ISA总线板卡实例分享

时间：2023-06-15 理论教育 版权反馈

【摘要】：2）基址的选择：PCL-711B ISA总线板卡是通过计算机的I/O接口来控制的，每个I/O接口各自都有一个独立的I/O存储空间，以免相互之间发生地址冲突，PCL-711B需要16个连续的I/O地址空间。

ISA总线板卡实例分享

6.3.2.1 研华PCL-711B

PCL-711B是一款ISA总线的半长卡，具有8路12位模拟量输入、1路12位模拟量输出、16路数字量输入和16路数字量输出。此外，它还带一个20端子的螺钉端子板和一个扁平电缆的接口。

PCL-711B能够执行多种I/O工作，具有强大的软件支持功能，还可以和各种可用的端子板与附件一起使用，能够同时提供模拟量和数字量I/O。

1.特点

1）12位A-D转换；

2）8路单端模拟量输入；

3）可编程A-D输入范围，包括±0.625V、±1.25V、±2.5V、±5V和±0.3125V；

4）支持软件触发、可编程定时器触发和外部触发；

5）A-D转换采用中断方式，中断级别可通过软件设置；

6）1路模拟量输出，1个12位D-A模拟输出通道，输出范围为0～＋5V或0～＋10V；

7）板载16路数字量I/O；

8）包含螺钉端子板及电缆。

2.规格

（1）模拟量输入（A-D转换）8路通道单端输入，分辨率为12位。

1）输入范围：包括±0.625V、±1.25V、±2.5、±5V和±0.3125V，软件可编程。

2）转换器：AD574或兼容。

3）转换时间为25μs（最大）。

4）精度为±1LSB。

5）非线性度为±1位。

6）放大增益：×1、×2、×4、×8或×16，软件可编程。

7）触发模式：软件触发、可编程定时器触发或外部触发。

8）数据传输：轮询方式或中断方式。

9）过载电压为持续±30V（最大）。

10）IRQ（中断请求）级：IRQ2～IRQ7。

（2）模拟量输出（D-A转换）1路通道模拟量输出。

1）分辨率：12位。

2）输出范围：0～＋5V或0～＋10V。

3）建立时间：30μs。

4）基准电压：内部－5V或－10V（±0.05V）

5）转换器：PM7548GP或兼容。

6）线性度：±1/2 LSB。

7）输出驱动能力：±5mA（最大）。

（3）数字量输入16通道数字量输入。

1）电平：与TTL电平兼容。

2）输入电压：低电平为0～0.8V，高电平为最小2V。

3）输入负载：低电平为＋0.5V＠0.4mA（最大），高电平为＋2.7V＠0.05mA（最大）。

（4）数字量输出16通道数字量输出。

1）电平：与TTL电平兼容。

2）驱动能力：低电平输入为（汇入）8mA＠0.5V（最大），高电平为（源出）－0.4mA＠2.4V（最小）。

3.一般特性

（1）功耗＋5V＠500mA（典型），1.0A（最大）；＋12V＠50mA（典型），100mA（最大）；－12V＠4mA（典型），20mA（最大）。

（2）工作温度0～50℃。

（3）贮存温度－20～65℃。

（4）接口1个用于A-D和D-A的20芯扁平电缆接口，1个用于数字量输入的20芯扁平电缆接口，1个用于数字量输出的20芯扁平电缆接口。

4.软硬件安装

（1）设置研华PCL-711B ISA总线板卡包括一块模拟量和数字量I/O板卡、一本使用手册和一个内含板卡驱动的光盘。在用手持板卡之前，通过触摸计算机机箱的金属底盘释放手上的静电，手持板卡时，只能握它的边沿，以免手上的静电损坏面板上的集成电路或组件。

1）功能开关和跳线设置：PCL-711B ISA总线板卡面板上有一个功能开关SW1和一个跳线设置JP1。

2）基址的选择：PCL-711B ISA总线板卡是通过计算机的I/O接口来控制的，每个I/O接口各自都有一个独立的I/O存储空间，以免相互之间发生地址冲突，PCL-711B需要16个连续的I/O地址空间。地址的选择可通过面板上的6位DIP开关SW1来设定。PCL-711B的有效地址范围是000到3F0（十六进制），默认地址是220。可以根据系统的资源占用情况，给PCL-711B分配正确的地址，其中A4～A9与计算机的地址线相对应，按照表6-2来设置板卡地址。

3）模拟量输出范围的设置：PCL-711B ISA总线板卡的模拟量输出通道的基准电压可以通过跳线JP1设置为－5V或－10V，设置为－5V时，输出电压范围是0～＋5V；设置为－10V时，输出电压范围是0～＋10V，模拟量输出范围设置如图6-11所示。

表6-2 设置板卡地址

（2）引脚图PCL-711B有3个20针脚接口，其中模拟量I/O（CN1）针脚连接如图6-12所示，数字量输出（CN3）针脚连接如图6-13所示，数字量输入（CN4）针脚连接如图6-14所示。

图6-11 模拟量输出范围设置

图6-12 模拟量I/O（CN1）针脚连接

图6-13 数字量输出（CN3）针脚连接

图6-14 数字量输入（CN4）针脚连接

（3）板卡软件的安装

1）安装Device Manager和32bitDLL（数据库模式定义语言）驱动：测试板卡和使用研华驱动编程前，必须首先安装Device Manager和32bitDLL驱动。

①将启动光盘插入光驱；

②安装执行程序，将会自动启动安装，这时会看到安装界面，如图6-15所示。

③单击【CONTINUE】按钮，出现的界面如图6-16所示，首先安装Device Manager，也可以在光盘中执行/tools/DevMgr.exe直接安装。

④单击【Individual Driver】按钮，选择所安装的板卡的类型和型号（PCL-711B），如图6-17所示，然后按照提示就可一步一步地完成驱动程序的安装。

图6-15 安装界面

图6-16 安装Device Manager

图6-17 选择PCL-711B

2）32bitDLL驱动手册（软件手册）说明：安装完Device Manager后，相应的《Advantech Device Driver Manual》也会自动安装。其快捷方式位置为开始/程序/Advan-tech Automation/Device Manager/Device Driv-er Manual，也可以直接执行C：/Program-Files/ADVANTECH/ADSAPI/Manual/Gener-al.chm。

3）32bitDLL驱动编程示例程序说明：单击自动安装界面的Example＆Utility，出现的界面如图6-18所示，选择对应的语言安装示例程序。例程默认安装在C：/ProgramFiles/ADVANTECH/ADSAPI/Examples下。可以在这里找到32bitDLL驱动函数使用的示例程序，供编程时参考。

图6-18 选择示例程序安装

示例程序的说明在《Advantech Device Driver Manual》中，如图6-19所示。

图6-19 示例程序的说明

4）Active Daq控件安装使用说明：研华公司提供Active Daq控件，供可视化编程使用。应先安装完前面介绍的Device Manager和32bitDLL驱动后，再安装Active Daq控件，才能正常工作。光盘自动运行时，单击【Installation】按钮，再单击【Advance Options】按钮，出现安装界面。单击ActiveDaq Installlation来安装Active Daq控件和示例程序，也可以在光盘中直接执行光盘/ActiveDAQ/ActiveDAQ.exe命令来安装。

Active Daq控件使用手册快捷方式为开始/程序/Advantech Automation/ActiveDaq Pro/Ac_- tiveDAQPro.chm。默认安装下也可以在C：/Program Files/ADVANTECH/ActiveDAQ Pro中直接打开Active Daq驱动手册：ActiveDAQPro.chm。

ActiveDaq控件示例程序安装在C：/Program Files/ADVANTECH/ActiveDAQPro/Examples目录下。

（4）硬件的安装

1）完成板卡开关和跳线的设置；

2）关掉计算机，将板卡插入到计算机ISA插槽中；

3）单击开始菜单/程序/Advantech Device Driver V2.1/Advantech Device Manager，打开Advantech Device Manager，如图6-20所示。

在Supported Devices列表中，选中要安装的PCL-711B器件，如图6-21所示，PCL-711B前面没有红色叉号，说明驱动程序已经安装成功。

图6-20 打开Advantech Device Manager

图6-21 选择PCL-711B

4）单击【Add】按钮，弹出界面如图6-22所示，进行基址的设置、板卡的选择及D-A通道的相关设置，所有的设置必须要和硬件设置相符合，基地址和中断应选择没被系统占用的资源。

图6-22 进行基址等的设置

完成后，单击【OK】按钮，就会在Installed Devices栏中My Computer下显示所加的器件，如图6-23所示。

图6-23 显示所加的器件

到此，PCL-711B ISA总线板卡的软件和硬件已经安装完毕，可进行板卡测试。

5.测试

在图6-23的界面中，单击【Test】按钮，弹出测试画面，如图6-24所示。

图6-24 测试画面

（1）模拟输入功能测试在测试界面中，单击模拟量输入标签，弹出模拟量输入功能测试画面，如图6-25所示。

图6-25 模拟量输入功能测试画面

1）Channe1 No（模拟量输入通道号0～7）；

2）Input range（输入范围选择）；

3）Analog input reading（模拟量输入通道读取的数值）；

4）Channel mode（通道设定模式）；

5）Sampling period（采样时间间隔）。

测试时，可用PCL-10120-1（20芯扁平电缆）将PCL-711B的20个针脚和外部接线端子相接，可通过将输入信号连接到接线端子来测试PCL-711B针脚。

在单端输入模式下，若测试通道0，需将待测信号接至通道0所对应接线端子的1与19针脚，在与通道0对应的“Analog input reading”框中，将显示输入信号的电压值。

（2）模拟输出功能测试在测试界面中，单击模拟量输出标签，弹出模拟输出功能测试画面，如图6-26所示。

图6-26 模拟输出功能测试画面

一个模拟输出通道，可以通过软件设置，选择输出正弦波、三角波、方波，也可以设置输出波频率及输出电压幅值。例如，要使通道0输出4.5V电压，在“Manual Output”中设置输出值为4.5V，单击“Out”按钮，即可在针脚D-A与AGND之间输出4.5V电压，这个值可用万用表测得。

（3）数字信号输入功能测试在测试界面中，单击数字量输入标签，弹出数字信号输入功能测试画面，如图6-27所示。

图6-27 数字信号输入功能测试画面

用户可以方便地通过数字量输入通道指示灯的颜色，判断相应的数字量输入通道输入的是低电平还是高电平（红色为高电平，绿色为低电平）。例如，将与通道0对应的DI0引脚与数字地DGND短接，则与通道0对应的状态指示灯（Bit0）变绿，在DI0与数字地之间接入＋5V电压，则指示灯变红。

（4）数字量输出功能测试在测试界面中，单击数字量输出标签，弹出数字量输出功能测试画面，如图6-28所示。

图6-28 数字量输出功能测试画面

可以通过按动画面中的方框，方便地将相对应的输出通道设为高电平输出或低电平输出。高电平为5V，低电平为0V。用电压表测试相应引脚，可以测到这个电压。

若通过功能测试，各项功能均正常，说明PCL-711B数据采集板卡处于正常状态，此时板卡可以正常应用。

6.信号的连接

为了使测量准确，并防止损坏应用系统，正确的信号连接是非常重要的。

（1）模拟量输入信号的连接PCL-711B提供8路单端模拟量输入通道，当测量一个电压信号时，将信号源一端接入到一个输入端子上，信号源另一端接到地端子上。单端模拟量输入信号的连接如图6-29所示。

图6-29 单端模拟输入信号的连接

图6-30 模拟输出信号的连接

（2）模拟输出信号的连接PCL-711B的一个模拟输出通道的基准电压可以选择设置为－5V或－10V，输出电压范围为0～＋5V或0～＋10V。CN1用于模拟量输出，模拟量输出信号的典型连接如图6-30所示。

（3）数字信号连接PCL-711B有16路数字量输入和16路数字量输出通道，它与TTL电平兼容。PCL-711B从TTL设备接收或输出数字信号，数字信号I/O连接如图6-31所示。(www.daowen.com)

接收一个开关或继电器信号，需要接一个上拉电阻，以确保开关断开时，输入高电平信号，连接如图6-32所示。

图6-31 数字信号I/O连接

图6-32 数字量输入上拉电阻连接

6.3.2.2 研华公司PCL-733

1.概述

PCL-733能够提供32路带隔离双向数字量输入通道，隔离保护电压可达到DC2500V。PCL_-733有两个中断输入，可用跳线设置每个中断请求（IRQ）。每个输入通道对应PC I/O寄存器的一位，易于编程，是要求采取高电压隔离工业应用的理想选择。

2.特点

1）32路隔离双向数字量输入通道；

2）高电压隔离（DC2500V）；

3）中断能力；

4）用于隔离输入通道的D型接口；

5）为隔离输入通道预留电压保护（可达DC24V）。

3.规格

1）输入电压为DC5～24V；

2）输入阻抗为1.2kΩ（0.5W）；

3）光隔离电压为DC2500V；

4）吞吐量为10kHz；

5）中断级为2、3、5、7、10、11、12、15；

6）中断源为隔离输入通道0和隔离输入通道16；

7）连接器为37芯D型电缆；

8）功耗为＋5V＠330mA，典型为500mA（最大）。

4.软硬件安装

（1）设置

1）开关和跳线的设置：面板上有一个DIP开关，用来选择设置PCL-733在计算机上的基地址；有3个跳线。

2）基地址的选择：大多数的外部设备和接口卡都是通过计算机的I/O接口来控制的，它们各自都有1个独立的I/O存储空间，以免相互之间发生地址冲突，PCL-733使用4个连续的I/O地址空间，地址的选择可通过面板上的DIP开关SW1的8个位置来设定。PCL-733的有效地址范围是200到3F3（十六进制），初始默认地址为300，可以根据系统的资源占用情况，给PCL-733分配正确的地址，A2～A9与计算机的地址线相对应，按照表6-3来设置它的地址。

表6-3 设置基地址

3）中断请求优先级设置：跳线JP1用来设置通道0和通道16的中断请求优先级，如图6-33所示。

如果要使中断禁止，可以如图6-34所示设置跳线。

图6-33 中断请求优先级设置

图6-34 中断禁止设置跳线

4）中断触发方式选择：跳线JP2和JP3分别用来设置通道0和通道16是上升沿触发中断还是下降沿触发中断。上升沿触发中断设置如图6-35所示，下降沿触发中断设置如图6-36所示。

图6-35 上升沿触发中断设置

图6-36 下降沿触发中断设置

（2）引脚图PCL-733板卡带有DB-37接口，引脚排列如图6-37所示。

（3）软件的安装安装过程与PCL-711B类似，只是选择所安装的板卡的类型和型号时应选PCL-733，其余安装过程相同。

（4）硬件的安装

1）完成板卡开关和跳线的设置；

2）关掉计算机，将板卡插入到计算机ISA插槽中；

3）从开始菜单/程序/Advantech Device Driver V2.1/Advantech Device Manager，打开Ad_- vantech Device Manager画面，如图6-38所示。

图6-37 引脚排列

图6-38 打开Advantech Device Manager画面

在Supported Devices列表中选中所要安装的PCL-733器件，如图6-39所示。

图6-39 选择PCL-733

单击【Add】按钮，弹出如图6-40所示的画面，进行板卡、基地址以及中断通道的选择，基地址的选择要和硬件设置相符合。

完成后，单击【OK】按钮，就会在Installed Devices栏中My Computer下显示所加的器件，如图6-41所示。

PCL-733数据采集卡的软件和硬件已经安装完毕，可进行板卡测试。

图6-40 PCL-733基地址和中断选择画面

图6-41 显示所加的PCL-733板卡

5.测试

PCL-733是32路带隔离数字量输入板卡，因此对它的测试只有数字量输入测试。测试时可用PCL-10137（37芯D型电缆）将PCL-733与ADAM-3937（可用DIN导轨安装的DB-37接线端子）连接，这样PCL-733的37个针脚和ADAM-3937的37个接线端子相接，可通过将输入信号连接到接线端子来测试PCL-733针脚。在图6-41的画面中，单击【Test】按钮，弹出图6-42所示的画面。

用户可通过数字量输入通道指示灯的颜色，得到相应数字量输入通道输入的是低电平还是高电平（红色为高电平，绿色为低电平）。若将与隔离数字量输入通道0对应的引脚IDI0与隔离输入的外部地EI.GND1短接，则通道0对应的状态指示灯（Bit0）变绿色，在IDI0与EI.GND1之间接入5～24V电压，则指示灯变红色。

6.信号连接

在数据采集应用中，为了达到准确测量并防止损坏应用系统，正确的信号连接是非常重要的。PCL-733提供32路带隔离的数字量输入，都可以接受5～24V的输入电压，并且每个通道上都带有额定功率为0.5W的1.2kΩ电阻，每八个输入通道公用一个地端（EI.GND），带隔离数字量输入连接如图6-43所示。

图6-42 数字量输入功能测试画面

图6-43 带隔离数字量输入连接

6.3.2.3 研华公司PCL-734

1.概述

PCL-734能够提供32路隔离数字量输出通道，输出通道隔离保护电压可达DC1000V。每个输入通道对应PC I/O接口寄存器的一位，易于编程。

2.特点

1）32路带隔离数字量输出通道；

2）高输出驱动能力；

3）输出通道高电压隔离（DC1000V）；

4）隔离输出通道上的高汇点电流（200mA/每通道）；

5）用于电感负载的完整抑制二极管；

6）宽输出范围（DC5～40V）；

7）用于隔离输出通道的D型接口。

3.规格

（1）32路光隔离数字量输出；

1）输出电压为DC5～40V；

2）最大汇点电流为200mA；

3）隔离电压为DC1000V。

（2）连接器为37芯D型电缆；

（3）功耗为＋5V＠330mA，典型500mA（最大）。

4.软硬件安装

（1）设置

1）开关和跳线的设置：面板上有1个DIP开关SW1，这个开关是用来选择设置PCL-734在计算机上的基地址；还有3个跳线。

2）基地址的选择：与PCL-733相同，可参照PCL-733中表6-3设置基地址方法进行选择。

（2）引脚PCL-734板卡带有DB-37接口，引脚排列如图6-44所示。

（3）软件的安装安装过程与PCL-711B类似，只是选择所安装的板卡的类型和型号时，应选PCL-734，其余安装过程相同。

（4）硬件的安装安装过程与PCL-733类似，只是选择所安装的板卡的类型和型号时应选PCL-734，其余安装过程相同。不同之处主要在于以下两图，其中板卡基地址和中断设置如图6-45所示，显示出所加的PCL-734板卡如图6-46所示。

PCL-734数据采集卡的软件和硬件已经安装完毕，可进行板卡测试。

图6-44 引脚排列

图6-45 PCL-734板卡基地址和中断设置

图6-46 显示出所加的PCL-734板卡

5.测试

PCL-734是32路带隔离数字量输出卡，因此对它的测试只有数字量输出测试。测试时可用PCL-10137（37芯D型电缆）将PCL-734与ADAM-3937（可用DIN导轨安装的DB-37接线端子）连接，这样PCL-734的37个针脚和ADAM-3937的37个接线端子相接，可通过将输出信号连接到接线端子来测试PCL-734。在图6-46所示的画面中，单击【Test】按钮，弹出数字量输出功能测试画面，如图6-47所示。

图6-47 数字量输出功能测试画面

通过单击画面中的方框，可方便地将相对应的输出通道设为高电平输出或低电平输出。隔离数字量的输出测试，需要外接5～40V电压，具体测试连接如图6-46所示。当输出为高电平（按下方框）时，负载中有电流通过；当输出为低电平（没按下方框）时，负载中没有电流通过。

6.信号连接

PCL-734提供32路带隔离的数字量输出通道，每个输出通道都有一个达林顿晶体管，每8个输出通道使用相同的发射器，并且集成一个抑制二极管作为感应负载。每个通道都可以接受5～24V的输入电压，并且每个通道上都带有额定功率为0.5W的1.2kΩ电阻，如果所有通道的电流总和超过150mA，电流通过引脚CN5返回到外部电压源。每8个输入通道共用一个地端（E.GND），在带隔离的数字量输出通道处连接一个外部电阻，如图6-48所示。