PCL-812PG卡说明

第一章

概述

这一章介绍PCL-812PG的背景信息包括关键特性、扩展性能、产品说明书

1.1绪论

PCL-812PG 是IBM PC/XT/AT及其兼容机的高性能、高速、多功能数据采集卡。整卡的详尽说明书及齐全的第三方卖主的软件支持是PCL-812PG广泛的应用于工业及实验室环境下。主要应用于数据采集、过程控制、自动检测、工厂自动控制。

1.2关键特性

。16位单端模拟输入通道

。一个工业标准的12位逐位逼近式A/D转换器(HADC574Z)用于转换模拟量输入。在DMA模式下最大的A/D采样速率为30KHz 。软件可编程模拟输入序列

。双极性电压+/- 5V, +/- 2.5 V, +/- 1.25V +/- 0.625 V +/- 0.3125 V 。三种A/D触发模式 。软件触发器

。可编程步测触发器 。外部脉冲触发器

。程序控制A/D转换器的数据传输，中断处理器或DMA转换 。一个Intel 8253-5可编程定时器／计数器可提供以0.5 MHz－35 minutes/pulse步测输出（触发脉冲），定时器的时间基准为2 MHz。一个16位计数器保留给用户设置应用

。两个12位单集成多极性D/A输出通道。一路输出可由板内-5V或-10V参考电压产生0-5V 或0-10V范围的输出。这个参考电压精度来源于A/D转换器的参考电压精度。外部直流或交流参考电压同样也可以用于产生其它D/A输出。

。16位TTL/DTL兼容数字输入、输出通道

1.3 扩展性能

为了增强PCL-812PG功能，可以通过以下可选子卡来扩展其功能。 PCLD-7放大器／乘法器卡

这个功能强的前置模拟信号调理卡能在一个A/D输入通道中多路传输16路信号。高级的仪表化的放大器提供开关选择增益，分别为0.5, 1, 2, 10, 50, 100, 200, 1000或任何用户自定义。

PCLD-787八通道同步采样保持前置卡

该卡允许在小于30 ns通道间采样时间偏差下进行八通道模拟信号的同步采集。

PCLD-786交流／直流固态继电器I/O模块载板

1

该卡提供最多可接受8个光耦合隔离固态继电器模块,最多可驱动8个外部继电器。

PCLD-785/885继电器输出端子板

该卡提供16路由PCL-812PG的16位数字输出驱动的SPDT继电器。 PCLD-782光隔离数字量输入板

该光隔离数字量输入板为PCL-812PG提供16路数字量输入。 PCLD-780通用螺丝端子卡

为数据采集卡的20管脚的平板电缆连接器提供方便和可靠的信号配线

PCLD-779八通道隔离式多路复用器、放大器卡（隔离式8通道小信号调理板） 该卡在与一块PC-实验板相连时提供多通道温度测量 PCLD-770/7701/7702信号调理卡

通过PCLD-770卡，可以用户自定义配置PCLD-7701或PCLD-7702 PCLD-7701隔离式放大模块 PCLD-7702I/V源放大模块 PCLD-5B16模块支架卡

该卡可以配备16通道5B系列输入输出模块提供信号调理应用的完整处理

1.4软件支持

PCL-812PG同样提供强大便捷的软件驱动功能可以使用户在自定义参数列表下引用。这些软件驱动功能容易编程实现，特别是当用户想使用PCL-812PG一些复杂功能时，例如中断或是DMA数据传输。

1.5产品说明书

1.5.1模拟输入（A/D转换器） 通道： 16单端 处理位： 12位

输入电平： 双极性+/- 10V, +/- 5V, +/- 2.5 V, +/- 1.25 V,+/- 0.625 V, +/- 0.3125

V所有输入 电平可以软件编程控制

过载电压： 最大连续+/- 30V 转换类型： 逐位逼近式

转换器： HADC574Z（嵌入式采样保持器） 转换速率： 最高30 KHz

精度： 每读+/- 1位0.015% 线性度： +/- 1位

触发模式： 软件触发，板内程序定时器或外部触发 数据传输： 程序控制，中断控制或DMA控制

外部触发： TTL或兼容，在低电平0.5V时最大负载电流0.4mA，在高电平2.7V

时最大负载 电流0.05mA

1.5.2模拟输出（D/A转换器） 通道： 2 处理位： 12位

输出电平： 在固定参考电压-5V或-10V下输出0~+5V或0~10V。在外部直流或

交流参考电压下最大输出电压+10V或-10V。

参考电压：

2

内部： -5V (+/- 0.1V), -10V (+/- 0.2 V) 外部： 直流或交流，最大+/- 10 V 转换方式： 12位单片乘法

模拟设备： AD71AKN或同类设备 线性度： +/- 0.5位

输出驱动电压：最大+/- 5 mA 设置时间： 30ms 1.5.3数字输入 通道： 16位

电平： TTL 兼容 输入电压

低电平： 最大0.8V 高电平： 最小2.0V 输入负载：

低电压： 0.5V时最大0.4mA 高电平： 2.7V时最大0.05 mA 1.5.4数字输出 通道： 16位

电平： TTL 兼容 输出电压

低电平： 0.5V时散热器最大8mA 高电平： 2.4V时电源最小-0.4mA 1.5.5可编程定时器/计数器 设备： Intel 8253

计数器： 3通道，16位，2个通道永远连接2 MHz时钟作为可编程步测，1个

通道留给用户应用

输入，门电路：TTL/DTL/CMOS兼容 时基： 2 MHz

步测输出： 35minutes/pulse to 0.5MHs 1.5.6中断通道

电平： 中断请求2~7，10，11，12，14，15 跳线选择 使能： VIA控制寄存器S0, S1 和S2 1.5.7DMA通道

电平： 1或3，跳线选择

使能： VIA控制寄存器S0, S1 和S2 1.5.8概要说明

功耗： +5V： 典型，500 mA,最大1 A +12V：典型，50 mA,最大100 mA, -12V： 典型，14 mA,最大20 mA,

输入/输出转换器：20针？用于输入/输出连接。适配器提供37针D型连接器 输入/输出基地址：要求16位连续地址区间。基地址通过双列直插式组装开关A8 -

A4设置（厂家设置为16进制220）

工作温度： 0~50摄氏度 存储温度： -20~+65摄氏度

3

重量： 8.6盎斯(243 g)

第二章 安 装

2.1初始检查

在包装箱内装有本操作手册和PCL-812PG卡，PCL-812PG卡在装箱前经过仔细的检查和测试。在运输过程中不会被标记和刮刻保持很好的工作状态。

当拆包装时检查包装是否损坏。如果存在任何损坏或达不到规格，及时向你的售后服务部门或当地销售商声明。另外，向运输商声明损坏。保存包装箱和运输商包装时的材料。这样我们可以对它进行重修或是替换安排。

抓住PCL-812PG后部金属嵌镶板可以把PCL-812PG卡从其保护包装中拿出来。保持抗震包装。当你将卡从计算机扩展槽中拔起时，把PCL-812PG卡放在保护包装中保存。

当手持PCL-812PG前释放所有因摩擦卡后部系统所产生的静电。尽量避免接触产生静电的材料如塑料、乙烯基和泡沫聚苯乙烯。手持卡的边缘以避免静电损坏PCL-812PG卡上的集成电路。

2.2跳线设置

PCL-812PG卡方便使用。板上有一个双列直插式开关和九个跳线，开关和跳线的功能将在以下章节中说明。可以参考图2.1察看开关和跳线在板上的位置。 2.2.1基地址选择 开关名称：SW1

大多数计算机外围设备和接口卡都是通过输入/输出端口。这些端口的地址在输入/输出端口地址空间寻址。附录A提供计算机输入/输出端口地址表可以帮你查找不同设备的合适地址。

PCL-812PG卡的输入/输出端口基地址可以通过8位双列直插式开关选择。PCL-812PG卡要求16位连续地址。有效地址从200H到3FH;然而，这些地址可以分配给其他的设备。PCL-812PG卡的基地址跳线设定在出厂时设定为200H。如果更改成其他地址范围，跳线设置基地址说明如下：

I/O地址范围(h) 开关位置

1 2 3 4 5 6 A8 A7 A6 A5 A4 A3 200-20F 0 0 0 0 0 X 210-21F 0 0 0 0 1 X 220-22F* 0 0 0 1 0 X 230-23F 0 0 0 1 1 X 300-30F 1 0 0 0 0 X 3F0-3FF 1 1 1 1 1 X Note:

ON = 0, OFF = 1

A4...A9相对于计算机的总线地址线 *代表出厂设置 2.2.2等待状态选择

4

一些高速的计算机在稳定的数据传输过程中在输入/输出总线中插入等待状态。PCL-812PG卡可以在每次传送数据过程中插入0、2、4、6个等待状态。每个等待状态的长度可通过SW1的7、8脚来设置。如下所示：

开关位置

7 8 时间延时 W0 W1 0 0 0 1 0 2 0 1 4 1 1 6

2.2.3DMA通道选择 跳线名：JP6,JP7

PCL-812PG卡具有DMA数据传输功能。DMA一级或是三级的选择可以通过跳线控制。

2.2.4触发源选择 跳线名：JP1

A/D转换触发源可以使片内可编程步测信号也可以使外部脉冲信号（连接器CN5的1脚）。

2.2.5用户计数器输入时钟选择（JP2）

可编程定时器/计数器是三通到16位计数器。通道1合同到2倍设定成内部步测，通道0留为用户自定义。通道0时钟输入可以是内部2 MHz时钟信号或者是来自连接器CN5的第8脚外部时钟信号。 2.2.6中断优先级选择(JP5)

由A/D转换器完成引起的中断可以设置为中断优先级2~7，10，11，12，14，15。可以由JP5选择。用户应该清楚没有其他添加卡拥有同一优先级。 2.2.7D/A参考电源的选择(JP3，JP4)

D/A转换器的参考电压内部电压-5 、 -10 V或是来自连接器CN2的17脚或19脚的参考电压。D/A通道1（2）参考电源可以通过JP3 (4)。 2.2.8D/A内部参考电压选择（JP8）

内部参考电压可以为-5V or -10V。可以通过JP8选择。 仅当跳线JP3或是JP4设置为INT内部参考电压。 2.2.8A/D最大输入电压选择(JP9)

当A/D转换器被JP9选择时的输出范围+/- 5V or +/- 10V。如果JP9设置为+/- 5V时PCL-812PG卡的模拟输入范围+/- 5V, +/- 2.5 V, +/-1.25V, +/- 0.625V 和 +/- 0.3125V.如果JP9设置为 +/- 10V时，PCL-812PG卡的模拟输入范围+/- 10V, +/- 5V, +/- 2.5V,+/- 1.25V 和 +/- 0.625V。JP9的默认值是+/- 5V。用户可以将JP9为+/- 10V使之成为双输入范围。

一些计算机所提供的偏置电压Vcc +一般为小于12V例如11.2V。这种情况下可编程放大器的输出电压波动范围不能达到10V并且如果JP9设置为+/- 10VA/D转换器将不能正确测量。

A/D转换器最大输出范围+/- 10V：

2.3连接器的管脚排列

5

PCL-812PG卡带有两个20针绝缘位移？连接器，位于卡的后端，并且有其他三个20针板内连接器。所有这些连接器可以连接到同种型号的扁平电缆，或是连接到37针连接器通过PCLK-1050工业及端子板。参考图2.1查询每个连接器的位置。

以下图表说明每个连接器的引脚排列 A/D 模拟输入 A.GND 模拟地 D/A 模拟输出 D/O 数字输出 D/I 数字输入

D.GND 数字地和电源供应地 CLK 8253计数器时钟输入 GATE 8253计数器门电路输入 OUT 8253计数器信号输出 VREF 参考电压

Connector 1 (CN1)模拟输入（单端通道） A/D 0 1 2 A.GND A/D 1 2 4 A.GND A/D 2 5 6 A.GND A/D 3 7 8 A.GND A/D 4 9 10 A.GND A/D 5 11 12 A.GND A/D 6 13 14 A.GND A/D 7 15 16 A.GND A/D 8 17 18 A.GND A/D 9 19 20 A.GND Connector 2 (CN2) 模拟输出 A/D 10 1 2 A.GND A/D 11 3 4 A.GND A/D 12 5 6 A.GND A/D 13 7 8 A.GND A/D 14 9 10 A.GND A/D 15 11 12 A.GND D/A 1 13 14 A.GND D/A 2 15 16 A.GND V.REF 1 17 18 A.GND V.REF 2 19 20 A.GND Connector 3 (CN3) 数字输出 D/0 0 1 2 D/0 1 D/0 2 3 4 D/0 3 D/0 4 5 6 D/0 5 D/0 6 7 8 D/0 7 D/0 8 9 10 D/0 9 D/0 10 11 12 D/0 11

6

D/0 12 13 14 D/0 13 D/0 14 15 16 D/0 15 D.GND 17 18 D.GND + 5V 19 20 + 12V Connector 4 (CN4) –数字输入 D/I 0 1 2 D/I 1 D/I 2 3 4 D/I 3 D/I 4 5 6 D/I 5 D/I 6 7 8 D/I 7 D/I 8 9 10 D/I 9 D/I 10 11 12 D/I 11 D/I 12 13 14 D/I 13 D/0 14 15 16 D/I 15 D.GND 17 18 D.GND + 5V 19 20 + 12V Connector 5 (CN5) – 计数器 EX.TRG 1 2 EX.TRG 3 4

EX.TRG 5 6 CTR1 GATE EX.TRG 7 8 CTR0 CLK EX.TRG 9 10 CTR0 OUT EX.TRG 11 12 CTR0 GATE EX.TRG 13 14 CTR1 OUT EX.TRG 15 16

EX.TRG 17 18 D.GND EX.TRG 19 20

2.4硬件安装

警告：

当安装或是移动PCL-812PG卡或是连接、拆卸电缆时一定要关掉PCL-812PG卡电源。

将PCL-812PG卡安装到计算机：关掉计算机。切断计算机外围设备的电源（如打印机）。切断计算机电源线和后部所有电缆。翻转主板这样主板的背部朝向你。拆去主板封装（有必要参考计算机用户手册），在主板的后部选择一个未用的扩展槽。卸下扩展槽连接到主板的螺丝（保留螺丝以备接口卡能保留在支架上）小心抓住PCL-812PG卡的上部边缘，对准支架上开洞和扩展槽顶部的开洞，并对准连接器的金手指和扩展槽的插槽。稳定地将卡压入插槽中。 重新安装扩展槽上支架的螺丝。根据需要在接口卡上安装其他的有用的配件(如20芯扁平电缆或者连接适配器等)。

重新安装主板封装，连接在第2步所拆写下的电缆，打开计算机电源，硬件安装完成，继续安装软件驱动器。

2.5软盘

每个PCL-812PG卡具有一个包含应用软件的软盘可以简化你的应用软件并

7

支持PCL-812PG卡的校准。这个应用软件的程序包括：

1.A/D, D/A, 数字I/O和计数器的综合I/O驱动器。驱动器允许用标准函数，用通用语言编写程序，运行PCL-812PG卡，无需访问具体的寄存器。软件驱动器所支持的语言有BASICA, GWBASIC, QUICKBASIC, Microsoft C/C++ 和

PASCAL, Turbo C/C++, Borland C/C++ 和Turbo PASCAL。参考软件驱动器的用户手册获得更多信息。

2.范例程序。 3.校准程序。 4.测试程序。

强烈推荐对主盘进行备份并妥善保存主盘。可以用DOS COPY或DISKCOPY 命令进行拷贝磁盘文件到另一张软盘或用COPY命令将文件拷贝到硬盘。参考MS-DOS用户手册查询如何进行磁盘备份。

第3章 信号连接

正确的信号连接是确保应用系统正确地进行发送和接收数据的最重要最重要的一步。因为大多数数据获得包括电压，正确的信号连接防止信号电压对你的电脑和硬件设备造成代价严重的损失。这一章介绍一些在不同类型的数据获得应用时的信号连接的重要信息。

3.1模拟输入连接

PCL-812PG卡支持16路单端模拟输入配置。单端配置就是在每一通道里只有一根信号线。所要检测的电压就是信号线中的电压参考于公共地的电位差。一个信号源没有接地叫做“浮地”。相当简单把一个单端通道接成浮地信号源。标准的信号陷如下所示：

3.2扩展模拟输入

可以通过多路复用器扩展任何一个或所有PCL-812PG卡的A/D输入通道。PC-LabCard上PCLD-7放大器和乘法器子卡是为乘法应用特别设计的。每个PCLD-7能在同一A/D通道内多路复用16路差动输入。8片PCLD-7串联到PCL-812PG卡上可以提供总共128通道。带PCLD-7的PCL-812PG卡的使用说明可以在PCLD-7的用户手册上查询。

PCLD-774模拟量扩展卡是为调节多路外部信号处理而设计的扩展子卡。例如PCLD-779, PCLD-7, PCLD-8。以板内5套20针头部？连接器为特色，使PCLD-774引入星型结构可以串联多片信号处理子卡。通常串联时的信号衰减和电流过载问题都通过这种特殊的结构可以解决。这些产品的资料可以通过联系当地PC-LabCard销售代理商查询。

3.3模拟输出连接

PCL-812PG卡提供两路D/A输出通道。可以通过PCL-812PG卡内部精确参考电压-5V或-10V产生0~5V和0~10V范围的D/A模拟输出。也可以通过外部参考电压产生其他范围的D/A的输出。最大的参考输入范围为+/-10V并且最大的输出范围为+/-10V。PCL-812PG卡的连接器CN2用于D/A信号。D/A信号连接器的重要部分是输入参考、D/A输出和模拟地。PCL-812PG卡的D/A连接如下所示:

说明(连接器2的引脚号)

8

15 = D/A 2 D/A 输出 14 =模拟地 16 =模拟地

17 = 参考电压1 19 = 参考电压2

3.4数字信号连接

PCL-812PG卡具有16路数字输入和16路数字输出通道。数字输入/输出电平位TTL兼容电平。传输或接收数字信号从其他TTL设备，连接如下：

从开关或继电器接收OPEN/SHORT信号，加上拉电阻以保证导通所需的电平。

第四章 寄存器的结构和格式

PCL-812PG卡要求在I/O口空间设置16位连续地址。PCL-812PG卡的编程最重要的环节是理解16位寄存器通过可选I/O口基地址所设置的地址的含义。以下章节介绍每个地址功能概要表和每一寄存器数据结构。

4.1I/O口地址表

如下所示每个寄存器和驱动器的基地址的的位置和用法。 位置 读 写

基地址+0 计数器0 计数器0 +1 计数器1 计数器1 +2 计数器2 计数器2 +3 *N/U 计数器控制 +4 A/D低位 1通道D/A低位 +5 A/D高位 1通道D/A高位 +6 D/I低位 2通道D/A低位 +7 D/I高位 2通道D/A高位 +8 N/U 清除中断请求 +9 N/U 增益控制 +10 N/U 乘法器控制 +11 N/U 模式控制 +12 N/U 软件A/D触发 +13 N/U D/O低位 +14 N/U D/O高位 +15 N/U N/U 注: N/U=不用

4.2A/D数据寄存器

A/D数据寄存器用基地址+4和+5 数据格式：

1 A/D Low Byte and Data

9

基地址＋4 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 AD7 AD6 AD5 AD4 AD3 AD2 AD1 AD0 2 A/D High Byte

基地址＋5 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 0 0 0 DRDY AD11 AD10 AD9 AD8

说明：

AD11-AD0 模拟量转换数字量。在A/D量中AD0时最小标志位(LSB),AD11为最大标志位（MSB）.

DRDY 数据准备信号。当A/D数据没有准备好时，这位置1。当A/D转换完成时这位置0，并且当读基地址+4的A/D低位时该位置1。

4.3乘法器控制寄存器

乘法器控制寄存器是一个只写寄存器，地址为基地址+10。低nybble？提供扫描通道号。当对寄存器进行写操作时乘法器开关转向一个新的通道。 数据格式：

基地址＋10 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 X X X X CL3 CL2 CL1 CL0

说明：

CL3~CL0—乘法器通道号

4.4数字输入/输出寄存器

PCL-812PG卡提供16路数字输入通道和16数字输出通道。这些I/O通道使用输入基地址+6和基地址+7。输出端口地址为基地址+13和基地址+14。每个端口的数据类型如下：

基地址＋6(读) D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0

D/I低位 DI7 DI6 DI5 D I4 DI3 DI2 DI1 DI0

基地址＋7(读) D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0

D/I高位 DI15 DI14 DI13 DI12 DI11 DI10 DI9 DI8

基地址＋13(写) D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0

D/O低位 DO7 DO6 DO5 DO4 DO3 DO2 DO1 DO0

基地址＋14(写) D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0

D/O高位 DO15 DO14 DOA13 DO12 DO11 DO10 DO9 DO8

4.5D/A输出寄存器

10

D/A输出寄存器是写寄存器，地址为基地址+4，+5，+6和+7。

数据格式：

基地址＋4(读) D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0

D/A低位 DA7 DA6 DA5 DA4 DA3 DA2 DA1 DA0

基地址＋5读) D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0

D/A高位 DA15 DA14 DA13 DA12 DA11 DA10 DA9 DA8

基地址＋6(写) D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0

D/A低位 DA7 DA6 DA5 DA4 DA3 DA2 DA1 DA0

基地址＋7(写) D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0

D/A高位 DA15 DA14 DA13 DA12 DA11 DA10 DA9 DA8

说明：

DA11-DA0 数字量转化为模拟量。在D/A数据中DA0为最小标志位

(LSB).DA11为最大标志位(MSB)。基地址+4(基地址+6)的D/A低位寄存器为双缓冲器。当往基地址+4(基地址+6)写操作时数据存储在缓冲器中。当往基地址+5(基地址+7)写操作时，同时在基地址+4(基地址+6)的数据将以高速率送到D/A转换器。

4.6增益控制寄存器

增益控制寄存器是只读寄存器，地址为基地址+9。它用作设置模拟输入可编程放大器的增益。数据个世及增益定义如下：

数据格式：

基地址＋9 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 增益 X X X X X R2 R1 R0

增益定义：

R2 R1 R0 GAIN 0 0 0 1 0 0 1 2 0 1 0 4 0 1 1 8 1 0 0 16 1 0 1 无效 1 1 0 无效 1 1 1 无效

11

模拟输入范围，最大输入电压和增益关系如下方程所示：

模拟输入范围=最大输入电压/增益

最大输入电压可以通过JP9进行选择。可以为+/-5V或+/-10V。最大输出电压的默认值为+/-5V。通过这个方程，模拟输入范围+/- 5 V, +/-2.5V, +/-1.25 V, +/-0.625V, 和+/- 0.3125V。

4.7模式控制寄存器

模式控制寄存器是只读寄存器，地址为基地址+11。该寄存器对PCL-812PG卡的操作模式进行控制。

数据格式：

基地址＋11 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 控制寄存器 X X X X X S2 S1 S0

A：内部触发模式(JP1设置成内部触发) S2 S1 S0

0 0 0 ： 禁止软件和步测触发

0 0 1 ： 仅使能软件触发和程序传输。功率在ON状态 0 1 0 ： 仅使能步测触发和DMA传输

1 1 0 ： 使能步测触发和程序传输或中断传输。如果使用程序传 输，跳线JP4必须设置为“X”位置，如下

B：外部触发模式(JP1设置成外部触发) S2 S1 S0

0 0 X ： 仅使能外部触发

0 1 0： 仅使能外部触发和DMA形式传输数据

1 1 0： 使能在外部触发源触发下的程序传输和中断传输。使用程

序传输JP4必须设置为“X”

注意：在应用外部触发模式前设置在EXT上的触发跳线JP1为低。

4.8可编程时间间隔定时器/计数器寄存器

地址为基地址0，1，2，3的四个寄存器位Intil8253可编程定时器/计数器。可以参考第8章或者是8253产品文献获得更多的应用说明。

第5章A/D转换

这章将完整地介绍如何使用PCL-812PG 卡的A/D转换功能。前部章节介绍包括A/D数据格式，输入范围选择，多路复用乘法器通道控制，触发模式，和数据传输的内容。后续章节介绍A/D操作的逐步的执行方针。

5.1A/D数据格式和状态寄存器

当PCL-812PG卡执行12位A/D转换时，一个8位的寄存器不能存储所有的12

12

位数据。然而A/D数据存储在基地址+4和基地址+5的两个寄存器中。A/D低位数据由基地址+4的D0(AD0)-D7(AD7)传送高位数据由基地址+5D0(AD8)-D3(AD11)传送。最小标志位为AD0,最大标志位为AD11。转换数据来源的A/D通道号为基地址+10的寄存器的D0(CL0)-D3(CL3)。增益可以通过基地址+9的寄存器的D0(R0)-D2(R2)设置。

A/D数据寄存器的数据格式： A/D低位和通道号：

基地址＋4 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 AD7 AD6 AD5 AD4 AD3 AD2 AD1 AD0 A/D高位：

基地址＋5 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 0 0 0 DRDY AD11 AD10 AD9 AD8

5.2多路复用设置

数据格式：

基地址＋10 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 X X X X CL3 CL2 CL1 CL0

5.3增益设置：

数据格式：

基地址＋9 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 X X X X X R2 R1 R0

5.4触发模式

PCL-812PG卡A/D转换可以通过软件触发、板内可编程步测触发、外部脉冲触发三种方式中的任意一种方式触发。

软件触发可以通过应用软件命令控制。对地址为基地址+12的寄存器写入任何值则可以进行软件触发。这种模式通常在高速A/D转换应用时不使用因为受限于应用程序的执行速度。PCL-812PG卡用Intil8253可编程时间间隔定时器/计数器。在步测模式下Intil8253计数器1和计数器2被设置为步测以便为A/D转换器提供精确周期的触发脉冲。PCL-812PG卡的步测输出为0.5 MHz和35 minutes/pulse。第8章将介绍Intil8253定时器/计数器的具体应用。当A/D转换应用需要高速转换时使用中断和DMA则A/D转换模式为步测模式可以达到理想的结果。

PCL-812PG卡的直接外部脉冲触发可通过EXT.TRG(连接器CN5的第1较)进行控制。这种模式应大多数用于A/D应用要求A/D转换不但是周期而且是有条件的，例如热电偶温度控制。

5.5A/D数据转换

PCL-812PG卡有三种数据转换方式-程序控制、中断程序、DMA。

程序控制数据传输应用到轮流检测概念。当A/D转换器被触发后，应用程序检查A/D高位寄存器的数据准备位DRDY。如果DRDY为零时，被转换的数据将

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在应用程序的控制下从A/D数据寄存器移到计算机存储器中。

在中断程序控制中，数据在中断程序控制器控制下从A/D数据寄存器移到先前定义的存储器单元中。在每次转换过程的结束时，数据准备信号产生一个中断式终端控制器执行数据传输。可以通过JP5选择的PCL-812PG卡中的控制寄存器（基地址+11）中中断优先级，中断相量，中断控制器8259和中断控制位在使用中断程序之前必须详细说明。往地址为（基地址+8）A/D静态寄存器中写入任何值可以重新设置PCL-812PG卡的中断请求和重新使能PCL-812PG卡的中断。

直接内存存取（DMA）传输将不使用CPU而直接A/D数据从PCL-812PG卡的硬件设备移到计算机系统存储器中。DMA是一种非常有用的高速数据传输方式，但是操作复杂。通过跳线JP5和JP6选择DMA优先级，PCL-812PG卡中控制器和8237DMA控制器中DMA的使能位必须在进行DMA执行前设置。推荐用户使用PCL-812PG卡驱动器进行DMA操作。关于8237DMA控制器和PCL-812PG卡的DMA详细说明请阅读第9章。

5.6如何执行A/D转换

可以直接通过程序写所有I/O口进行A/D转换，或是通过PCL-812PG卡驱动器的程序。推荐在程序中调用驱动器程序。这样可简化程序，提高程序性能。通过阅读软件驱动器用户手册获得更多信息。

执行步测触发和程序控制数据传输不用通过PCL-812PG卡驱动器。

第一步：设置中断通道可以通过往地址为基地址+10的多路复用控制寄存器中写入通道号。

第二步：可以通过写基地址+9的增益控制器设置模拟输入范围。 第三步：可以通过写模式控制器设置步测触发模式。

第四步：数据等待准备可以通过检测基地址+5的A/D高速寄存器的DRDY位。

第五步：从A/D转换器读数据可以通过读基地址+4和基地址+5的A/D数据寄存器。必须先读高位。

第六步：数据转换是将二进制A/D数据转换成整数。

第六章 D/A转换

6.1概述

PCL-812PG卡提供两个使用双缓冲12为乘法D/A转换器的D/A通道。D/A寄存器是基地址+4,+5,+6,+7。DA0为最小标志位，DA11位最大标志位。每个寄存器的数据格式如下：

基地址＋4 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0

D/A低位 DA7 DA6 DA5 DA4 DA3 DA2 DA1 DA0

基地址＋5 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0

D/A高位 X X X X DA11 DA10 DA9 DA8

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基地址＋6 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0

D/A低位 DA7 DA6 DA5 DA4 DA3 DA2 DA1 DA0

基地址＋7 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0

D/A高位 X X X X DA11 DA10 DA9 DA8

当写D/A通道，注意应该先写低位。写数据时低位暂时存放在D/A的一个寄存器重而不输出。当高位写完后，低位和高位相加一起输出到D/A转换其中。这种双缓冲方式保证D/A数据在一次单步更新中保持完整。

PCL-812PG卡提供一个内部精确稳定的-5V或+10V 的参考电压。如果这个电压被用作D/A输入的参考电压时，D/A输出范围会是0~5V或0~+10V。也可选择外部直流或者交流电源作为D/A输入的参考电压。最大的参考电压为-10V和+10V,并且最大D/A输出范围为0~+10V和0~-10V。连接器CN2支持所有D/A信号连接。CN2的引脚排列在2.3节介绍，3.3节介绍了D/A信号的连接，并给出连线图。

6.2D/A应用

PCL-812PG卡支持多种D/A操作。例如PCL-812PG卡可以通过输入变化的交流或直流参考电压作为一个数字衰减器或者用作任意波形输出。随着PCL-812PG卡可编程，D/A转换功能可以通过两种方式执行-一种用PCL-812PG卡的应用程序中驱动器功能，另一种直接写I/O器件。

第七章 数字输入、输出

PCL-812PG卡提供16路数字输入通道和16路数字输出通道。输入通道使用基地址+6和基地址+7，输出通道使用基地址+13和基地址+14。每个寄存器数据格式如下：

基地址＋6(读) D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0

D/I低位 DI7 DI6 DI5 DI4 DI3 DI2 DI1 DI0

基地址＋7(读) D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0

D/I高位 DI15 DI14 DI13 DI12 DI11 DI10 DI9 DI8

基地址＋13(写) D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0

D/O低位 DO7 DO6 DO5 DO4 DO3 DO2 DO1 DO0

基地址＋14(写) D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0

D/O高位 DO15 DO14 DO13 DO12 DO11 DO10 DO9 DO8

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直接利用PCL-812PG卡的数字输入输出功能。注意连接器CN3（数字输出）和CN4 (数字输入)的管脚排列。3.4节对数字信号连接器进行了说明。

第八章 可编程内部定时器

8.1 Intel 8253

PCL-812PG卡使用Intel 8253可编程内部定时器/计数器。8253是一款非常受欢迎的定时计数器，它由三个的16位逐减计数器组成。每个计数器有一个时钟输入，控制门和一个输出。在六种操作模式中的一种中8253可以变成实现功能。PCL-812PG卡为8253提供2MHz的输入频率。

计数器1和计数器2是级联的并且工作在固定的分频器设置下。计数器2的输入连接在2MHz的晶振输入，输出作为计数器1的输入。计数器1的输出内部设置为A/D转换器的触发脉冲。计数器0不做任何内部使用，可以通过连接器CN5设置计数器0。有关CN5的详细说明请参照2.3节。

8.2计数器的读写和控制寄存器

8253可编程内部定时器使用基地址+0，+1，+2，+3的四个寄存器。每个寄存器的功能如下：

基地址+0 计数器0读/写 基地址+1 计数器1读/写 基地址+2 计数器2读/写 基地址+3 计数器3读/写

因为8253计数器是用16位结构，所以每次读写数据都会涉及最小标志位和最大标志位。这对正确的数据读写操作和记录数据次序是很重要的。 控制寄存器的数据类型：

基地址+3 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 控制 SC1 SC0 RW1 RW0 M2 M1 M0 BCD 说明：

*SC1&SC0 ——选择计数器

SC1 SC0 计数器 0 0 0 0 1 1 1 0 2 1 1 禁止

* RW1&RW0 ——选择读写操作

RW1 RW0 操作

0 0 计数器锁存 0 1 读写LSB

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1 0 读写MSB

1 1 先读LSB，再读MSB

*M2,M1,M0 ——选择操作模式

M2 M1 M0 模式

0 0 0 0-终端计数中断 0 0 1 1-一次性可编程 X 1 0 2-速率发生器

X 1 1 3-方波速率发生器 1 0 0 4-软件触发选通 1 0 1 5-硬件触发选通

*BCD——选择二进制还是BCD计数 BCD 类型 0 二进制16计数器 1 二进制编码的十进制计数器

如果设置为二进制，计数器可以记数从0到65535之间的任何数。如果设置为BCD（二进制编码的十进制），计数器可以计数从0到9999的任何数。

8.3计数器工作模式

8.3.1模式0-终端计数中断

当设置为这种模式时输出会初始化为低电平。当计数值装载到所选的计数寄存器时，输出依然保持为低并且计数器开始计数。当终端计数值达到时，输出变为高并且保持为高直到通过模式选择将所选寄存器重载。当达到终端计数时计数器开始进行减一操作。当计数产生以下结果时重写计数寄存器：

1．写第一位停止当前计数 2．写第二位开始新的计数 8.3.2模式1-一次性可编程模式

当门电路输入为上升沿时输出为低并开始计数。当达到终端计数时输出变为高。当输出为低时有一个计数值装载到计数寄存器，它不会影响到一次性脉冲的持续时间直到下一次触发时为止 。当前计数值在任何时候可以读不影响一次性脉冲。尽管当输入门电路为上升沿时输出依然保持为低，一次性是可以重复触发。 8.3.3模式2-数率发生器

输出保持一个输入时钟周期为低。输出脉冲的周期等与输入到计数寄存器中输入计数值。如果当输出脉冲周期期间计数寄存器重载，将不影响到当前周期，但会影响到接下来的周期。

门电路的输入为低时将强制将输出置为高。当门电路输入为高，计数器将从初始值开始计数。然而门电路的输入通常用来同步计数器的。 8.3.4模式3-方波数率发生器

类似模式2，除了计完一半计数值时输出会维持为高（偶数）并且当即另一半数时保持为低。这通过在每个时钟脉冲下降沿时计数器减2完成的。当计数器达到终端计数值，输出状态会发生改变，计数器会重载为最大计数值，并且整个过程将重新开始。

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如果计数是奇数并且输出为高，第一个时钟脉冲后（计数器装载后）计数器减一。后续时钟脉冲计数器则是每次减2。时间溢出后，输出为低并且最大计数值重载。第一个时钟脉冲（以下都会重载）计数器减3，后续时钟脉冲计数器减2直到时间溢出。这是整个过程重复进行。这种方式下，如果计数为奇数，那么（N+1）/2计数值期间输出为高并且（N-1）/2计数值期间输出为低。 8.3.5模式4-软件触发选通模式

这种模式设置后，输出为高。当计数值装载后，计数器将开始计数。当达到终端计数值时，输出将持续一个时钟周期为低，然后再次为高。

如果计数寄存器在计数过程中被重载，新的计数值会在下个时钟脉冲被装载。当门电路输出为低是计数值被禁止。 8.3.6模式5-硬件触发选通

当触发输入脉冲上升沿出现后计数器开始计数并且当达到终端计数值维持一个时钟周期为低。计数器是重复触发的。

8.4计数器操作

8.4.1读写操作

对于每个计数器，计数器的读写操作形式，工作模式，和计数器形式必须在控制位中合理的定义，并且控制位必须在初始计数器值之前初始化。

因为控制位寄存器和三个计数读写寄存器有的地址并且每个控制位详细说明计数器的应用，在操作序列中将不用任何说明。任何依照8253惯例可编程序列都是允许的。

有三种计数器操作形式-读/装载LCB，读/装载MSB，读/装载LSB。确保读写操作的成对进行和记录位序是十分重要的。 8.4.2计数器锁存操作

经常希望在不影响技术操作的情况下读计数器的值。通常所用的方式是计数器锁存命令方式，允许用户读所选计数器锁存的计数值。

8253只吃两种计数器锁存操作。第一种方式是设置RW1和RW0为（0，0）则可以锁存所选计数器的计数值到一个16位保持寄存器中。这种方式又可以多个计数器同时操作的优点。后续读写操作都可以读到这个锁存值。第二种方式是通过模式寄存器设置锁存操作。

锁存计数的模式寄存器： A0,A1=11

D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 SC1 SC0 0 0 X X X X SC1 SC0 说明计数器被锁存

D5 D4 00指明计数器为锁存操作 X 忽略

应用这种读计数器的方式的局限性同上一种方式。那就是必须编程命令强制执行完整个读操作。命令不会对计数器模式有任何影响。

8.5计数器应用

PCL-812PG接口卡上的8253可编程内部定时器/计数器是一个很有用的设

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备。这节中介绍两种8253定时计数器的最流行的应用。

1．如果使用PCL-812PG卡的A/D转换功能，8253可以编程作为一个步测位A/D转换提供一个触发脉冲。

2．8253的计数器0不做任何内部应用。用户可以定义计数器0任何8253支持的操作，例如作为方波发生器。

第九章 DMA

直接存储器存取（DMA）提供外部设备不通过CPU直接与存储器传送信息。PCL-812PG卡设计成A/D数据DMA传输能力。这一特性能够在高速A/D传输应用中显著提高系统特性。

9.1介绍PC8237 DMA控制器

DMA由PC系统板上的8237DMA控制器控制。拥有4个优先直接存储器存取通道。通道0保留用于PC系统刷新动态RAM。通道2通常设置为支持软盘操作，通道3正常情况下用于硬盘操作。通道1不做任何内部操作，用户可以自定义。 每个通道有两个与之关联的控制信号。DMA请求信号(DQR)触发一个DMA操作，和DMA应答信号（DACK）批准DMA可以开始数据传输。

除了四个DMA通道外，8237DMA芯片有四种操作模式（单独，查询，块，级联）和四个控制寄存器。这些寄存器是：

1．操作模式寄存器（设置操作模式）

2．地址寄存器（说明存储器的起始地址） 3．字节计数寄存器（说明传输器的号） 4．初始化寄存器（使能或禁止DMA通道）

请注意所有的四个寄存器必须在DMA操作前进行合理的设置。

9.2如何使用PCL-812PG卡的DMA传输器

DMA传输是一项功能强大但复杂的操作。这个手册在很多章节介绍了不同的DMA传输应用。以下总结如何利用PCL-812PG卡进行DMA传输。不同应用的详细解释请参照具体章节。

1．进行硬件配置时，检查PC DMA通道有效性（一级或三级）和相应设置PCL-812PG卡跳线JP5，JP6。

2．如果选择使用PCL-812PG卡驱动器支持可编程DMA传输，察看软件驱动用户手册获得更多详细信息。

3．如果选择使用自己的DMA操作，需要充分了解PC8237DMA控制器和PCL-812PG卡设备。完成DMA传输，确保完成以下操作： 1．初始化8237DMA控制器寄存器和页寄存器。 2．设置JP5、JP6以选择DMA通道。

3．发送DMA使能和触发源信号到PCL-812PG卡上基地址+11的控制寄存器。

4．设置外部触发脉冲或步测触发速率。 5．时能触发源开始A/D转换

第十章校正

数据采集和控制，经常校正测量设备以确保它们保持精度是非常重要的。程

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序中设置I/O口的默认地址为220H。一旦校准程序执行，在校准过程中它会用图例提示引导。

除了校准程序外，还需要一个5 1/2数字乘法器和电源校准器或者非常稳定、无噪声直流电压源来执行校准。一个插槽扩展卡可以轻易设置可变电阻器。PCL-757时一款很理想支持插槽扩展的产品。

10.1可变电阻器设置

PCL-812PG卡上设置了五个可变电阻器，允许对A/D和D/A通道进行精确调整。每个可变电阻器的位置说明见表2.1 。每个可变电阻器的功能如下表：

可变电阻器1：D/A1增益调整 可变电阻器2：D/A2增益调整 可变电阻器3：A/D增益调整

可变电阻器4：可编程放大器误差调整 可变电阻器5：A/D误差调整

10.2A/D校正

因为PCL-812PG卡提供多种A/D输入范围，校正一个A/D范围会引起其他范围的小小的误差。建议校正你需要最精确的A/D范围。 校正程序会按以下提示：

1．输入范围设置 2．通道号

接着会引导调整可编程放大器误差，A/D误差和A/D增益。

10.3 D/A校正

与通道相关的D/A输入参考电压也应校正。可以使用板内-5V或者-10V参考电压甚至是外部参考电压。每个D/A通道最大增益通过调整不同可变电阻器。满增益下读操作读出的数值为4.9997V。

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