（1）基本功能与特性。

采用Advantech公司生产的PCL-812PG数据采集卡是IBM PC/XT/AT及其兼容机的高性能、高速、多功能数据采集卡，广泛地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。主要包含以下特性：

·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，+/-2.5V，+/-1.25V+/-0.625V+/-0.3125V。

·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0.5MHz-35 minutes/pulse步测输出（触发脉冲），定时器的时间基准为2MHz。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他D/A输出。

·16位TTL/DTL兼容数字输入、输出通道。

PCL-812PG数据采集卡的主要功能如下：

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，+/-2.5V，+/-1.25V，+/-0.625V，+/-0.3125V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30kHz

·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

②1.5.2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

内部：-5V（+/-0.1V），-10V（+/-0.2V）

外部：直流或交流，最大+/-10V

·转换方式：12位单片乘法

·模拟设备：AD7541AKN或同类设备

·线性度：+/-0.5位

·输出驱动电压：最大+/-5mA

·设置时间：30ms

③1.5.3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0.05mA

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

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2MHz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：2MHz

·步测输出：35minutes/pulse to 0.5MHs

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

⑦DMA通道。(www.daowen.com)

·电平：1或3，跳线选择

·使能：VIA控制寄存器S0，S1和S2

⑧通用功能。

·功耗：+5V：典型，500mA，最大1A

+12V：典型，50mA，最大100mA

-12V：典型，14mA，最大20mA

·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℃

·存储温度：-20～+65℃

·重量：8.6盎司（243g）

（2）数据采集卡设置。

PCL-812PG数据采集卡方便使用，板上有一个双列直插式开关和九个跳线，开关和跳线的功能根据其在板上的位置不同而不同，需要进行设置。

①基地址设置。开关名称为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。

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：

②等待状态设置。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：

③DMA通道设置。跳线名为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。

④触发源设置。跳线名为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）。

⑤用户计数器输入时钟设置。跳线名为JP2。可编程定时器/计数器是三通到16位计数器。通道1和通道2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2MHz时钟信号或者是来自连接器CN5的第8脚外部时钟信号。

⑥中断优先级设置。跳线名为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。

⑦D/A参考电源设置。跳线名为JP3、JP4。D/A转换器的参考电压内部电压-5、-10V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）设置。

⑧D/A内部参考电压设置。跳线名为JP8。内部参考电压可以为-5V或-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。

⑨A/D最大输入电压选择。跳线名为JP9。当A/D转换器被JP9选择时的输出范围+/-5V或+/-10V。如果JP9设置为+/-5V时PCL-812PG卡的模拟输入范围+/-5V，+/-2.5V，+/-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是+/-10V。

（3）连接器的管脚功能。

PCL-812PG卡带有两个20针绝缘连接器，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。每个连接器的引脚排列如下：

（4）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。

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作“浮地”。相当于简单把一个单端通道接成浮地信号源。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-789放大器和乘法器子卡是为乘法应用特别设计的。每个PCLD-789能在同一A/D通道内多路复用16路差动输入。8片PCLD-789串联到PCL-812PG卡上可以提供总共128通道。带PCLD-789的PCL-812PG卡的使用说明可以在PCLD-789的用户手册上查询。

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，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。

（5）A/D转换。

①A/D转换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：

A/D高位：

②多路复用设置。

数据格式：

③增益设置。

数据格式：

④触发模式设置。

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0.5MHz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。

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。

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。

（6）D/A转换。

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：

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。

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。