入数据WAD8 H 启动数据传输FSET10H 读入开关量输入口数据DI写入开关量输出DO注：1) 所有I/O操作为32位I/O操作。2) AC6040占用“0”号I/O空间。说明： 6040的AD操作为串行操作，但板卡提供了转换功能。用户写入数据WAD，启动FSET操作，完成一个写入操作。如果启动FSET读入操作，则启动读入操作，检测到DRDY=0时，表示读入数据完

37、成，可以由RAD读入。同样DRDY=0也表示数据写入操作完成。n STATE: 0H 读, A/D状态 读入32位数据: D31 - D0的D1、D0有效，定义如下： ADEND：D0=1 时, A/D正在转换，D0=0 时, A/D转换结束。 DRDY： D1=1 正在进行数据传输操作，D1=0传输完成n 4H、8H读、写（WAD、RAD、FSET）4H读入、写入数据分别为采样结果与AD设置数据，其中的24位有效。FSET写入的32位数据的低二位有效。定义如下：FSETRADWAD3HAdDataX0HX写入Adcnrl2H读入adcnrlX操作： 读入AD转换结果：1. 判断ADEND？=

38、02. 启动FSET=3操作3. 判断DRDY？=04. 读入数据（RAD），数据的低24位为转换结果。数据与电压的转换：v=2500*（data-800000H）/800000H /G（mV）G：设置的放大倍率 写入adcnrl控制数据：控制数据的低24位有效，定义如下：D0-D11=FSD12=0D13=0D14=0D15=1D16=0D17=0D20-D18：=0-7，对应设置放大倍率=1、2、4、8、16、32、64、128D23-D21：MD（模式），MD=0：正常采样模式；MD=1：AD自校正模式（校 正结束后自动回到MD=0），利用ADEND？=0判断校正是否结束。注：AD的工作

39、模式可以参考analog device公司的AD7710手册。AD校正操作：1. 判断ADEND？=02. 设置FSET=3操作3. DRDY？=04. 写入adcnrl校正操作数据（WAD操作）5. 启动FSET=0操作6. 判断DRDY？=07. 判断ADEND？=08. endAD设置增益操作：1. 判断DRDY？=02. 写入adcnrl操作数据（WAD操作）3. 启动FSET=0操作4. 判断DRDY？=05. end注意：每次改变增益，必须进行因此自校正操作。n 数字I/O开关量读写AC6040 8位开关量输入、8位开关量输出，输入由P1插座输入，输出。32位读入数据D0-D31的

40、低8位对应开关量输入:DI0-DI7。32位写入数据D0-D31的低8位对应开关量输出：DO0-DO7。连接器P1，模拟输入插座定义： P1：DB37芯D型插头，孔式，在输入的插头上标有对应的号码。定义如下：定义：1. A+0 - A+3：对应A/D输入通道0-3的“+”输入。2. A-0 - A-3：对应A/D输入通道0-3的“-”输入。3. 11、29脚：模拟GND4. REFOUT：REFO精密参考电源输出，电压2.5V、精度0.2%。5. DI0-DI7：开关量输入通道0-7。6. DO0-DO7：开关量输出通道0-7。7. 6、24脚，数字地8. “com”：外部电源“+”连接端，保护驱动输出，方法见2-2章节。AC6040示意图：