產(chǎn)品主要特性:
1、性能 •模擬電壓輸入范圍：±10V。 •A/D轉(zhuǎn)換分辨率：16Bit ，32K字FIFO存儲(chǔ)器保證AD數(shù)據(jù)的完整性。 •32 單端模擬信號(hào)輸入 •16雙端模擬信號(hào)輸入 •16路開(kāi)關(guān)量輸入 •16路開(kāi)關(guān)量輸出 •16位D/A轉(zhuǎn)換器, 建立時(shí)間10us。
→ 性能及技術(shù)指標(biāo)
USB2014模板是USB總線兼容的數(shù)據(jù)采集板，可經(jīng)USB電纜接入計(jì)算機(jī)，構(gòu)成實(shí)驗(yàn)室、產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)中心、野外測(cè)控、醫(yī)療設(shè)備等領(lǐng)域的數(shù)據(jù)采集、波形分析和處理系統(tǒng)，也可構(gòu)成工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程控制監(jiān)控系統(tǒng)。而且它具有體積小，即插即用等特點(diǎn)，因此是便攜式系統(tǒng)用戶的最佳選擇。
USB2014板上裝有16Bit分辨率的A/D、DA轉(zhuǎn)換器。為用戶提供了32路 單端模擬信號(hào)輸入、16路雙端的模擬輸入通道,一路模擬信號(hào)輸出。
USB2014數(shù)據(jù)采集板具有二種采樣模式：
1、 偽同步采集(也稱(chēng)為分組采集)；
2、 分頻采集(也稱(chēng)為連續(xù)采集)。
一、性能和技術(shù)指標(biāo)
1、性能
·模擬電壓輸入范圍：±10V。
·A/D轉(zhuǎn)換分辨率：16Bit ，32K字FIFO存儲(chǔ)器保證AD數(shù)據(jù)的完整性。
·32 單端模擬信號(hào)輸入
·16雙端模擬信號(hào)輸入
·16路開(kāi)關(guān)量輸入
·16路開(kāi)關(guān)量輸出
·16位D/A轉(zhuǎn)換器, 建立時(shí)間10us。
2、應(yīng)用
·野外測(cè)控
·信號(hào)采集
·醫(yī)療設(shè)備
3、 技術(shù)指標(biāo)
模擬信號(hào)輸入部分
·模擬通道輸入數(shù)： 32路單端/16路雙端模擬信號(hào)輸入
支持通道掃描及偽同時(shí)采樣（同步采保）掃描模式。（注：偽同步模式：
既模擬同步采樣模式，采樣被定時(shí)器或外部時(shí)鐘啟動(dòng)后，USB2014以
100KHz（ADS7805）/200KHz（AD976A AR）的最大速度對(duì)用戶設(shè)置的一組通道采樣，結(jié)束
后等待下一次啟動(dòng)，如此循環(huán)采樣）
·模擬電壓輸入范圍：±10V
·模擬輸入阻抗：100MΩ
·模擬輸入共模電壓范圍：>±2V
·放大器建立時(shí)間：2uS
A/D轉(zhuǎn)換電路部分
·A/D分辨率：16Bit(65536)
·非線性誤差：±1LSB(最大)
·系統(tǒng)測(cè)量精度(滿量程)：0.1%
·采樣速率：100 KHz（ADS7805）/200 KHz（AD976A AR）
·轉(zhuǎn)換時(shí)間：10 us（ADS7805）/20 us （AD976A AR）
·系統(tǒng)測(cè)量精度(滿量程)：0.05%
D/A轉(zhuǎn)換電路部分
輸出通道數(shù)：1路
模擬輸出電壓范圍：0～5V、±5V、0～10V、±10V
D/A分辨率：16BIT(65536)
D/A建立時(shí)間：10μS(0.005%精度)
輸出阻抗：0.2Ω
通道建立時(shí)間：典型為10μs
總誤差：不大于±0.05%FSR
預(yù)熱時(shí)間：5分鐘
注： 以上技術(shù)指標(biāo)未注明者均為典型值。
4、開(kāi)關(guān)量輸入輸出部分
·16路數(shù)字量輸入、16路數(shù)字量輸出經(jīng)過(guò)20腳扁平電纜插座 XS2、XS3引出。
·數(shù)字端口滿足標(biāo)準(zhǔn)TTL電氣特性：
輸入TTL電平，吸入電流小于0.5毫安。
輸出TTL電平，最大下拉電流20mA,上拉電流2.6毫安。
·數(shù)字量輸入高電平(即“1”)的最低電壓：2V
數(shù)字量輸入低電平(即“0”)的最高電壓：0.8V
·數(shù)字量輸出高電平(即“1”)的最低電壓：3.4V
數(shù)字量輸出低電平(即“0”)的最高電壓：0.5V
5、 USB2014板外形尺寸:137.16006mm * 114.427m
6、USB2014機(jī)箱（鋁合金外殼）的尺寸：
310mm （長(zhǎng)）* 260mm（寬）*60mm(高)
第二章 元件位置圖、信號(hào)插座、跳線和數(shù)據(jù)定義
一、 主要元件位置圖
RP1：程控儀表放大器零點(diǎn)調(diào)整電位器
RP2：程控儀表放大器滿度調(diào)整電位器
RP3：A/D零點(diǎn)調(diào)整電位器
RP4：A/D滿度調(diào)整電位器
RP5：D/A參考電壓調(diào)整電位器（XF6的3腳為-2.500V）
D/A輸出電壓零點(diǎn)調(diào)整電位器
RP6：DA滿度調(diào)整電位器
XF1、XF2：模擬電壓輸入單端、雙端選擇
XF3：內(nèi)外時(shí)鐘選擇(1、2連外時(shí)鐘，2、3連內(nèi)時(shí)鐘)
XF4、XF9出廠時(shí)為固定連接，用戶不要改變。
XF5、XF6、XF7 、XF8為D/A模擬輸出范圍選擇。
XS1: 模擬信號(hào)輸入連接插座
XS2：開(kāi)關(guān)量輸入插座
XS3：開(kāi)關(guān)量輸出插座
第一個(gè)POWER LED: USB2014卡電源指示燈，USB2014與計(jì)算機(jī)通過(guò)USB帶纜連接后，此指示燈應(yīng)亮
第二個(gè)POWER LED：與POWER LED并聯(lián)聯(lián)接，當(dāng)將USB2014放置于機(jī)箱內(nèi)時(shí)，可將其電源指示燈移到機(jī)箱上
第一個(gè)OVERFLOW LED：當(dāng)USB2014卡上FIFO存儲(chǔ)器“全滿”指示燈亮?xí)r，說(shuō)明USB2014卡的A/D數(shù)據(jù)已經(jīng)溢出
第二個(gè)OVERFLOW LED：與第一個(gè)并聯(lián)聯(lián)結(jié)，通過(guò)它可以將FIFO存儲(chǔ)器“全滿”指示燈移到上
二、 關(guān)于模擬輸入引腳37芯插頭XS1的管腳定義
(1).圖象說(shuō)明
(2).表格說(shuō)明
管腳號(hào) 名稱(chēng) 管腳功能 特性 管腳號(hào) 名稱(chēng) 管腳功能 特性
1 CH31 模擬信號(hào)輸入通道31 IN 20 CH30 模擬信號(hào)輸入通道30 IN
2 CH29 模擬信號(hào)輸入通道29 IN 21 CH28 模擬信號(hào)輸入通道28 IN
3 CH27 模擬信號(hào)輸入通道27 IN 22 CH26 模擬信號(hào)輸入通道26 IN
4 CH25 模擬信號(hào)輸入通道25 IN 23 CH24 模擬信號(hào)輸入通道24 IN
5 CH23 模擬信號(hào)輸入通道23 IN 24 CH22 模擬信號(hào)輸入通道22 IN
6 CH21 模擬信號(hào)輸入通道21 IN 25 CH20 模擬信號(hào)輸入通道20 IN
7 CH19 模擬信號(hào)輸入通道19 IN 26 CH18 模擬信號(hào)輸入通道18 IN
8 CH17 模擬信號(hào)輸入通道17 IN 27 CH16 模擬信號(hào)輸入通道16 IN
9 CH15 模擬信號(hào)輸入通道15 IN 28 CH14 模擬信號(hào)輸入通道14 IN
10 CH13 模擬信號(hào)輸入通道13 IN 29 CH12 模擬信號(hào)輸入通道12 IN
11 CH11 模擬信號(hào)輸入通道11 IN 30 CH10 模擬信號(hào)輸入通道10 IN
12 CH9 模擬信號(hào)輸入通道9 IN 31 CH8 模擬信號(hào)輸入通道8 IN
13 CH7 模擬信號(hào)輸入通道7 IN 32 CH6 模擬信號(hào)輸入通道6 IN
14 CH5 模擬信號(hào)輸入通道5 IN 33 CH4 模擬信號(hào)輸入通道4 IN
15 CH3 模擬信號(hào)輸入通道3 IN 34 CH2 模擬信號(hào)輸入通道2 IN
16 CH1 模擬信號(hào)輸入通道1 IN 35 CH0 模擬信號(hào)輸入通道0 IN
17 AGND 模擬地 IN 36 AGND 模擬地 IN
18 AGND 模擬地 IN 37 TR 外觸發(fā)信號(hào) IN
19 DGND 數(shù)字地 IN
CH00～CH31：USB2014 A/D卡輸入通道號(hào)（單端方式時(shí)）
CH00～CH15 ：雙端模擬信號(hào)輸入正端 （ 雙端方式時(shí)）
CH16～CH31 ：雙端模擬信號(hào)輸入負(fù)端 （雙端方式時(shí)）
在調(diào)用InitDeviceAD初始化AD過(guò)程中，若用戶置硬件參數(shù)ADPara.GroundingMode為USB2014_SE_MODE常量時(shí)為單端方式，此時(shí)所有通道均可被采樣，若置硬件參數(shù)ADPara.GroundingMode為USB2014_DI_MODE常量時(shí)為雙端方式，此時(shí)，各通道的對(duì)應(yīng)關(guān)系如下表：
原始通道對(duì) 對(duì)應(yīng)的采樣通道號(hào) 原始通道對(duì) 對(duì)應(yīng)的采樣通道號(hào)
CH0,CH16 CH0 CH8,CH24 CH8
CH1,CH17 CH1 CH9,CH25 CH9
CH2,CH18 CH2 CH10,CH26 CH10
CH3,CH19 CH3 CH11,CH27 CH11
CH4,CH20 CH4 CH12,CH28 CH12
CH5,CH21 CH5 CH13,CH29 CH13
CH6,CH22 CH6 CH14,CH30 CH14
CH7,CH23 CH7 CH15,CH31 CH15
TR：外部觸發(fā)信號(hào)，在調(diào)用InitDeviceAD初始化AD過(guò)程中，若用戶置硬件參數(shù)ADPara.TriggerSource為USB2014_IN_TRIGGER常量（即內(nèi)觸發(fā)方式）時(shí)，此管腳信號(hào)對(duì)AD采樣無(wú)效，只有當(dāng)用戶置硬件參數(shù)ADPara.TriggerSource為USB2014_OUT_TRIGGER常量時(shí)，該管腳信號(hào)才有效。此時(shí)，當(dāng)TR管腳上的信號(hào)出現(xiàn)了上升沿（即由低至高的變化）時(shí)，USB2014 A/D卡將在硬件上響應(yīng)該信號(hào)，且立即啟動(dòng)AD采集，用戶便可以用ReadDeviceAD函數(shù)讀取AD數(shù)據(jù)，如果這個(gè)TR信號(hào)沒(méi)有上升沿，則ReadDeviceAD函數(shù)以不返回的方式一直等待外觸發(fā)信號(hào)的到來(lái)，一旦AD被觸發(fā)后，不管TR信號(hào)的狀態(tài)如何，對(duì)后續(xù)AD采集無(wú)任何影響。過(guò)后用戶都可以調(diào)用ReleaseDeviceAD釋放AD設(shè)備，停止采樣（也只有停止后，新的外觸發(fā)信號(hào)才有效）。具體使用可以參考軟件說(shuō)明書(shū)和演示工程�！ �
AGND：模擬地
GND：數(shù)字地
二、 關(guān)于50芯插頭XS2的管腳定義
DI0～DI15為開(kāi)關(guān)量輸入
DGND：數(shù)字地
DO0～DO15為開(kāi)關(guān)量輸出
DGND：數(shù)字地
CLK2、OUT2、GATE2分別為8254定時(shí)/計(jì)數(shù)器2的三個(gè)管腳； DGND：數(shù)字地
六、短路套設(shè)置及數(shù)據(jù)格式
1、 模擬信號(hào)輸入方式選擇：
本卡模擬信號(hào)輸入的單、雙端選擇是由軟硬件共同完成的。
在調(diào)用InitDeviceAD初始化AD過(guò)程中，若用戶置硬件參數(shù)ADPara.GroundingMode為USB2014_SE_MODE常量時(shí)為單端方式，此時(shí)所有通道均可被采樣，若置硬件參數(shù)ADPara.GroundingMode為USB2014_DI_MODE常量時(shí)為雙端方式
① 單端輸入方式：
XF2
XF1
②雙端輸入方式
XF2
XF1
2 D/A模擬信號(hào)輸出范圍選擇
在USB2014板上，D/A模擬輸出范圍可選擇單極性0～5V、0～10V輸出，或選擇雙極性±5V、±10V輸出，通過(guò)跳線XF5、XF6、XF8可進(jìn)行選擇，跳線設(shè)置可按下表進(jìn)行選擇。其中XF5、XF6 選擇DA是單極性0～5V、0～10V輸出或雙極性±5V、±10V輸出；XF5選擇DA的模擬信號(hào)輸出量程。
D/A模擬信號(hào)輸出范圍選擇
輸出范圍 XF5、XF6 XF8
0～5V
0～10V
－5V～+5V
－10V～+10V
XF7選擇DA是單極性0～5V、0～10V輸出(1、2連)或雙極性±5V、±10V輸出(2、3連)上電清零選擇
3、A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果寄存器：
A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果寄存器各位定義如下：
D15 D14 D13 D12 D11 D10 D9 D8 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
AD15 AD14 AD13 AD12 AD11 AD10 AD9 AD8 AD7 AD6 AD5 AD4 AD3 AD2 AD1 AD0
其中：AD0～AD15：為A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果的16位數(shù)據(jù)，它的具體定義如下表。
USB2014板雙極性模擬信號(hào)輸入時(shí)的結(jié)果數(shù)據(jù)格式如下表所示：
輸入 A/D結(jié)果編碼 原始碼(十六進(jìn)制) 原始碼(十進(jìn)制) 電壓mV
正滿度 0111 1111 1111 1111 7FFF 32767 +9999.69
正滿度－1LSB 0111 1111 1111 1110 7FFE 32766 +9999.38
中間值+1LSB 0000 0000 0000 0001 0001 1 +0.3052
中間值（零點(diǎn)） 0000 0000 0000 0000 0000 0 0
中間值－1LSB 1111 1111 1111 1111 FFFF -1 -0.3052
負(fù)滿度+1LSB 1000 0000 0000 0001 8001 -32767 -9999.69
負(fù)滿度 1000 0000 0000 0000 8000 -32768 -10000.00
3、DA轉(zhuǎn)換結(jié)果寄存器：
USB2014板為雙極性電壓輸出時(shí)數(shù)據(jù)格式如下表所示：
輸出 D/A數(shù)據(jù)編碼 原碼(十六進(jìn)制) 原碼(十進(jìn)制)
正滿度 1111 1111 1111 1111 FFFF 65535
正滿度－1LSB 1111 1111 1111 1110 FFFE 65534
中間值+1LSB 1000 0000 0000 0001 8001 32769
中間值（零點(diǎn)） 1000 0000 0000 0000 8000 32768
中間值－1LSB 0111 1111 1111 1111 7FFF 32767
負(fù)滿度+1LSB 0000 0000 0000 0001 0001 1
負(fù)滿度 0000 0000 0000 0000 0000 0
USB2014板為單極性電壓輸出時(shí)的數(shù)據(jù)格式如下表所示：
輸出 D/A結(jié)果編碼 原碼(十六進(jìn)制) 原碼(十進(jìn)制)
正滿度 1111 1111 1111 1111 FFFF 65535
正滿度－1LSB 1111 1111 1111 1110 FFFE 65534
中間值 1000 0000 0000 0000 8000 32768
零點(diǎn)+1LSB 0000 0000 0000 0001 0001 1
零點(diǎn) 0000 0000 0000 0000 0000 0
七、模擬輸入信號(hào)的連接方式
7．1 單端輸入方式：
USB2014板均可按圖4.1連接成模擬電壓?jiǎn)味溯斎敕绞剑?6路模擬輸入信號(hào)連接到CH00～CH31端，其公共地連接到AGND端。
圖7.1單端輸入方式，主要應(yīng)用在噪聲干擾不高的場(chǎng)合
7．2雙端輸入方式：
USB2014板可按圖3.2連接成模擬電壓雙端輸入方式，可以有效抑制共模干擾信號(hào)，提高采集精度。8路模擬輸入信號(hào)正端接到CH00～CH15端，其模擬輸入信號(hào)負(fù)端接到CH16～CH31端，并在距離XS1插座近處，在負(fù)端與AGND端各接一只幾十KΩ至幾百KΩ的電阻（當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)源內(nèi)阻小于100Ω時(shí)，該電阻應(yīng)為現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)源內(nèi)阻的1000倍；當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)源內(nèi)阻大于100Ω時(shí)，該電阻應(yīng)為現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)源內(nèi)阻的2000倍），為儀表放大器輸入電路提供偏置。
圖7.2雙端輸入方式，主要應(yīng)用在噪聲干擾高的場(chǎng)合
第三章 工作原理
USB2014AD卡自帶時(shí)鐘和定時(shí)器，在設(shè)定首、末通道號(hào)后，模擬量從 37 芯 D 型接口輸入后，經(jīng)過(guò) 8 選一開(kāi)關(guān)選擇通道進(jìn)入放大器，由放大器輸出到 A/D 轉(zhuǎn)換器，開(kāi)始數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，AD轉(zhuǎn)換結(jié)果數(shù)據(jù)寫(xiě)入先進(jìn)先出存儲(chǔ)器 FIFO ，最后經(jīng)USB2014卡的USB系統(tǒng)將AD數(shù)據(jù)送入計(jì)算機(jī)。
1、AD工作模式：
USB2014具有二種采樣模式：偽同步采集模式、分頻采集模式
偽同步采集模式：模擬同步采樣模式，也叫分組采集模式，適合應(yīng)用在對(duì)一組輸入通道采樣的時(shí)差要求盡量小，但組之間的時(shí)間間隔較大的應(yīng)用場(chǎng)合。當(dāng)由定時(shí)器脈沖或外部時(shí)鐘有效邊沿啟動(dòng)后，在板上邏輯的控制下以400KHz的速度，從第首通道FirstChannel開(kāi)始順序轉(zhuǎn)換到末通道FirstChannel結(jié)束（FirstChannel<=LastChannel）。同時(shí)轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)順序?qū)懭隖IFO存儲(chǔ)器中，轉(zhuǎn)換完后重新進(jìn)入等待比較長(zhǎng)的時(shí)間（時(shí)間長(zhǎng)短由用戶設(shè)定），等待下一個(gè)啟動(dòng)信號(hào)，再開(kāi)始從FirstChannel到LastChannel通道的轉(zhuǎn)換，如此循環(huán)下去。
分頻器采集模式：也叫連續(xù)采集模式當(dāng)由定時(shí)器脈沖或外部時(shí)鐘有效邊沿啟動(dòng)后，AD開(kāi)始轉(zhuǎn)換當(dāng)前通道，并且AD在轉(zhuǎn)換時(shí)板上邏輯電路自動(dòng)設(shè)置為下一個(gè)轉(zhuǎn)換通道，等待下一個(gè)有效啟動(dòng)脈沖到來(lái)。通道轉(zhuǎn)換順序?yàn)椋簭氖淄ǖ繤irstChannel開(kāi)始順序轉(zhuǎn)換到第末通道LastChannel結(jié)束，然后由重新從FirstChannel到LastChannel通道，如此循環(huán)直到用戶結(jié)束轉(zhuǎn)換，（FirstChannel<=LastChannel）。AD轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)順序?qū)懭隖IFO寄存器中。
因此，在不同模式下，啟動(dòng)時(shí)鐘的最大頻率不同。由于AD的轉(zhuǎn)換速度是400KHz，各種模式下的最大轉(zhuǎn)換速度如下：
偽同步采集模式：K個(gè)通道的轉(zhuǎn)換時(shí)間 T = 10*K （uS）， K=(LastChannel-FirstChannel+1)為一次轉(zhuǎn)換的輸入通道數(shù)量。等效每通道最大采樣速度：100K(Hz)/(LastChannel-FirstChannel+1)。
分頻器采集模式：每通道最小轉(zhuǎn)換時(shí)間：Tmin=10uS/通道，等效每通道最大轉(zhuǎn)換速度（KHz）：100/（轉(zhuǎn)換通道個(gè)數(shù)）。
2、A/D轉(zhuǎn)換啟動(dòng)控制：
轉(zhuǎn)換啟動(dòng)可以由軟件或外部硬件觸發(fā)啟動(dòng)整個(gè)轉(zhuǎn)換過(guò)程，除非用戶終止轉(zhuǎn)換，否則將一直轉(zhuǎn)換下去。
一旦啟動(dòng)轉(zhuǎn)換，AD轉(zhuǎn)換將在板上定時(shí)器或外部時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)下按用戶設(shè)置的起始、終止通道逐一通道順序、循環(huán)轉(zhuǎn)換。
3、板上轉(zhuǎn)換定時(shí)器：
USB2014的16位定時(shí)器為模擬轉(zhuǎn)換提供精確的定時(shí)，定時(shí)器輸入基準(zhǔn)時(shí)鐘為4MHz，周期為250納秒。定時(shí)器為減法計(jì)數(shù)器，當(dāng)由用戶設(shè)置的初值減到1時(shí)，發(fā)出啟動(dòng)脈沖并自動(dòng)將定時(shí)器數(shù)據(jù)重新設(shè)置為初值。
16位數(shù)據(jù)初值范圍：2-65535，對(duì)應(yīng)周期=0.25*N(uS)，N：設(shè)置的16位定時(shí)器初值。
1、在分頻器采樣模式下：最小轉(zhuǎn)換周期為10uS（初值=40），由此USB2014的轉(zhuǎn)換周期為：10uS ~16384uS。
2、 偽同步采集：所謂偽同步采集是指設(shè)定的首末通道內(nèi)以AD的最高速率采集（本卡為100K，周期為10us,由8253的0通道決定），而首末通道之間的時(shí)間T1可由程序設(shè)定，本板由8253的通道的時(shí)間常數(shù)確定，。T1 = 時(shí)間常數(shù)（2-65535）×0.25us,例如：對(duì)2、3、4、5、6通道實(shí)現(xiàn)偽同步采集如下圖：
啟動(dòng)信號(hào)
其中：
10us 為觸發(fā)A/D轉(zhuǎn)換的周期（一般為本卡最高速率，即100KHz）。此周期可以通過(guò)改變硬件參數(shù)ADPara.Frequency來(lái)實(shí)現(xiàn)。
T1為每組轉(zhuǎn)換完之后與下一組轉(zhuǎn)換開(kāi)始之前的時(shí)間間隔，這個(gè)時(shí)間可由軟件按需求設(shè)定。 它由硬件參數(shù)ADPara.GroupInterval來(lái)實(shí)現(xiàn)。
4、FIFO數(shù)據(jù)、狀態(tài)：
FIFO中的數(shù)據(jù)按從首通道FirstChannel到末通道LastChannel的采樣數(shù)據(jù)依次循環(huán)存放，如下：
FirstChannel, FirstChannel+1 ,…., LastChannel…….FirstChannel,..,LastChannel,……結(jié)束
USB2014的FIFO（先進(jìn)先出寄存器）容量為32K字，具有空（EF）、半滿（HF）、溢出（FF）標(biāo)志，標(biāo)志為“0”時(shí)有效。采樣數(shù)據(jù)不斷的寫(xiě)入FIFO中，用戶檢測(cè)到半滿標(biāo)志后，立即讀入16K個(gè)數(shù)據(jù)，以保持FIFO中的數(shù)據(jù)不超過(guò)32K個(gè)，否則FIFO溢出，數(shù)據(jù)隊(duì)列順序會(huì)打亂（新進(jìn)入的數(shù)據(jù)將沖掉最先寫(xiě)入的數(shù)據(jù)）。如果出現(xiàn)FIFO溢出，只能靠提高計(jì)算機(jī)速度或降低采樣速度或擴(kuò)大存儲(chǔ)器容量來(lái)彌補(bǔ)。
第四章 可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器8254編程描述
有關(guān)8254詳細(xì)情況請(qǐng)參見(jiàn)8254技術(shù)手冊(cè)或有關(guān)資料。
一、控制字
在使用8254內(nèi)部計(jì)數(shù)器前，必須先向8254內(nèi)部控制字寄存器寫(xiě)入控制字和寫(xiě)入計(jì)數(shù)器
置值。
控制字寄存器格式如下：
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
SC1 SC0 RL1 RL0 M2 M1 M0 BCD
各位定義如下：
BCD：計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)方式選擇，可采用二進(jìn)制或BCD碼。
M2、M1、M0：計(jì)數(shù)器工作方式選擇，可有六種工作方式，具體含義見(jiàn)下表。
BCD 計(jì)數(shù)類(lèi)型
0 二進(jìn)制計(jì)數(shù)
1 BCD碼計(jì)數(shù)
M2 M1 M0 方式
0 0 0 0
0 0 1 1
0 1 0 2
0 1 1 3
1 0 0 4
1 0 1 5
SC1 SC0 選擇計(jì)數(shù)器
0 0 計(jì)數(shù)器0
0 1 計(jì)數(shù)器1
1 0 計(jì)數(shù)器2
1 1 非法
RL1 RL0 操作類(lèi)型
0 0 計(jì)數(shù)器鎖存操作
0 1 只讀/寫(xiě)低字節(jié)
1 0 只讀/寫(xiě)高字節(jié)
1 1 先讀/寫(xiě)低字節(jié)
后讀/寫(xiě)高字節(jié)
RL1、RL0計(jì)數(shù)器讀寫(xiě)操作長(zhǎng)度選擇，以決定對(duì)計(jì)數(shù)器進(jìn)行裝入或讀出是雙字節(jié)還是單字節(jié)。SC1、SC0選擇計(jì)數(shù)器0、1或2。
當(dāng)對(duì)8254寫(xiě)入控制字后，就要給計(jì)數(shù)器賦初值了。當(dāng)控制字D0＝0時(shí)，即二進(jìn)制計(jì)數(shù)，初值可在0000H～FFFFH之間選擇，當(dāng)控制字D0＝1時(shí)，則裝入計(jì)數(shù)器的初值應(yīng)選十進(jìn)制方式，其值可在0000～9999十進(jìn)制數(shù)之間選擇，但無(wú)論何種計(jì)數(shù)方式，當(dāng)初值為0000時(shí)，計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值最大。
二、工作方式
對(duì)8254的讀寫(xiě)操作
當(dāng)寫(xiě)入方式0控制字后，計(jì)數(shù)器輸出立即變成低電平，當(dāng)賦初值后，計(jì)數(shù)器馬上開(kāi)始計(jì)數(shù)，并且輸出一直保持低電平，當(dāng)計(jì)數(shù)結(jié)束時(shí)變成高電平，并且一直保持到重新裝入初值或復(fù)位時(shí)為止。當(dāng)控制字中D5D4＝11時(shí)，在寫(xiě)入低字節(jié)后計(jì)數(shù)器還不計(jì)數(shù)，當(dāng)寫(xiě)入高字節(jié)后，計(jì)數(shù)器才開(kāi)始計(jì)數(shù)，如果對(duì)正在做計(jì)數(shù)的計(jì)數(shù)器裝入一個(gè)新值，則計(jì)數(shù)器又從新裝入的計(jì)數(shù)值開(kāi)始，重新作減量計(jì)數(shù)。可用門(mén)控端GATE控制計(jì)數(shù)，當(dāng)GATE＝0時(shí)，禁止計(jì)數(shù)，當(dāng)GATE＝1時(shí)，允許計(jì)數(shù)。
方式1—可編程單次脈沖方式
該方式要在門(mén)控信號(hào)GATE作用下工作。當(dāng)裝入計(jì)數(shù)初值N之后，要等GATE由低變高，并保持高時(shí)開(kāi)始計(jì)數(shù)，此時(shí)輸出OUT變成低電平，當(dāng)計(jì)數(shù)結(jié)束時(shí)，輸出變成高電平，即輸出單次脈沖的寬度由裝入的計(jì)數(shù)初值N來(lái)決定。當(dāng)計(jì)數(shù)器減量計(jì)數(shù)未到零時(shí)，又裝入一個(gè)新的計(jì)數(shù)值N1，則這個(gè)新值，不會(huì)影響當(dāng)前的操作，只有原計(jì)數(shù)值減到零且有一個(gè)GATE上升沿時(shí)，計(jì)數(shù)器才從N1開(kāi)始計(jì)數(shù)。如當(dāng)前操作還未完，又有一次GATE上升沿時(shí)，則停止當(dāng)前計(jì)數(shù)，又重新從N1開(kāi)始計(jì)數(shù)，這時(shí)輸出單次脈沖就被加寬。
方式2—頻率發(fā)生器方式
在該方式下，計(jì)數(shù)器裝入初始值，開(kāi)始工作后，輸出端將不斷輸出負(fù)脈沖，其寬度等于一個(gè)時(shí)鐘周期，兩負(fù)脈沖間的時(shí)鐘個(gè)數(shù)等于計(jì)數(shù)器裝入的初始值。在方式2中門(mén)控信號(hào)相當(dāng)于復(fù)位信號(hào)，當(dāng)GATE＝0時(shí)，立即強(qiáng)迫輸出為高電平，當(dāng)GATE＝1時(shí)，便啟動(dòng)一次新的計(jì)數(shù)周期，這樣可以用一個(gè)外部控制邏輯來(lái)控制GATE，從而達(dá)到同步計(jì)數(shù)的作用。當(dāng)然計(jì)數(shù)器也可以用軟件控制GATE而達(dá)到同步控制目的。
方式3—方波頻率發(fā)生器方式
與方式2類(lèi)似，當(dāng)裝入一個(gè)計(jì)數(shù)器初值N后，在GATE信號(hào)上升沿啟動(dòng)計(jì)數(shù)，定時(shí)/計(jì)數(shù)器此時(shí)作減2計(jì)數(shù)，在完成前一半計(jì)數(shù)時(shí)，輸出一直保持高電平，而在進(jìn)行后一半計(jì)數(shù)時(shí)，輸出又變成低電平。若裝入的數(shù)N為奇數(shù)，則在（N＋1）/2個(gè)計(jì)數(shù)期間，輸出保持高電平。在（N－1）/2個(gè)計(jì)數(shù)期間，輸出保持低電平。若在一次計(jì)數(shù)期間，將一個(gè)新的初值裝入計(jì)數(shù)器，那么在當(dāng)前的計(jì)數(shù)發(fā)生跳變時(shí)，計(jì)數(shù)器馬上又按新的計(jì)數(shù)開(kāi)始計(jì)數(shù)。
方式4—軟件觸發(fā)選通方式
用控制字設(shè)置該方式后，輸出即變?yōu)楦唠娖�，在GATE＝1時(shí)，計(jì)數(shù)器一旦裝入初值，便馬上開(kāi)始計(jì)數(shù)，每當(dāng)計(jì)數(shù)結(jié)束，便立即在輸出端送出一個(gè)寬度等于一個(gè)時(shí)鐘周期的負(fù)脈沖。如果在一次計(jì)數(shù)期間，裝入了一個(gè)新的計(jì)數(shù)值。則在當(dāng)前的計(jì)數(shù)結(jié)束，送出負(fù)脈沖后，馬上以這個(gè)新的計(jì)數(shù)開(kāi)始計(jì)數(shù)。在GATE＝0時(shí)，禁止計(jì)數(shù)，這些均與方式2同，但這不是用GATE的上升沿來(lái)啟動(dòng)計(jì)數(shù)的。
方式5—硬件觸發(fā)選通方式
當(dāng)采用該方式工作時(shí)，在GATE信號(hào)的上升沿啟動(dòng)計(jì)數(shù)器開(kāi)始計(jì)數(shù)，輸出一直保持高電平，當(dāng)計(jì)數(shù)結(jié)束時(shí)，輸出一個(gè)寬度等于時(shí)鐘周期的負(fù)脈沖。在此種方式下，GATE是高電平或低電平都不再影響計(jì)數(shù)器工作。但計(jì)數(shù)操作可用GATE信號(hào)的上升沿重新觸發(fā)，便又從原來(lái)的初值開(kāi)始計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)期間，輸出又一直保持高電平。
在上述六種工作方式中，GATE信號(hào)均起作用，現(xiàn)將GATE信號(hào)的作用列于表中：
GATE 低電平或下降沿 上升沿 高電平
方式0 禁止計(jì)數(shù) 無(wú)作用 允許計(jì)數(shù)
方式1 無(wú)作用 啟動(dòng)計(jì)數(shù)，
下一時(shí)鐘后輸出變低 無(wú)作用
方式2 禁止計(jì)數(shù)并輸出為高 啟動(dòng)計(jì)數(shù) 允許計(jì)數(shù)
方式3 禁止計(jì)數(shù)并輸出為高 啟動(dòng)計(jì)數(shù) 允許計(jì)數(shù)
方式4 禁止計(jì)數(shù) 無(wú)作用 允許計(jì)數(shù)
方式5 無(wú)作用 啟動(dòng)計(jì)數(shù) 無(wú)作用
注意：8254的每個(gè)定時(shí)/計(jì)數(shù)器在所有操作方式下，均不能設(shè)置初值為“１”，否則定時(shí)/計(jì)數(shù)器將停止計(jì)數(shù)及計(jì)數(shù)輸出。
第五章 USB2014 A/D、D/A卡的應(yīng)用、校準(zhǔn)、保修
一、USB2014演示系統(tǒng)的操作：
請(qǐng)見(jiàn)本公司軟件說(shuō)明書(shū)的USB部分。
二、用注意事項(xiàng)
在公司售出的產(chǎn)品包裝中，用戶將會(huì)找到這本說(shuō)明書(shū)和USB2014板，同時(shí)還有產(chǎn)品質(zhì)�？ā．a(chǎn)品質(zhì)�？ㄕ�(qǐng)用戶務(wù)必妥善保存，當(dāng)該產(chǎn)品出現(xiàn)問(wèn)題需要維修時(shí)，請(qǐng)用戶將產(chǎn)品質(zhì)�？ㄍa(chǎn)品一起，寄回本公司，以便我們能盡快的幫用戶解決問(wèn)題。
在使用USB2014板時(shí)，應(yīng)注意以下問(wèn)題：
1、 USB2014板正面的IC芯片不要用手去摸，防止芯片受到靜電的危害。
2、 用戶務(wù)必注意電源的開(kāi)關(guān)順序，使用時(shí)要求先開(kāi)主機(jī)電源，后開(kāi)信號(hào)源的電
源；先關(guān)信號(hào)源的電源，后關(guān)主機(jī)電源。
三、校準(zhǔn)
USB2014板出廠時(shí)已經(jīng)校準(zhǔn)，只有當(dāng)用戶使用一段時(shí)間后，或者用戶認(rèn)為需要時(shí)才做校準(zhǔn)。
準(zhǔn)備一塊5位半精度以上數(shù)字電壓表，安裝好USB2014，打開(kāi)主機(jī)電源，預(yù)熱15分種。
3.1、 A/D校準(zhǔn)
1）選模擬輸入的任兩個(gè)通道，比如CH0、CH1通道，將CH0通道輸入接0伏電壓,CH1接正滿度電壓9999.70毫伏，在WINDOWS下運(yùn)行USB2014測(cè)試程序,選擇0通道、程控增益為1，屏幕為單通道顯示（即只采集0通道），鍵入ESC鍵，采集程序開(kāi)始采集后，調(diào)整電位器RP1，使N6（PGA202）的第11、12腳對(duì)地電壓為0.000V。選擇1通道、程控增益為1，屏幕為單通道顯示（即只采集1通道），鍵入ESC鍵，采集程序開(kāi)始采集后，調(diào)整電位器RP2，使N6（PGA202）的第11、12腳對(duì)地電壓為9999.70V。重復(fù)以上步驟，直到滿足要求為止
2）在Windows下運(yùn)行USB2014測(cè)試程序，選擇0、1通道，調(diào)整RP3（調(diào)零）使CH0通道的采樣值在FFFFH～00000H之間的變化，調(diào)整RP4（調(diào)滿度）使CH1通道的值在7FFFH～7FFE之間變化，反復(fù)調(diào)整RP3、RP4直到滿足為止。
3）如果放大器增益大于1,在程控增益欄內(nèi)鍵入相應(yīng)值(參照本公司軟件說(shuō)明書(shū)的USB部分),CH1通道也要接入相應(yīng)的滿度電壓。
3.2、 D/A校準(zhǔn)
在進(jìn)行校準(zhǔn)前請(qǐng)對(duì)D/A模擬信號(hào)輸出范圍選擇:
（一） 雙極性輸出的校準(zhǔn)
將數(shù)字電壓表的地線與37芯D型插頭XS1中的任意模擬地(AGND)相
接,電壓表的輸入端與需要校準(zhǔn)的DA通道相連接。
1） 在Windows下運(yùn)行USB2014測(cè)試程序，選擇菜單文件操作下的D/A輸出檢
測(cè)，根據(jù)需要校準(zhǔn)的通道選擇相應(yīng)的手動(dòng)單點(diǎn)輸出。
2） 將D/A輸出設(shè)置為32768，通過(guò)調(diào)整電位器RP5，使相應(yīng)的D/A輸出
為0.000V。
3） 將D/A輸出設(shè)置為65535，通過(guò)調(diào)整電位器RP6，使相應(yīng)的D/A輸出為5.000或10.000V�；蛘邔/A輸出設(shè)置為0，通過(guò)調(diào)整電位器RP6，使相應(yīng)的D/A輸出為-5.000或-10.000V。
4） 重復(fù)以上3)、4）步驟，直到滿足要求為止。
（二） 單極性輸出的校準(zhǔn)
1） 將數(shù)字電壓表的地線與37芯D型插頭XS1中的任意模擬地(AGND)相
接,電壓表的輸入端與需要校準(zhǔn)的DA通道相連接。
2） 在Windows下運(yùn)行USB2014測(cè)試程序，選擇菜單文件操作下的D/A輸出檢
測(cè)，根據(jù)需要校準(zhǔn)的通道選擇相應(yīng)的手動(dòng)單點(diǎn)輸出。
3） 將D/A輸出設(shè)置為0，通過(guò)調(diào)整電位器RP5，使相應(yīng)的D/A輸出為0.000V。
4） 將D/A輸出設(shè)置為65535，通過(guò)調(diào)整電位器RP6，使相應(yīng)的D/A輸出為
5.000或10.000V。
5） 重復(fù)以上3)、4）步驟，直到滿足要求為止。
四、保修
USB2014自出廠之日起，兩年內(nèi)，凡用戶遵守運(yùn)輸，貯存和使用規(guī)則，而質(zhì)量低于產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)者公司免費(fèi)修理。
