XC-1203? 12位16路A/D? 12位4路D/A?

16路開關量輸入? 16路開關量輸出?

多功能綜合板說明書

一、概述

XC-1203板是為PC104工業計算機設計的一種多功能綜合接口板。板上有12位單端16路模擬量輸入A/D、4路12位獨立模擬量電壓輸出D/A、16路TTL電平開關量輸入、16路TTL電平開關量輸出等多項功能。本板適用于各種工業現場的數據測量及控制，集成度高，功能強大，可靠性好，數據采集穩定，且價格低廉，深受用戶歡迎。符合PC104總線標準，占用連續8個I/O地址。A/D轉換芯片采用高性能的AD774芯片，D/A芯片采用BB7625。A/D? D/A有多量程輸入輸出， 給用戶使用帶來極大的方便。板卡采用4層印制板，表貼芯片，從而進一步提高了可靠性。模擬量芯片采用系統電源，用戶無須外接電源。

XC-1203模擬量輸入輸出及脈沖信號由J1 26芯IDC型頭接入接出，通過改變跳線器就可選擇A/D? D/A不同的電壓輸入輸出范圍。16路開關量輸入輸出信號由J2? 40 芯IDC接頭與現場連接，輸入輸出為TTL電平。本板占用8個I/O端口地址。

XC-1203具有極高的性能價格比，深受用戶歡迎。出廠時提供DOS下的測試程序和源程序代碼（TC3）。并提供兩年的質保服務。

要求用戶從PC104總線上提供+5V、±12V系統電源。

二、技術指標

1、A/D

? 輸入通道：單端16路

??轉換時間：10μS/100KHz

??A/D轉換分辨率：12位，AD774

??輸入量程：

單極性：0～5V，0～10V*

雙極性：±2.5V，±5V，±10V

??輸入阻抗：＞10MΩ

??轉換誤差：＜0.20％

??輸出碼制：

單極性為二進制原碼

雙極性為二進制偏移碼?

??工作方式：軟件查詢

??最大差動輸入值：20V

??由J1? 26芯IDC型頭接入? ??

?? I/O地址：190H～191H *

2、D/A

? 輸出通道：獨立4 路

??輸出信號范圍：0～5V；0～10V*；±5V；±10V

??輸出阻抗：≤2Ω

??D/A轉換器件：DAC7625

??D/A轉換分辨率：12位

??D/A轉換碼制：二進制原碼（單極性）

二進制偏移碼（雙極性）

??D/A轉換時間：≤1uS

??D/A轉換綜合誤差：

電壓方式：≤0.2﹪ FSR

電流方式：≤1﹪ FSR

??電壓輸出方式負載能力：5mA/每路

??由J1? 26芯IDC型頭接出

??I/O地址：194～197H*

?

3、DI/DO

??16路TTL電平開關量輸入，輸入范圍：0～5V

??16路TTL電平開關量輸出，輸出范圍：0～5V

??輸出帶鎖存，輸出電流≤2mA

??由J2? 40芯IDC插座接入接出

??I/O地址：192～193H*

4．尺寸大?。?/strong>符合標準的PC104總線尺寸

5．功耗：≤350mA，系統電源供電，要求有：+5V，±12V

注：打“*”為出廠配制

三、工作原理

1、工作原理簡述

XC-1203板主要由A/D、D/A轉換、開關量輸入/輸出、地址譯碼及邏輯控制等幾大部分組成。

（1）A/D 轉換

??16路輸入信號由DG506(多選數據開關)進行通道切換

??通道選擇由數據位D0～D3來決定

??通道選通地址是：BASE+0(BASE：板選基地址，以下同)

??運算放大器OP07接收來自DG506的電壓信號

??A/D轉換工作由AD774完成，轉換時間為10μS

??啟動A/D轉換地址是：BASE+1

??零點和增益由電位器P1、P1、P2調整

??輸入模擬量為單端共地電壓信號

??A/D輸出的12位數據格式為：

LSB：低八位數據

HSB：高4位數據

表1? A/D轉換數據格式（X為有效位）

? 讀A/D轉換高4位數據地址和轉換狀態是：BASE+1

??讀A/D轉換低8位數據和轉換狀態地址是：BASE+0

??在啟動AD774進行轉換后，可用下列方式之一判斷

AD774轉換是否結束。

①由于AD774轉換時間基本上是固定的，所以用程序空循環等待10μS后，便可讀取A/D的數據

②當啟動AD774轉換后，讀取基地址+1 的數據，判斷HSB? STA位是否為零，為1(其它位為上次數據值)表示AD774正在轉換；為0表示AD774轉換結束?？上茸x取本次轉換的低8位數據，后讀取高4位數據。

??A/D占用連續2個I/O端口地址

??A/D輸入信號由J1? 26芯IDC型插座接入

（2）D/A轉換

XC-1203 板上有1片 DAC7625，該芯片轉換時間短，工作穩定，可靠性高。DAC7625 內含有 4 路獨立D/A，芯片內部具有上電自動清零電路，可實現單極性清零?？刂齐娐愤x中哪路D/A，該 D/A 即從數據線上讀取數據并啟動D/A開始轉換，經過運放輸出。

XC-1203 電壓輸出方式較多，每一路D/A轉換之后都有輸出方式選擇電路，這樣每一個通道可以同時或分別輸出不同或相同的模擬量值（電壓或電流），且保持到下次轉換之前。電壓輸出時，不需要外接電源。電壓出量程由跳線器JP4～JP10來選擇。D/A占用4個連續地址（BASE+4～+7）。讀操作為啟動D/A轉換，寫操作為輸出數據。

D/A 12位數據格式為：

HSB：高四位數據??

LSB：低八位數據

表2? D/A轉換數據格式（X為有效位）

（3）16路TTL開關量輸入/輸出（DI/DO）

16路TTL開關量輸入DI，16路開關量輸出DO由J2? 40芯IDC接頭輸入/輸出，輸出帶鎖存。讀寫操作地址BASE+2～BASE+3H。DI/DO八位數據格式是：

表3? DI/O數據格式（X為有效位）

（4）地址譯碼、邏輯控制

本板連續占用8個I/O地址口，其中地址線 A0～A2由板上的GAL譯碼器占用，產生板上所需控制口地址，其余地址線 A3～A9 提供給 688 芯片，通過板上撥碼開關SW，用戶可以在地址 00H～3F0H 之間自由選擇本板的8個I/O基地址，以避開和其它I/O設備的地址沖突。出廠為 190-197H。數據輸入輸出由 74LS245 總控。

2．工作原理框圖：（圖１）

圖1：邏輯方框圖

四、使用方法

1．板基地址選擇

板基地址由地址線A3～A9決定，通過跳線開關SW進行選擇，當短接時，相應位為0，斷開時對應位為1。

表4? SW跳線開關設定表（出廠地址：190～197H）

2．I/O端口地址定義

XC-1203 占用8個I/O端口地址(XC-1203板卡的基地址，可自由設定。出廠時定義 Base =190H)，各端口功能定義

如表5：

表5? ?I /O端口地址功能分配表

3．接口插座定義

J1是26芯IDC型插座，它是16路A/D輸入信號、4路D/A輸出信號的插座，見表6；J2 為40芯雙列直插IDC插座，它是16路DI/DO信號插座，見表7。

J1 管腳說明：

? ? 1）A/D單端信號正端接AD0～AD15，負端接AGND上。

? ? 2）D/A四路電壓輸出定義為DA0～DA3。

4．跳線器定義

本板由于功能強大，跳線器較多，請用戶注意。JP4～JP10跳線器：關于D/A轉換；JP1～JP3跳線器：關于A/D轉換

（1）A/D轉換跳線器：JP1～JP3

XC-1203提供多種輸入量程選擇，有單極性的0～5V， 0～10V；雙極性的±2.5V，±5V，±10V。不同量程的選擇由板上跳線器JP1-JP3的決定。JP3為兩針跳線器，如下表：

表10：模擬信號輸入量程的設置

（2）D/A轉換跳線器：JP4～JP10

D/A輸出電壓（0～5V；0～10V；±5V；±10V），由JP4-JP10選擇不同的電壓輸出。其中JP5、JP6為三針跳線器，JP4、JP7-JP10為兩針跳線器，具體的使用如下：

表11：模擬信號輸出量程的設置

5．A/D轉換

? 通道選擇（寫BASE+0）

? ?板上的通道選擇由寫基地址+0給出，使用數據線的D0～D3位，單端為0～15，16路，相應的數據對應相應通道號。

? ?OUT （BASE+0），N；選通第N通道，N為0-15

??

??啟動A/D轉換（寫BASE+1）

? ?向地址BASE+1寫操作，啟動A/D轉換

? ?OUT （BASE+1），0

??

??讀數據高4位，并判斷A/D轉換是否完成（讀BASE+1）

? ?IN? ?AH，（BASE+1）

? ?AH八位二進制數據中，第八位判斷A/D轉換是否完成：

? ?=0：A/D轉換完成；=1：A/D轉換未完成。

? ?第一至第四位是A/D轉換的高四位數據。

??讀A/D轉換低八位數據（讀BASE+0）

? ?IN? AL，（BASE+0）

? ?AL中是A/D轉換的高八位數據

??A/D轉換碼制及對應關系

? ?A/D的電壓量程為單極性，其對應關系為：

? ?0～5V： 模擬電壓值=數碼(12位) × 5 / 4095 （V）

? ?0～10V：模擬電壓值=數碼(12位) × 10 / 4095 （V）

? ?A/D的電壓量程為雙極性，對應關系為：

? ?±2.5V：模擬電壓值=數碼(12位) ×5 / 4095 - 2.5（V）

? ?±5V：? 模擬電壓值=數碼(12位) ×10 / 4095 - 5 （V）

? ?±10V： 模擬電壓值=數碼(12位) ×20 / 4095 -10（V）

??零點及增益調節?

電位器P2、P3用于調整雙極性和單極性增益，P1用于調整零點，調整順序是先調零點，后調增益。每次改變量程后應重新調整零點和增益。

??雙極性調節

先調零點：將輸入信號正負端接地，運行采集程序，調節P1，使輸出結果在07FEH-0801H之間。再調增益：將輸入信號接上一個穩定的電壓信號(如干電池)，運行采集程序，調節P2使輸入信號電壓值與對應的顯示結果相吻合。建議選擇3/4滿度或常出現的電壓區間內的點來調整增益。

??單極性調節

調零點：將輸入信號端接地，運行采集程序，調節P1，顯示結果在0000H-0002H之間。調增益P3：方法與雙極性調增益方法相同。應注意的是輸入信號必須接在正端，負端都接地。單端輸入信號為16路，信號的正端接在AD（00～15）上，所有信號的負端接在AGND上。

注：未用的A/D通道不可懸空，應接地。

6．D/A轉換

? 零點及增益調節

本板出廠前，已按照單極性0～10V輸出調整好，一般情況下用戶不需要進行調節。如果用戶改變了工作方式及范圍，可按本節所述方法進行調整。調整時應開機3分鐘左右，待各部分電路處于穩定工作狀態之后再調整，并選擇4 ?位以上的數字萬用表。

各電位器功能說明：

P12 為-2.5V基準源輸出精度調節；

P4 為D/A0零點調節；P5 為D/A0滿度調節；

P6 為D/A1零點調節；P7 為D/A1滿度調節；

P8 為D/A2零點調節；P9 為D/A2滿度調節；

P10 為D/A3零點調節；P11 為D/A3滿度調節；

??模出調整

凡改變模出的工作方式和量程范圍后，如果輸出結果誤差加大時，需對模出進行調整。調整時需要注意，一般情況下不需要調整零點，應該首先進行滿度調整。尤其是由0～10V方式改變為0～5V方式時，更應該進行此項調整。待滿度調整零點完畢后在觀察零點情況并決定是否進行調整。具體調整方式如下：

a.基準源的調整：LM336 基準是為雙極性電壓方式提供偏移基準的。如果用戶采用±5V或±10V方式輸出時，可用電壓表測量OP07的OUT端（第六腳），調節P12使該腳等于-2.5V。

b.零點調整：在單極性方式或雙極性輸出方式時，分別測量調整P4、P6、P8、P10使其偏差最小。

c. 電壓輸出方式滿度調整：在零點調整正常情況下，如果滿度偏差較大，可分別調整P5、P7、P9、P11，使滿度符合要求。

??寫D/A轉換數據格式

D/A轉換二進制寫數據格式見下表（‘×’代表任意值）

端口地址D7D6D5D4D3D2D1D0定義

BASE+4DB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB0低八位數據

BASE+5XXXXDB11DB10DB9DB8高四位數據

??D/A轉換碼制及對應關系

A．單極性方式工作時，寫12位數碼為二進制原碼。其數碼與模擬量電壓值的對應關系為：

模擬電壓值=數碼（12位）×RANGE（V）/4095 （V）

說明：0～10V量程時RANGE等于10；

0～5V量程時RANGE等于5V

B．雙極性方式工作時，寫12位數據時，數碼為二進制偏移碼。此時12位數碼的最高位為符號位，‘0’表示負，‘1’表示正。其數碼與模擬電壓值之間的對應關系為：

模擬電壓值=數碼（12位）×RANGE1(V)/4095-RANGE2(V)

說明：-10～10V量程時RANGE1=20? ?RANGE2=10；

-5～5V量程時RANGE1=10? ?RANGE2=5；

五、windows軟件(面向對象編程)

XC-1203的軟件包括XC-1203驅動程序，動態連接庫及調用例程。

5.1、驅動安裝

雙擊運行批處理win.bat（路徑均為：光盤\XC1203\driver），安裝非常簡單，安裝完成后請重啟計算機。如果在同一臺機器插有我方的兩塊或多塊板卡，驅動也只需要安裝一次。但要確保各板卡的地址不要沖突。

5.2、驅動的卸載

雙擊運行批處理winunstall.bat（路徑均為：光盤\XC1203\driver），卸載非常簡單，完成后請重啟計算機。

5.3、測試程序

提供測試程序為VB編寫，可對XC-1203卡的所有功能進行測試。用戶可參照例程自行編程。

5.4、函數調用說明

提供動態鏈接庫作為調用接口，它所封裝的函數可以在應用程序運行時調用。任意一種可以調用DLL 鏈接庫的編程工具均可進行編程。下列函數為 DLL函數原型，請注意數據格式的匹配及函數的返回類型。

5.5.1 設備操作部分

初始化設備：

函數：int? WINAPI xc1203init()

功能：初始化XC1203卡?

參數：無

返回值： +1? 返回+1，表示初始化設備成功

? ? ? ? ? ? ? ?-1? 返回-1，表示初始化設備失敗

關閉設備：

函數：void? WINAPI xc1203close()

功能：關閉XC1203卡

參數：無

返回值：無

5.5.2、AD轉換函數

函數：int WINAPI xc1203ad(int port,UCHAR adch);//port為首地址

功能：AD轉換

參數：port首地址。

參數：adch通道（0-15）。

返回值：0-4095

5.5.3、DA轉換函數

函數：void? WINAPI xc1203da(int port,int dadata,UCHAR dach)

功能：DA轉換

參數：port首地址。

參數：dadata 要送的數據。

參數：dach通道（0-3）。

無返回值

5.5.4、數字量輸入函數

函數：int? WINAPI xc1203di(int port,UCHAR dich)

功能：數字量輸入

參數：port首地址。

參數：dich通道（0-1）。

返回值：0-255

5.5.5、數字量輸出函數

函數：void? WINAPI xc1203do(int port,int dodata,UCHAR doch)

功能：數字量輸出

參數：port首地址。

參數：dodata 要送的數據。

參數：doch通道（0-1）。

無返回值

5.5.6、微秒延時函數

函數：void WINAPI DelayUs(int dly)//微秒延時函數

功能：微秒延時

參數：dly? ?指定需要延時的微秒數。

無返回值

5.5.7、獲得DLL版本號函數

函數：double? WINAPI? xc_GetVersion( )??

//功能：獲得DLL版本號,

//返回版本號

5.5.7 直接讀寫函數

int? WINAPI xcpcread(int port)

void? WINAPI xcpcwrite(int port,int data)

參數意義同上。高級用戶可利用這兩個函數直接對XC1203進行I/O操作！使用之前也需要先初始化板卡，使用后也要調用關閉函數關閉板卡。

5.8、函數調用注意事項

調用函數的正確順序為：

1．初始化，注冊設備。

2．對板卡進行訪問，可進行D/A輸出操作。

3．關閉設備。

4.? DLL函數全部是WINAPI調用約定的，即__stdcall接口

在使用各種編程語言時應注意選擇，

Visual C++/C++ Builder/Delphi

可以使用兩種類型的調用約定。要在函數定義中明確指出__stdcall 還是__cdecl；

Visual Basic/PowerBuilder等語言

應該使用__stdcall調用接口。

六、維修服務

6.1 產品完整性

XC1203產品應包括以下內容，請檢查其完整性

1.XC1203卡一塊。（貼有出廠日期）

2.40芯、26芯IDC壓線頭各1個。

3.軟件光盤一張（含驅動軟件及說明書）。

6.2 維修

本產品自售出之日起兩年內，凡用戶正確使用下，出現產品質量問題的，免費維修。（出廠日期的貼條撕毀無效）因違反操作規定和要求而造成損壞的，收取元器件成本費和維修費。

6.3 服務

當您購買XC1203之后，軟、硬件及其它技術上使用問題均可通過電話或E-mail與我們聯系,我們將提供令您滿意的服務。

七、PC機端口分布圖