【正文】 第一節(jié)、產(chǎn)品應(yīng)用本卡是一種基于 PCI 總線的數(shù)據(jù)采集卡，可直接插在 IBMPC/AT 或與之兼容的計(jì)算機(jī)內(nèi)的任一 PCI 插槽中，構(gòu)成實(shí)驗(yàn)室、產(chǎn)品質(zhì)量檢測中心等各種領(lǐng)域的數(shù)據(jù)采集、波形分析和處理系統(tǒng)。數(shù)字信號處理技術(shù)的出現(xiàn)改變了信息與信號處理技術(shù)的整個(gè)面貌，而數(shù)據(jù)采集作為數(shù)字信號處理的必不可少的前期工作在整個(gè)數(shù)字系統(tǒng)中起到關(guān)鍵性、乃至決定性的作用，其應(yīng)用已經(jīng)深入到信號處理的各個(gè)領(lǐng)域中。實(shí)時(shí)信號處理、數(shù)字圖像處理等領(lǐng)域?qū)Ω咚俣?、高精度?shù)據(jù)采集卡的需求越來越大。也可構(gòu)成工業(yè)生產(chǎn)過程監(jiān)控系統(tǒng)。本設(shè)備的分頻器為 32Bit 寬度，其基準(zhǔn)時(shí)鐘為40MHz，即實(shí)際采樣速度分辨率為：40MHz / 232約等于 ◆ 模擬輸入通道總數(shù)：32 路單端，16 路雙端◆ 采樣通道數(shù)：軟件可選擇，通過設(shè)置首通道(FirstChannel)和末通道(LastChannel)來實(shí)現(xiàn)的說明：采樣通道數(shù) = LastChannel – FirstChannel + 1 ◆ 通道切換方式：首末通道順序切換◆ 數(shù)據(jù)讀取方式：非空和半滿查詢方式、DMA 方式◆ 存諸器深度： 8K 字（點(diǎn)）FIFO 存儲器◆ 存儲器標(biāo)志：非空、半滿、溢出◆ 異步與同步(ADMode)：可實(shí)現(xiàn)連續(xù)（異步）與分組(偽同步)采集◆ 組間間隔(GroupInterval)：軟件可設(shè)置，最小為采樣周期(1/Frequency)，最大為 419400us◆ 組循環(huán)次數(shù)(LoopsOfGroup)：軟件可設(shè)置，最小為 1 次，最大為 256 次◆ 時(shí)鐘源選項(xiàng)(ClockSource)：板內(nèi)時(shí)鐘和板外時(shí)鐘軟件可選◆ 板內(nèi)時(shí)鐘輸出頻率：當(dāng)前 AD 實(shí)際采樣頻率◆ 觸發(fā)模式(TriggerMode)：軟件內(nèi)部觸發(fā)和硬件后觸發(fā)（簡稱外觸發(fā)）◆ 觸發(fā)類型(TriggerType)：數(shù)字邊沿觸發(fā)和脈沖電平觸發(fā)◆ 觸發(fā)方向(TriggerDir)：負(fù)向、正向、正負(fù)向觸發(fā)◆ 觸發(fā)源（TriggerSource）：DTR(數(shù)字觸發(fā)信號)PCI8696 數(shù)據(jù)采集卡硬件使用說明書◆ 觸發(fā)源 DTR 輸入范圍：標(biāo)準(zhǔn) TTL 電平◆ AD 轉(zhuǎn)換時(shí)間：◆ 程控放大器類型：默認(rèn)為 AD8251，兼容 AD8250、AD8253版本：◆ 程控增益：8 倍(AD8251)或 10 倍(AD8250)或 100、1000 倍(AD8253)◆ 模擬輸入阻抗：10M?◆ 放大器建立時(shí)間：785nS(%)(max)◆ 非線性誤差：177。PCI8696 數(shù)據(jù)采集卡硬件使用說明書第一節(jié)、主要元件布局圖第二節(jié)、主要元件功能說明第二章 元件布局圖及簡要說明版本：請參考第一節(jié)中的布局圖，了解下面各主要元件的大體功能。指示燈為亮狀態(tài)表示FIFO溢出ADRead：讀FIFO指示燈。（出廠的測試軟件通常使用邏輯ID號管理設(shè)備，此時(shí)物理ID撥碼開關(guān)無效。當(dāng)使用 AD 功能時(shí)，上述管腳功能分別作為 CLKIN、CLKOUT 和 DTR 使用；當(dāng)使用定時(shí)/計(jì)數(shù)器功能時(shí)，上述管腳功能分別作為 CLK、OUT 和 GATE 使用，各管腳功能定義見下表：AD部分相關(guān)管腳定義：管腳信號名稱 管腳特性 管腳功能定義注釋AI0～AI31AGNDDGNDCLKINCLKOUTDTRInputInputOutputInputAD模擬量輸入，分別對應(yīng)于32個(gè)模擬單端通道，參考地為AGND 模擬信號地，當(dāng)輸入輸出模擬信號時(shí)最好用它作為參考地?cái)?shù)字信號地，當(dāng)輸入輸出數(shù)字信號時(shí)最好用它作為參考地板外時(shí)鐘輸入，參考地請使用DGND板內(nèi)時(shí)鐘輸出，只有允許時(shí)鐘輸出時(shí)為板內(nèi)時(shí)鐘輸出，否則作為CNT計(jì)數(shù)器的OUT輸出。默認(rèn)下為計(jì)數(shù)器OUT輸出，參考地請使用DGND定時(shí)/計(jì)數(shù)器門控輸入，參考地請使用DGND數(shù)字地，使用定時(shí)/計(jì)數(shù)器時(shí)建議使用數(shù)字地第二節(jié)、DI 數(shù)字量信號輸入連接器定義關(guān)于20芯插頭P1的管腳定義(圖片形式) 關(guān)于20芯插頭P1的管腳定義(表格形式)）管腳信號名稱 管腳特性 管腳功能定義DI0DI15DGNDInputGND數(shù)字量輸入，其參考地請使用本管腳上的DGND數(shù)字地注明：關(guān)于DI》章節(jié)。信號輸入輸出連接器AI0AI1AI2AI31AGND被測現(xiàn)場的模擬信號現(xiàn)場設(shè)備現(xiàn)場設(shè)備二、AD 雙端輸入連接方式雙端輸入方式是指使用正負(fù)兩個(gè)通路實(shí)現(xiàn)某個(gè)信號的輸入，該方式也叫差分輸入方式。16路模擬輸入信號正端接到AI0～AI15端，其模擬輸入信號負(fù)端接到AI16～AI31端，現(xiàn)場設(shè)備與PCI8696板共用模擬地AGND。采用主從卡級聯(lián)的方案時(shí)，主卡一般使用內(nèi)時(shí)鐘源模式,而從卡使用外時(shí)鐘源模式，待主卡、從卡按相應(yīng)的時(shí)鐘源模式被初始化完成后，先啟動所有從卡，由于主卡還沒有被啟動沒有輸出時(shí)鐘信號，所以從卡進(jìn)入等待狀態(tài)，直到主卡被啟動的同時(shí)所有的從卡被啟動，即實(shí)現(xiàn)了多卡同步啟動的功能。連接方法如下：PCI8696 數(shù)據(jù)采集卡硬件使用說明書外部觸發(fā)信號DTRDTRDTRPCI8696PCI8696PCI8696版本：外觸發(fā)同步采集的連接方法注意：使用DTR時(shí)請使用內(nèi)時(shí)鐘模式采用共同的外時(shí)鐘的方案時(shí)，設(shè)置所有的參數(shù)請保持一致。5V 時(shí)，即為雙極性輸入（輸入信號允許在正負(fù)端范圍變化），下面以標(biāo)準(zhǔn) C（即 ANSI C）語法公式說明如何將原碼數(shù)據(jù)換算成電壓值：177。5V 量程：Volt = () * ((ADBuffer[0] ^0x2000) amp。0～ 量程：Volt = () * (ADBuffer[0] amp。PCI8696 數(shù)據(jù)采集卡硬件使用說明書第二節(jié)、AD 單通道與多通道采集時(shí)的數(shù)據(jù)排放順序一、單通道版本：當(dāng)采樣通道總數(shù)（ – + 1）等于 1 時(shí)(即首通道等于末通道)，則為單通道采集。 第一個(gè)字屬于通道AI0的第1個(gè)點(diǎn)，第二個(gè)字屬于通道AI1的第1個(gè)點(diǎn)，第三個(gè)字屬于通道AI2的第1個(gè)點(diǎn)，第四個(gè)字屬于通道AI0的第2個(gè)點(diǎn)，第五個(gè)字屬于通道AI1的第2個(gè)點(diǎn)，第六個(gè)字屬于通道AI2的第2個(gè)點(diǎn)，第七個(gè)字屬于通道AI0的第3個(gè)點(diǎn)，第八個(gè)字屬于通道AI1的第3個(gè)點(diǎn)，第九個(gè)字屬于通道AI2的第3個(gè)點(diǎn)…… 則采樣的AD數(shù)據(jù)在ADBuffer[ ]緩沖區(qū)中的排放順序?yàn)椋?、0、0、0、2……其他情況依此類推。具體過程請參考以下圖例，圖中AD工作脈沖的周期由設(shè)定的采樣頻率(Frequency)決定。其外部硬件觸發(fā)源信號由CN1中的DTR管腳輸入提供。即當(dāng)DTR觸發(fā)源信號由高電平變?yōu)榈碗娖綍r(shí)（也就是出現(xiàn)下降沿信號） 產(chǎn)生觸發(fā)事件，AD即刻進(jìn)入轉(zhuǎn)換過程，其后續(xù)變化對AD采集無影響。它的特點(diǎn)是只要DTR出現(xiàn)高低電平的跳變時(shí)（也就是出現(xiàn)上升沿或下降沿）產(chǎn)生觸發(fā)事件。當(dāng)DTR觸發(fā)信號為低電平時(shí)，AD進(jìn)入轉(zhuǎn)換過程，一旦觸發(fā)信號為高電平時(shí)，AD自動停止轉(zhuǎn)換，當(dāng)觸發(fā)信號再為低電平時(shí)，AD再次進(jìn)入轉(zhuǎn)換過程，即只轉(zhuǎn)換觸發(fā)信號為低電平時(shí)數(shù)據(jù)。它的原理與內(nèi)部軟件觸發(fā)同理。二、AD 外時(shí)鐘功能外時(shí)鐘功能是指使用板外的時(shí)鐘信號來定時(shí)觸發(fā)AD進(jìn)行轉(zhuǎn)換。在連續(xù)采集模式下，AD轉(zhuǎn)換的頻率即為外時(shí)鐘的頻率；在分組采集模式下，由外時(shí)鐘的上升沿觸發(fā)新的一組開始采集，而AD轉(zhuǎn)換的頻率為板內(nèi)時(shí)鐘的頻率（決定的頻率）。外部信號周期、頻率計(jì)算公式內(nèi)時(shí)鐘模式下：外部信號頻率 = AD采樣頻率/（一個(gè)信號周期的點(diǎn)數(shù) 通道總數(shù)）外部信號周期 = 1 / 外部信號頻率外時(shí)鐘模式下：外部信號頻率 = 外時(shí)鐘頻率/（一個(gè)信號周期的點(diǎn)數(shù) 通道總數(shù)）外部信號周期 = 1 / 外部信號頻率啟動使能轉(zhuǎn)換脈沖a圖 內(nèi)時(shí)鐘模式下的連續(xù)采集說明： a―采樣周期二、AD分組采集功能分組采集（偽同步采集）功能是指AD在采樣過程中，組內(nèi)各通道以內(nèi)時(shí)鐘的采樣頻率進(jìn)行轉(zhuǎn)換，每兩組之間有一定的等待時(shí)間，這段時(shí)間稱為組間間隔。該功能的應(yīng)用目的是在相對較慢的采集頻率下，盡可能保證各個(gè)通道間的時(shí)間差越小來實(shí)現(xiàn)更小的相位差，從而保證通道間的同步性，故亦稱為偽同步采集功能。在內(nèi)時(shí)鐘模式下，組周期由內(nèi)時(shí)鐘的采樣周期、采樣通道總數(shù)、組循環(huán)次數(shù)和組間間隔共同決定，每一個(gè)組周期AD就采集一組數(shù)據(jù)；在外時(shí)鐘模式下，外時(shí)鐘周期 ≥內(nèi)時(shí)鐘采樣周期 采樣通道總數(shù) 組循環(huán)次數(shù) + AD芯片轉(zhuǎn)換時(shí)間，由外時(shí)鐘控制觸發(fā)AD采集數(shù)據(jù)。點(diǎn)數(shù)顯示在測試程序左下方的“偏移位置”欄中。并且注意，在外時(shí)鐘模式下，組間間隔無效。采樣頻率（Frequency）= 100000Hz（周期為a = 10uS）, 組循環(huán)次數(shù)為2，那么，組周期采樣次數(shù) = 2 2 = 4，采集過程是先采集第一組數(shù)據(jù)，包括0通道的兩個(gè)數(shù)據(jù)和1通道的兩個(gè)數(shù)據(jù)，再采集第二組數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)換的順序?yàn)?、0、1，這四個(gè)數(shù)據(jù)分別用10uS，轉(zhuǎn)換完兩個(gè)通道的四個(gè)數(shù)據(jù)需要40uS，經(jīng)過一個(gè)AD芯片的轉(zhuǎn)換時(shí)間（b）后AD自動停止進(jìn)入等待狀態(tài)直到下一個(gè)外時(shí)鐘的邊沿觸發(fā)AD進(jìn)行下一組采集，這樣依次轉(zhuǎn)換下去，如下圖所示：PCI8696 數(shù)據(jù)采集卡硬件使用說明書啟動使能外時(shí)鐘脈沖轉(zhuǎn)換脈沖版本：在啟動脈沖到來之前外時(shí)鐘脈沖被忽略abd說明： a―內(nèi)時(shí)鐘采樣周期固定頻率外時(shí)鐘模式下的分組b―AD芯片轉(zhuǎn)換時(shí)間d―組周期（外時(shí)鐘周期）在不固定頻率外時(shí)鐘模式下舉例，原理同固定頻率外時(shí)鐘模式下的分組。由于外時(shí)鐘頻率不固定，外時(shí)鐘周期大小不一致，但要滿足：外時(shí)鐘周期 ≥ 內(nèi)時(shí)鐘采樣周期 采樣通道總數(shù) 組循環(huán)次數(shù) + AD 芯片轉(zhuǎn)換時(shí)間，否則在組內(nèi)轉(zhuǎn)換時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)的外時(shí)鐘沿會被忽略掉。按工作模式可分為定時(shí)脈沖發(fā)生器和計(jì)數(shù)器方式，計(jì)數(shù)器方式包括簡單計(jì)數(shù)和緩沖計(jì)數(shù)。默認(rèn)設(shè)置計(jì)數(shù)器停止計(jì)數(shù)時(shí)為低電平。計(jì)數(shù)初值由CNTVal參數(shù)控制，緩沖計(jì)數(shù)時(shí)由WidthVal保存緩存計(jì)數(shù)值，該參數(shù)設(shè)置由函數(shù)SetDeviceCNT實(shí)現(xiàn)。方式 2：GATE 下邊沿觸發(fā)計(jì)數(shù)，后續(xù)邊沿?zé)o效Counter Enabled CLKGATECNTVal 0 0 0 0 1 2 3 4 當(dāng)用戶寫入初值并允許計(jì)數(shù)后，只有當(dāng)GATE由高變?yōu)榈图串a(chǎn)生一個(gè)下邊沿時(shí)，計(jì)數(shù)器才從初值開始對CLK的上邊沿進(jìn)行加“1”計(jì)數(shù)，后續(xù)GATE