USB7333 多功能數(shù)據(jù)采集模塊技術(shù)說(shuō)明書(shū)
1. 概述
USB7333多功能數(shù)據(jù)采集模塊適用于提供了USB 接口的PC系列微機(jī)，具有真正的熱插拔、即插即用（PnP）功能。其操作系統(tǒng)可選用目前流行的 Windows 系列、高穩(wěn)定性的Unix等多種操作系統(tǒng)以及專(zhuān)業(yè)數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)LabVIEW 等軟件環(huán)境。在硬件的安裝上非常簡(jiǎn)單，使用時(shí)只需將USB7333的USB接口插入計(jì)算機(jī)內(nèi)任何一個(gè)USB接口插座中，其模入、模出、I／O信號(hào)、脈沖輸入及脈沖輸出信號(hào)均由模塊上的雙排針插頭與外部信號(hào)源及設(shè)備連接。
對(duì)于模入部分，用戶(hù)可根據(jù)實(shí)際需要選擇單端或雙端輸入方式，其A/D 轉(zhuǎn)換啟動(dòng)方式可以選用程控頻率觸發(fā)、程控單步觸發(fā)、外部TTL信號(hào)觸發(fā)以及外部時(shí)鐘同步觸發(fā)等多種方式。A/D轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)結(jié)果通過(guò)先進(jìn)先出存儲(chǔ)器（FIFO）緩存后由USB總線(xiàn)讀出。
對(duì)于模出部分，用戶(hù)可根據(jù)控制對(duì)象的需要選擇不同的量程。
本模塊同時(shí)還備有數(shù)字量輸入和路數(shù)字量輸出接口，三路16位字長(zhǎng)的計(jì)數(shù)/定時(shí)器/測(cè)頻接口，以及1Mhz 的基準(zhǔn)時(shí)鐘。
USB7333多功能數(shù)據(jù)采集模塊分為A、B、C三種型號(hào):
USB7333A: 16路AD 16路DI 16路DO 3路計(jì)數(shù)
USB7333B: 16路AD 4路DA 16路DI 16路DO 3路計(jì)數(shù)
USB7333C: 16路AD 4路DA 8路DI 24路可編程IO 3路計(jì)數(shù)
2. 主要技術(shù)指標(biāo)
2.1 USB指標(biāo)
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(xié)議： USB1.1
2.2模入部分( 標(biāo)*為出廠標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)，下同 )
2.2.1輸入通道數(shù)：?jiǎn)味?6路 *；雙端8路
2.2.2 輸入信號(hào)范圍：0～10V*，±5V, ±10V
2.2.3 輸入阻抗：≥10MΩ
2.3.4 A／D轉(zhuǎn)換器件：ADS774
2.2.5 輸入通道選擇方式：?jiǎn)瓮ǖ莱绦蛑付?多通道自動(dòng)掃描
2.2.6 A/D轉(zhuǎn)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(dòng)方式：程控頻率觸發(fā)/程控單步觸發(fā)/外部TTL信號(hào)觸發(fā)/外部時(shí)鐘同步觸發(fā)
2.2.10 A／D轉(zhuǎn)換非線(xiàn)性誤差：±1LSB
2.2.11 FIFO存儲(chǔ)器容量：8K×16bit（全滿(mǎn)）/4K×16bit（半滿(mǎn)）
2.2.12 數(shù)據(jù)讀取識(shí)別方式：FIFO非空查詢(xún)/FIFO半滿(mǎn)查詢(xún)/ FIFO全滿(mǎn)查詢(xún)
2.2.13 系統(tǒng)綜合誤差：≤0.1％F.S
2.3 模出部分：
2.3.1 輸出通道數(shù)：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(zhuǎn)換器件：DAC7625
2.3.5 D/A轉(zhuǎn)換分辨率：12位
2.3.6 D/A轉(zhuǎn)換綜合建立時(shí)間：≤ 2μS
2.3.7 D/A轉(zhuǎn)換綜合誤差：≤ 0.1％ F.S
2.3.8 電壓輸出方式負(fù)載電流：≤ 5mA
2.4 開(kāi)關(guān)量部分
2.4.1 輸入路數(shù)：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(shù)：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(shí)/計(jì)數(shù)器/測(cè)頻/脈沖輸出部分：
2.5.1 16位字長(zhǎng)計(jì)數(shù)/定時(shí)器：3路
2.5.2 基準(zhǔn)時(shí)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(huán)境要求：工作溫度：10℃～40℃
相對(duì)濕度： 40％～80％
存貯溫度：-55℃～+85℃
2.8尺寸：
裸板尺寸： 長(zhǎng)×寬＝162.9.0mm×102.6mm
外形(模具)尺寸：長(zhǎng)×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(kāi)關(guān)選通電路、高速高精度放大電路、高速模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、先進(jìn)先出(FIFO)緩沖存儲(chǔ)器電路、數(shù)模轉(zhuǎn)換電路、數(shù)字量輸入輸出電路，定時(shí)/計(jì)數(shù)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(kāi)關(guān)選通電路
本電路由2片ADG508（或同類(lèi)產(chǎn)品）及跨接選擇器JP9組成，用以從16路單端信號(hào)或8路雙端信號(hào)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(duì)通道開(kāi)關(guān)選中的模擬信號(hào)進(jìn)行變換處理，以提供模數(shù)轉(zhuǎn)換電路所需要的信號(hào)。
3.1.3 高速模數(shù)轉(zhuǎn)換電路
本電路由高速模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片ADS774及調(diào)整電位器W1、W2、和W3組成，用以將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。W1用于雙極性偏移調(diào)整，W2用于滿(mǎn)量程增益調(diào)整，W3用于零點(diǎn)調(diào)整。
3.1.4 先進(jìn)先出（FIFO）緩沖存儲(chǔ)器電路
本電路用于將A/D轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)結(jié)果及通道代碼進(jìn)行緩沖存儲(chǔ)。并相應(yīng)的給出“空”，“半滿(mǎn)”和“全滿(mǎn)”的標(biāo)志信號(hào)。用戶(hù)在使用過(guò)程中可以隨時(shí)根據(jù)這些標(biāo)志信號(hào)的狀態(tài)以單次或批量的方式讀出A/D轉(zhuǎn)換的結(jié)果。
3.2 模出部分
模擬量輸出部分由D/A 轉(zhuǎn)換器件DAC7625和有關(guān)的基準(zhǔn)源、運(yùn)放、調(diào)零調(diào)滿(mǎn)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(dòng)清零功能，當(dāng)模塊加電時(shí)，本模塊將自動(dòng)關(guān)閉D/A部分的基準(zhǔn)源使D/A輸出為最低。只有當(dāng)用戶(hù)對(duì)D/A進(jìn)行寫(xiě)操作時(shí)，本模塊才打開(kāi)基準(zhǔn)源使D/A輸出一個(gè)需要的信號(hào)。
3.3 開(kāi)關(guān)量輸入輸出電路：
本模塊還提供了32路的開(kāi)關(guān)量輸入輸出信號(hào)通道。使用中需注意對(duì)這些信號(hào)的要求應(yīng)嚴(yán)格符合TTL 電平規(guī)范。數(shù)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(hào)線(xiàn)通過(guò)J2 接頭與外設(shè)相連，其輸入／輸出狀態(tài)由用戶(hù)根據(jù)需要用程序設(shè)置。
3.4 8255可編程并行接口芯片簡(jiǎn)介
8255可編程并行接口芯片有三個(gè)輸入輸出端口，即A口、B口和C口，對(duì)應(yīng)于引腳PA7～PA0、PB7～PB0和PC7～PC0。其內(nèi)部還有一個(gè)控制寄存器，即控制口。通常A口、B口作為輸入輸出的數(shù)據(jù)端口。C口作為控制或狀態(tài)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(gè)端口包含一個(gè)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(hào)輸出或作為狀態(tài)信號(hào)輸入。
8255可編程并行接口芯片方式控制字格式說(shuō)明:
8255有兩種控制命令字；一個(gè)是方式選擇控制字；另一個(gè)是C口按位置位／復(fù)位控制字。其中C口按位置位／復(fù)位控制字方式使用較為繁難，說(shuō)明也較冗長(zhǎng)，故在此不作敘述，需要時(shí)用戶(hù)可自行查找有關(guān)資料。
方式控制字格式說(shuō)明如下：
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
D7：設(shè)定工作方式標(biāo)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(shuō)明:
方式0：基本輸入／輸出方式。適用于三個(gè)端口中的任何一個(gè)。每一個(gè)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(shí)A口或B口的8位外設(shè)線(xiàn)用作輸入或輸出，C口的4條線(xiàn)中三條用作數(shù)據(jù)傳輸?shù)穆?lián)絡(luò)信號(hào)和中斷請(qǐng)求信號(hào)。
方式2 ：雙向總線(xiàn)方式。只有A口具備雙向總線(xiàn)方式，8位外設(shè)線(xiàn)用作輸入或輸出，此時(shí)C口的5條線(xiàn)用作通訊聯(lián)絡(luò)信號(hào)和中斷請(qǐng)求信號(hào)。
3.5 計(jì)數(shù)/定時(shí)器部分
計(jì)數(shù)/定時(shí)器電路由一片可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器8254芯片和基準(zhǔn)時(shí)鐘電路以及有關(guān)的跨接選擇器組成?？蔀橛脩?hù)提供3個(gè)16位字長(zhǎng)的計(jì)數(shù)/定時(shí)通道和1MHz、占空比為50％的基準(zhǔn)時(shí)鐘，用戶(hù)可外接使用三路計(jì)數(shù)/定時(shí)通道。
聯(lián)系人：高工
聯(lián)系電話(huà)：02431378303 13889272563
QQ：1427106063
