PC-6313 多功能模入模出接口卡技术说明书

PC-6313 多功能模入模出接口卡技术说明书
1. 概述：
PC-6313 多功能模入模出接口卡适用于具有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, 其模入模出及I／O信号均可通过信号电缆从机箱外部直接接入。
也可插入我所研制的PC扩展箱内使用。
PC-6313多功能模入模出接口卡安装使用方便，程序编制简单。对于模入部分，用户可根据实际需要选择单端
或双端输入方式。对于模出部分，用户可根据控制对象的需要选择电压或电流输出方式以及不同的量程。
本卡上的A／D、D／A转换均为12位字长，同时还备有24路TTL可编程输入输出接口，三路16位字长的计数
／定时器，以及1MHz的基准时钟。本卡的A／D转换启动方式可以选用程序触发、定时器自动触发、外同步触发等
方式，转换状态可以用程序查询，也可以用中断方式通知CPU读取转换结果。
2. 主要技术参数：
2.1 模入部分：
2.1.1 输入通道数：(标*为出厂标准状态，下同)
单端32路；* ∕ 双端16路
2.1.2 输入信号范围：
0V～10V*；－5V～＋5V
2.1.3 输入阻抗：≥10MΩ
2.1.4 放大倍率设定：×1*、×10
2.1.5 A／D转换分辨率：12位
2.1.6 A／D转换速度：10μS
2.1.7 A／D启动方式：
程序启动／定时触发启动／外触发启动
2.1.8 A／D转换结束识别：
程序查询／中断方式
2.1.9 A／D转换非线性误差：±1LSB
2.1.10 A／D转换输出码制：单极性原码*／双极性偏移码
2.1.11 系统综合误差：≤0.1％ F.S
2.2 模出部分：
2.2.1 输出通道数：2路 (互相独立，可同时或分别输出)
2.2.2 输出范围：
电压方式：0～5V；0～10V*；－5V～＋5V；－2.5V～＋2.5V
电流方式：0～10mA；4～20mA
2.2.3 输出阻抗：≤2Ω (电压方式)
2.2.4 D／A转换器件：DAC1210
2.2.5 D／A转换分辨率：12位
2.2.6 D／A转换输入码制：
二进制原码(单极性输出方式时)*
二进制偏移码(双极性电压输出方式时)
2.2.7 D／A转换综合建立时间：≤2μS
2.2.8 D／A转换综合误差：
电压方式：≤0.1％ F.S
电流方式：≤0.5％ F.S
2.2.9 电压输出方式负载电流：≤5mA／每路
2.2.10 电流输出方式负载电阻范围：
使用机内＋12V电源时：0～250Ω
外加＋24V电源时： 0～750Ω
2.3 数字量输入输出部分：
2.3.1 可编程DI／DO共24路，一片8255
2.3.2 16位字长计数／定时器，3路，一片8253
12.3.3 基准时钟：1MHz，占空比50％
2.4 电源功耗：
＋5V(±10％)≤500mA
＋12V(±10％)≤100mA
－ 5V(±10％)≤10mA
－12V(±10％)≤50mA
2.5 使用环境要求：
工作温度： 10℃～40℃
相对湿度： 40％～80％
存贮温度：－55℃～＋85℃
2.6 外型尺寸：(不含档板)
长×高＝210mm×106.7mm ( 8.2英寸×4.2英寸)
3. 工作原理：
PC-6313模入模出接口卡主要由模数转换电路、数模转换电路、数字量输入输出电路，接口控制逻辑电路构成。
3.1 工作原理框图：
PC-6313模入模出接口卡工作原理框图见图1。
图1 工作原理框图
3.2 模入部分：
外部模拟信号经多路转换开关选择后送入高速放大器处理。放大器前后设有单／双端输入选择跨接器 KJ、KJ
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和放大器增益选择跨接器KJ 以及转换码制选择跨接器KJ。处理后的信号送入模数转换器进行转换。模数转换器
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的启动可以使用程序启动方式或者定时器定时触发启动方式，也可用外部触发方式启动。其转换状态和结果可用程
序查询和读出。转换结束信号也可用中断方式通知CPU进行处理。
3.3 模出部分：
模拟量输出部分由DAC1210 D／A转换器件和有关的基准源、运放、阻
容件和跨接选择器组成。依靠改变跨接套的连接方式，可分别选择电压或电流输出方式以及不同的输出量程。当采
用电流输出方式时，本卡可直接外接Ⅱ、Ⅲ型执行器。D／A部分的各个通道由用户自行选择可分别按不同的输出方
式和范围输出，并具有加电自动清零功能。
3.4 数字量输入输出部分：
数字量输入输出电路由一片可编程并行接口芯片8255 组成。为用户提供24路TTL电平的DI／DO信号。用户
可以通过对8255进行编程，使其按需要设置成不同的工作模式及输入输出状态。
3.5 计数／定时器部分：
计数／定时器电路由一片可编程定时／计数器8253 芯片和基准时钟电路以及有关的跨接选择器组成。可为用
户提供3个16 位字长的计数／定时通道和1MHz、占空比为50％的基准时钟。
3.6 8253可编程计数／定时器应用简介：
3.6.1 8253芯片管脚图如图2。
2图2 8253芯片管脚图
3.6.2 8253 功能及框图：
8253是INTEL公司微型计算机系统中的一个部件，可以将8253作为一个具有四个输入／输出接口的器件处理，
其中三个是计数器，一个是可编程序工作方式的控制寄存器。其内部结构图如图3所示。
图3 8253内部结构图
3.6.3 8253可编程计数／定时器编程要点：
8253的全部功能是由CPU编程设定的。CPU通过输出指令给8253装入控制字，从而设定其功能。8253控制字
格式如下：
D D D D D D D D
7 6 5 4 3 2 1 0
SC SC RL RL M M M BCD
1 0 1 0 2 1 0

当然可以。PC-6313多功能模入模出接口卡是一种专门针对工业自动化和控制系统的设备，它具备模拟输入（Modular Input, MI）和模拟输出（Modular Output, MO）的功能。这份技术说明书详细阐述了该接口卡的主要特性、规格参数： 1. **产品概述**：介绍PC-6313接口卡的基本结构、尺寸、安装方式以及在电气控制系统中的应用场景，如数据采集、过程控制、PLC通讯等。 2. **功能模块**： - 模拟输入模块：说明其支持的信号类型（如4-20mA电流信号、0-10V电压信号等），通道数量、精度等级、采样率及抗干扰能力等相关信息。 - 模拟输出模块：同样包括支持的信号类型（如0-20mA电流信号、±5V/±10V/±12V/±24V电压信号等）、驱动负载能力、输出精度、响应时间等内容。 3. **电气性能指标**：列出接口卡的工作电压范围、最大电流消耗、绝缘电阻、耐压等级等关键电气参数。 4. **通信协议与接口**：详细介绍PC-6313支持的各种通信协议（如RS-485、PROFINET、Ethernet/IP、MODBUS等），以及相应的数据传输速率、波特率选择以及命令格式说明。 5. **安装与接线指南**：提供清晰明了的接线图示，解释各接口针脚的功能及其正确的连接方法。 6. **安全注意事项与操作规程**：强调在使用过程中应注意的安全事项，如防静电措施、接地要求以及正确操作步骤。 7. **故障诊断与维护**：列出常见问题及其解决方案，以及接口卡的日常维护保养建议。 总之，这份PC-6313多功能模入模出接口卡的技术说明书是为用户提供全面而深入的产品技术指导，确保用户能有效利用该接口卡进行系统集成与调试工作。