供應中泰研創USB7333多功能數據采集模塊盤錦錦州

USB7333 多功能數據采集模塊技術說明書
1. 概述
USB7333多功能數據采集模塊適用于提供了USB 接口的PC系列微機，具有真正的熱插拔、即插即用（PnP）功能。其操作系統可選用目前流行的 Windows 系列、高穩定性的Unix等多種操作系統以及專業數據采集分析系統LabVIEW 等軟件環境。在硬件的安裝上非常簡單，使用時只需將USB7333的USB接口插入計算機內任何一個USB接口插座中，其模入、模出、I／O信號、脈沖輸入及脈沖輸出信號均由模塊上的雙排針插頭與外部信號源及設備連接。
對于模入部分，用戶可根據實際需要選擇單端或雙端輸入方式，其A/D 轉換啟動方式可以選用程控頻率觸發、程控單步觸發、外部TTL信號觸發以及外部時鐘同步觸發等多種方式。A/D轉換后的數據結果通過先進先出存儲器（FIFO）緩存后由USB總線讀出。
對于模出部分，用戶可根據控制對象的需要選擇不同的量程。
本模塊同時還備有數字量輸入和路數字量輸出接口，三路16位字長的計數/定時器/測頻接口，以及1Mhz 的基準時鐘。
USB7333多功能數據采集模塊分為A、B、C三種型號:
USB7333A: 16路AD 16路DI 16路DO 3路計數
USB7333B: 16路AD 4路DA 16路DI 16路DO 3路計數
USB7333C: 16路AD 4路DA 8路DI 24路可編程IO 3路計數

2. 主要技術指標
2.1 USB指標
2.1.1 處理器及USB接口芯片： SST89E564RD、PDIUSBD12
2.1.2 通訊方式：   USB接口
2.1.3 通訊距離：   小于5米
2.1.4 通訊協議：   USB1.1

2.2模入部分( 標*為出廠標準狀態，下同 )
2.2.1輸入通道數：單端16路 *；雙端8路
2.2.2 輸入信號范圍：0～10V*，±5V, ±10V
2.2.3 輸入阻抗：≥10MΩ
2.3.4 A／D轉換器件：ADS774
2.2.5 輸入通道選擇方式：單通道程序指定/多通道自動掃描
2.2.6 A/D轉換分辯率：12位
2.2.7 A/D采樣可編程增益(由放大器芯片決定)：PGA202 *: X1、X10、X100、X1000 (或PGA203: X1、X2、X4、X8)
2.2.8 A/D采樣程控頻率：1KHz/5KHz/10KHz/25KHz/50KHz/100KHz
2.2.9 A/D啟動方式：程控頻率觸發/程控單步觸發/外部TTL信號觸發/外部時鐘同步觸發
2.2.10 A／D轉換非線性誤差：±1LSB
2.2.11 FIFO存儲器容量：8K×16bit（全滿）/4K×16bit（半滿）
2.2.12 數據讀取識別方式：FIFO非空查詢/FIFO半滿查詢/ FIFO全滿查詢
2.2.13 系統綜合誤差：≤0.1％F.S

2.3 模出部分：
2.3.1 輸出通道數：4路
2.3.2 輸出范圍：
      電壓方式：0～5V，±5V, 0～10V*，±10V
2.3.3 輸出阻抗：≤ 2Ω ( 電壓方式 )
2.3.4 D／A轉換器件：DAC7625
2.3.5 D/A轉換分辨率：12位
2.3.6 D/A轉換綜合建立時間：≤ 2μS
2.3.7 D/A轉換綜合誤差：≤ 0.1％ F.S
2.3.8 電壓輸出方式負載電流：≤ 5mA

2.4  開關量部分
2.4.1  輸入路數：16路TTL電平（A型、B型），8路 + 24路可編程 TTL電平（C型,最多32路 TTL電平輸入）
2.4.2  輸出路數：16路TTL電平（A型、B型），8路 + 24路可編程 TTL電平（C型,最多32路 TTL電平輸出）

2.5 定時/計數器/測頻/脈沖輸出部分：
2.5.1 16位字長計數/定時器：3路
2.5.2 基準時鐘：1MHz，占空比50％

2.6 電源功耗： + 5V(±10％) ≤ 500mA （自供電）
+12V(±10％) ≤ 250mA  (外供電)

2.7 使用環境要求：工作溫度：10℃～40℃
                  相對濕度： 40％～80％
                  存貯溫度：-55℃～+85℃

2.8尺寸：
   裸板尺寸：      長×寬＝162.9.0mm×102.6mm
   外形(模具)尺寸：長×寬×厚  =190mm×109mm×36mm

3. 工作原理
  USB7333 高速模入接口模塊主要由高速多路模擬開關選通電路、高速高精度放大電路、高速模數轉換電路、先進先出(FIFO)緩沖存儲器電路、數模轉換電路、數字量輸入輸出電路，定時/計數器電路和接口控制邏輯電路、供電電路等部分組成。

3.1 模入部分
3.1.1 高速多路模擬開關選通電路
本電路由2片ADG508（或同類產品）及跨接選擇器JP9組成，用以從16路單端信號或8路雙端信號中選擇其中一路，送入后端的放大器電路處理。

3.1.2 高速高精度、差分、可編程增益放大器電路
    本電路由1片高速高精度放大器PGA202/3組成，用以對通道開關選中的模擬信號進行變換處理，以提供模數轉換電路所需要的信號。

3.1.3 高速模數轉換電路
    本電路由高速模數轉換芯片ADS774及調整電位器W1、W2、和W3組成，用以將模擬信號轉換為數字信號。W1用于雙極性偏移調整，W2用于滿量程增益調整，W3用于零點調整。

3.1.4 先進先出（FIFO）緩沖存儲器電路
本電路用于將A/D轉換的數據結果及通道代碼進行緩沖存儲。并相應的給出“空”，“半滿”和“全滿”的標志信號。用戶在使用過程中可以隨時根據這些標志信號的狀態以單次或批量的方式讀出A/D轉換的結果。

3.2 模出部分
模擬量輸出部分由D/A 轉換器件DAC7625和有關的基準源、運放、調零調滿電位器、阻容件和跨接選擇器組成。依靠改變跨接套的連接方式，可分別選擇不同的輸出量程。
D/A部分具有加電自動清零功能，當模塊加電時，本模塊將自動關閉D/A部分的基準源使D/A輸出為最低。只有當用戶對D/A進行寫操作時，本模塊才打開基準源使D/A輸出一個需要的信號。

3.3 開關量輸入輸出電路：
本模塊還提供了32路的開關量輸入輸出信號通道。使用中需注意對這些信號的要求應嚴格符合TTL 電平規范。數字I／O部分由1片HC245和3片8255可編程并行接口芯片組成。 8255的PA、PB、PC 三組輸入／輸出信號線通過J2 接頭與外設相連，其輸入／輸出狀態由用戶根據需要用程序設置。

3.4 8255可編程并行接口芯片簡介
    8255可編程并行接口芯片有三個輸入輸出端口，即A口、B口和C口，對應于引腳PA7～PA0、PB7～PB0和PC7～PC0。其內部還有一個控制寄存器，即控制口。通常A口、B口作為輸入輸出的數據端口。C口作為控制或狀態信息的端口，它在方式字的控制下，可以分成4位的端口，每個端口包含一個4位鎖存器。它們分別與端口A／Ｂ配合使用，可以用作控制信號輸出或作為狀態信號輸入。
    8255可編程并行接口芯片方式控制字格式說明:
8255有兩種控制命令字；一個是方式選擇控制字；另一個是C口按位置位／復位控制字。其中C口按位置位／復位控制字方式使用較為繁難，說明也較冗長，故在此不作敘述，需要時用戶可自行查找有關資料。

方式控制字格式說明如下：

D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0

    D7：設定工作方式標志，1有效。
    D6、D5：A口方式選擇
            0 0 —方式0
            0 1 —方式1
            1 ×—方式2
    D4：A口功能       （1=輸入，0=輸出）
    D3：C口高4位功能 （1=輸入，0=輸出）
    D2：B口方式選擇   （0=方式0，1=方式1）
    D1：B口功能       （1=輸入，0=輸出）
D0：C口低4位功能 （1=輸入，0=輸出）

    8255可編程并行接口芯片工作方式說明:
    方式0：基本輸入／輸出方式。適用于三個端口中的任何一個。每一個端口都可以用作輸入或輸出。輸出可被鎖存，輸入不能鎖存。
    方式1：選通輸入／輸出方式。這時A口或B口的8位外設線用作輸入或輸出，C口的4條線中三條用作數據傳輸的聯絡信號和中斷請求信號。
    方式2 ：雙向總線方式。只有A口具備雙向總線方式，8位外設線用作輸入或輸出，此時C口的5條線用作通訊聯絡信號和中斷請求信號。

3.5 計數/定時器部分
計數/定時器電路由一片可編程定時/計數器8254芯片和基準時鐘電路以及有關的跨接選擇器組成。可為用戶提供3個16位字長的計數/定時通道和1MHz、占空比為50％的基準時鐘，用戶可外接使用三路計數/定時通道。
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