USB-DMP20A使用手冊采集卡

1、USB-DMP20AUSB-DMP20A 使 用 手 冊¨ USB1.1兼容USB2.0總線AD數(shù)據(jù)采集控制模塊¨ 路單端路雙端1位高分辨率 AD¨ 內(nèi)置高增益程控放大器，最高量程達(dá)0-20mV¨ 一路12位DA¨ 二路激勵恒流源輸出¨ 開關(guān)量：1路DI/1路DO¨ 二路位計數(shù)器¨ 程控所有硬件設(shè)置，免跳線Sdjn3k濟(jì)南三科2009/5 V1.62 Sdjn3k濟(jì)南三科USB-DMP20A注意：請在開始使用模塊前仔細(xì)閱讀本使用手冊檢查打開包裝請查驗(yàn)如下：² USB-DMP20A數(shù)據(jù)采集模塊²

2、光盤。² USB電纜。² DB25插頭， 2Pin排線插頭。安裝將模塊電纜插入主機(jī)的任何一個USB插槽中并將外部的輸入、輸出線連好。如果主機(jī)有多套USB模塊，請每次只安裝一個模塊。軟件啟動安裝請察看第3章說明。保修本產(chǎn)品自售出之日起一年內(nèi)，用戶遵守儲存、運(yùn)輸和使用要求，而產(chǎn)品質(zhì)量不合要求，憑保修單免費(fèi)維修。因違反操作規(guī)定和要求而造成損壞的，需繳納器件費(fèi)和維修費(fèi)及相應(yīng)的運(yùn)輸費(fèi)用，如果板卡有明顯燒毀、燒糊情況原則上不予維修。如果板卡開箱測試有問題，可以免費(fèi)維修（限購買模塊10天內(nèi)）。目錄一、模塊說明u USB-DMP20A模塊簡介u 主要特點(diǎn)及性能二、原理u 簡介u 模擬輸入及

3、數(shù)據(jù)計算、 模塊輸入、 轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)的計算 u 部分原理及數(shù)據(jù)計算u 開關(guān)量輸入輸出部分的原理u 計數(shù)器u 激勵恒流源部分的原理及使用三、安裝與連接u 安裝u 信號連接注意事項(xiàng)u 連接器插座的定義、的定義、的定義、電源插口、插座u 常用信號的連接與處理四、軟件u 軟件的安裝及說明u 操作函數(shù)說明、設(shè)備操作函數(shù)、操作函數(shù)、操作函數(shù)、開關(guān)量輸入輸出操作函數(shù)、計數(shù)器操作函數(shù)、激勵恒流源操作函數(shù)u 應(yīng)用程序編程說明五、附錄u USB-DMP20A模塊示意圖30 Sdjn3k濟(jì)南三科USB-DMP20A 說明一、USB-DMP20A說明USB-DMP20A模塊簡介USB-DMP20A是一款全速USB1.1兼

4、容USB2.0總線16位高靈敏度、高分辨率數(shù)據(jù)采集模塊，具有路單端路差分模擬輸入,檔程控增益放大，全部工作在軟件設(shè)置模式、一路12位DA輸出、開關(guān)量1路輸入/1路輸出、二路位計數(shù)器，二路恒流源（200uA）輸出，可直接驅(qū)動電阻溫度傳感器。采用USB總線，支持即插即用。USB-DMP20A的所有功能設(shè)置都可以通過軟件控制，不需要硬件跳線。主要特點(diǎn) 、性能：AD部分n 8路單端路差分輸入。輸入電壓：±20mV(0-20mV)/ ±40mV(0-40mV)/ ±80mV(0-80mV)/ ±160mV(0-160mV)/ ±320mV(0-320mV

5、)/ ±640mV(0-640mV)/ ±1.28V(0-1.28V)/ 2.56V(0-2.56V)/，共檔，軟件程控。n AD轉(zhuǎn)換器：16位AD。n 通道輸入阻抗：1兆歐姆。n 輸入插座：DB25電纜插座(J1)。n 系統(tǒng)精度：±10uV(±0.5% LSB)。n 分辨率：16位。n 噪音（峰值）：1uV(20mV輸入檔)3.6uV(2.5V輸入檔) .n 輸入耐電壓：-0.3VVc。(模擬輸入電壓不得高于工作電壓，否則有燒毀模塊的危險)DA部分n 一路12位DA轉(zhuǎn)換器，DB25電纜插座輸出(J1)。n 輸出電壓：0-2.5V。n 輸出驅(qū)動電流：5m

6、A.n 分辨率12位。n 輸出電壓精度：± 1%FSn 輸出最大失調(diào)電壓：±50mVn 輸出電壓建立時間：小于100微秒。開關(guān)量輸入輸出n 1路輸入通道，性能：1. 輸入電壓：TTL電平。2. 高電平：大于2伏。3. 低電平：小于0.8伏。4. 輸入電壓范圍：0-5伏n 1路輸出通道，性能：1. 輸出電壓： TTL電平。2. 高電平：大于2.5伏。3. 低電平：小于0.5伏。4. 最大輸出電流：2毫安/路。n 開關(guān)量輸出上電自動清零。n 插座：腳扁平電纜插座計數(shù)器位加法計數(shù)器，上升邊沿有效。參數(shù)：² 最大輸入頻率1MHz² 輸入電壓：0-5伏²

7、 門限電壓與開關(guān)量輸入相同恒流源輸出 二路激勵恒流源輸出。可激勵驅(qū)動電阻溫度傳感器等純電阻型傳感器。輸出電流：200uA(微安)輸出精度：±1% (25)溫度飄移：20 ppm/軟件支持：1. 操作系統(tǒng)支持winXP2. 開發(fā)包：驅(qū)動程序、DLL庫函數(shù)3. 例程：MFC、V、VB、LabVIEW、Delphi4. 測試程序硬件n 總線：全速USB1.1兼容USB2.0總線標(biāo)準(zhǔn)。n 工作電流：<500mA。n 電源：USB電纜供電，可以選擇外部電源供電。n 外部電源輸入電壓：5伏，±5%。n 模塊尺寸：10.8cm x 7cm x 2.6cmUSB-DMP20A 原理二

8、、原理說明n 模擬輸入DMP20A模擬輸入為8路單端（通道1-8）,4路差分(通道1-2 ,3-4, 5-6,7-8)輸入。AD輸入有8檔量程，由軟件控制（詳細(xì)見編程部分說明，分別對應(yīng)增益選擇：0-7）。輸入范圍：單端：0-20mV,0-40mV,0-80mV,0-160mV,0-320mV,0-640mV,0-1.25V,0-2.56V差分：±20mV, ±40mV, ±80mV, ±160mV, ±±320mV, ±640mV, ±1.25V, ±2.56V注：單端輸入每個模擬量輸入對應(yīng)一個通道，差分

9、輸入每對差分的正負(fù)輸入分別對應(yīng)一個通道，即AIN1為差分輸入的正極輸入端，AIN2為差分輸入的負(fù)極輸入端，以此類推。 DMP20A的差分輸入為單極性差分輸入，負(fù)輸入是：正極輸入端相對負(fù)極輸入端為“負(fù)”，而不是相對“地”為負(fù)。例如：正極輸入端為1.5V，負(fù)極輸入端為2.5V，即：1.5-2.5=-1V。但正、負(fù)二輸入端均不可輸入對“地”為負(fù)的電壓。n AD轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)格式與計算16位轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)范圍為0-65535，對應(yīng)電壓計算：設(shè)：data為16位轉(zhuǎn)換結(jié)果。Scope為所選擇增益檔的最大輸入范圍值(量綱為mV)。單端輸入轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)計算公式為：電壓mVdata * scopemV/65535例如：0-20

10、mV檔：電壓mV=data * 20mV/65535 在該檔每個數(shù)字量為0.0003051mV,也就是說理論上DMP20A模塊的最高分辨率為0.0003051mV。例如：0-2.5V檔：電壓mV=data * 2500mV/65535 差分輸入轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)計算公式為：電壓mV(data-32767) * scopemV/32767例如：±20mV檔：電壓mV=(data-32767) * 20mV/32767 差分輸入時，差模電壓零伏對應(yīng)的數(shù)字量data為32767，小于32767的為負(fù)電壓。其它各檔，以此類推。DA部分的原理DMP20A模塊提供1路12位DA，輸出0-2.5伏，由軟件控

11、制。DA輸出上電輸出狀態(tài)為“0”。設(shè)置數(shù)據(jù)有效范圍：0-4095，對應(yīng)輸出電壓與設(shè)置數(shù)據(jù)的計算：設(shè)：data為12位DA設(shè)置數(shù)據(jù)輸出電壓=(data)*2500/4095 (mV)注：DMP20A模塊的DA輸出只適應(yīng)控制靜態(tài)或準(zhǔn)靜態(tài)對象，不適合輸出波形。因?yàn)樵趙indows環(huán)境下用戶無法精確定時。開關(guān)量部分的原理：DMP20A模塊開關(guān)量為12路輸入及12路輸出接口. 所有的輸出口在上電初始時為“0”或低電平。輸入接口為浮空狀態(tài)，如果沒有外部輸入，讀入數(shù)據(jù)不確定。輸入或輸出的16位數(shù)據(jù)的低12位（D15-D0）有效，分別對應(yīng)輸入或輸出通道11-0號 (即0號通道為最低位) 。DMP20A模塊開關(guān)

12、量為5伏TTL電平，輸入可以承受5伏電壓，但必須有限流。輸出高于2.8伏（5伏TTL邏輯通常大于2.3伏，就認(rèn)為為邏輯1）。計數(shù)器DMP20A模塊具有路16位加法計數(shù)器，計數(shù)器輸入為上升邊沿觸發(fā).用戶啟動計數(shù)器后，計數(shù)器開始工作，每一個上升脈沖邊沿使計數(shù)器進(jìn)行“+1”操作。激勵恒流源DMP20A模塊具有路激勵恒流源輸出，可用來驅(qū)動電阻溫度傳感器等純電阻類傳感器。這可以免去使用變送器代來的成本及麻煩，并可提高系統(tǒng)可靠性及測量精度。其應(yīng)用原理圖如下：也可以使用下圖用法：在使用時因測量溫度的范圍及所選溫度電阻(應(yīng)盡量使用Pt1000)不同，注意選擇適當(dāng)?shù)妮斎肓砍虣n位。 RTD：電阻溫度傳感器，如：P

13、t100.注意：在DMP20A模塊內(nèi)部，二路恒流源與模擬輸入的AIN7、AIN8共用通道，因此，在啟用恒流源IC1的同時，AIN7就不得再使用，在啟用恒流源IC2的同時，AIN8就不得再使用，應(yīng)分別將其浮空。DMP20A模塊內(nèi)置有二路對外開放的集成運(yùn)算放大器和。 USB-DMP20A 安裝與連接三、安裝與連接安裝關(guān)于USB用戶的計算機(jī)必須支持USB接口，DMP20A模塊支持全速USB1.1兼容USB2.0總線接口標(biāo)準(zhǔn).一些品牌的筆記本計算機(jī)的供電能力有限，如果DMP20A模塊因此不能正常工作，請額外配備+5伏電源（注意外部供電電壓為5伏±5%），電源要求必須是穩(wěn)壓電源，輸出電流大于5

14、00毫安。用戶在應(yīng)用時請盡量采用隨機(jī)配備的原裝電纜。如果需要單獨(dú)配備電纜，要選擇粗的電纜以滿足供電要求。模塊的安裝 在第一次使用本模塊設(shè)備時，需安裝系統(tǒng)軟件，包括驅(qū)動程序、動態(tài)鏈接庫DLL，模塊設(shè)備的安裝，請詳見軟件章節(jié)的驅(qū)動安裝或產(chǎn)品所附光盤下的“設(shè)備安裝說明”。信號連接注意事項(xiàng)n 模擬輸入：1. 輸入連接電纜必須用屏蔽電纜，電纜的屏蔽外層最好只在一端連接到地線上。2. 模擬信號的地線應(yīng)該連接到前端的模擬輸出的地線上3. 差分輸入時，用戶必須將DMP20A的地線連接到前端信號輸出的地線上，如果有多個前端輸出，可以在每一個輸出的地線與DMP20A的地線之間串聯(lián)一個1K-10K歐姆的電阻，防止地

15、線之間的電流串?dāng)_干擾采集精度。4. 如果前端信號干擾較大，如電力信號采集應(yīng)用時，最好將PC機(jī)的外殼與前端的地線單獨(dú)連接。這樣可以避免干擾、高壓燒毀DMP20A。5. 對于高精度采樣，要求前端設(shè)備輸出有盡量低的輸出阻抗及電流驅(qū)動能力。n 模擬輸出：1. 輸出不得對外部電源及地線短路。2. 輸出的電容負(fù)載能力有限(<5mA)，注意不能驅(qū)動大的電容負(fù)載，否則會引起輸出不穩(wěn)定。如果需要驅(qū)動電容、電感負(fù)載，應(yīng)該在輸出與被驅(qū)動設(shè)備間加入一個100-500歐姆的電阻。n 開關(guān)量：1. 開關(guān)量輸入電平不能低于-0.3V 或高于+5V。2. 輸出不得對地線、電源短路。3. 輸出如果需要驅(qū)動大功率設(shè)備，或?yàn)?/p>

16、防止干擾應(yīng)該選用適當(dāng)?shù)亩俗影?，提升?fù)載能力并將輸出與設(shè)備隔離。連接器插座定義DMP20A模塊有二個連接器：J1-DB25 25腳、J2-DIP26 26腳。l J1:對應(yīng)8路模擬輸入、DA輸出、計數(shù)器輸入、激勵恒流源IC1和IC2、內(nèi)置的集成運(yùn)算放大器A1和A2。l J2:對應(yīng)12路DI、12路DO開關(guān)量及一組電源。注意：電源的負(fù)載不能太大（一般小于100mA）.J1定義：說明：q AIN1-AIN8對應(yīng)8路單端輸入、4路差分輸入,如下圖。GND為單、雙端輸入共同地端。q GND也為模擬輸出（DA）、恒流源IC1、IC2及計數(shù)器TO1、TO2的地線。q A1-、A1+、A1OUT分別為內(nèi)置運(yùn)放

17、A1的負(fù)極輸入端、正極輸入端和輸出端，A2-、A2+、A2OUT分別為內(nèi)置運(yùn)放A2的負(fù)極輸入端、正極輸入端和輸出端。q 在連接電纜電線時，請注意插頭上標(biāo)有對應(yīng)的腳位號碼標(biāo)號。J2定義：說明：q DI0-DI11對應(yīng)開關(guān)量輸入通道0-11號。q DO0-DO11對應(yīng)開關(guān)量輸出0-11號。q 一組電源輸出，用來提供隔離輸入輸出時的模塊端電源。因負(fù)載能力（小于100mA）及抗干擾，不得提供給被隔離的設(shè)備端使用。l 電源插座：輸入電源電壓+5伏，范圍±5%，電流：大于500毫安。插座極性如下： 地線 +5伏注意：在使用適配電源時，一定要確認(rèn)電壓及極性無誤時方可通電使用，以避免燒毀模塊。l 插

18、座插座為型插座，是連接計算機(jī)的通訊及由計算機(jī)供電的接口。當(dāng)它通過連線連接到計算機(jī)并得到計算機(jī)供電時，或使用適配電源時，電源指示燈將點(diǎn)亮。當(dāng)與計算機(jī)通訊并被計算機(jī)正確枚舉后指示燈將點(diǎn)亮，在與計算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信中，該指示燈將閃爍。配套端子板DMP20A模塊可以根據(jù)不同需要配接端子板，可與供應(yīng)商聯(lián)系訂制。常用信號的連接、處理。n DA輸出驅(qū)動感性負(fù)載n 利用開關(guān)量輸出驅(qū)動繼電器n 光電隔離輸入注意：隔離與被隔離端不能同電源、同地。（注意圖中的二個電源符和接地符是不同的） USB-DMP20A 軟件四、軟件本章介紹驅(qū)動的安裝、動態(tài)鏈接庫函數(shù)使用方法以及針對DMP20A模塊的軟件開發(fā)指導(dǎo)。請用戶在編程前

19、，仔細(xì)閱讀本手冊，了解相關(guān)信息。由于軟件可能不斷更新，請用戶察看光盤中的提示。測試軟件及其他軟件的說明見光盤目錄：USBDMP20A軟件安裝與說明軟件說明DMP20A模塊附帶光盤中，提供如下內(nèi)容：1. 說明書。2. 驅(qū)動程序，支持winXP操作系統(tǒng)。3. Visaul C+、MFC、VB、Delphi編程實(shí)例。4. DMP20A模塊測試程序。注：由于win98、winNT微軟已經(jīng)不提供支持，不建議使用。DMP20A模塊的驅(qū)動不支持winNT。¨ 在光盤的驅(qū)動程序（DRIVER）目錄中包含：DMP20A.inf、DMP20A.sys 、DMP20A.dll等文件。² DMP2

20、0A.inf 驅(qū)動安裝文件。² DMP20A.sys 驅(qū)動程序。² DMP20A.dll 動態(tài)鏈接庫。² 編程需要的 (DMP20Adll.h 、DMP20Adll-A.h)頭文件。¨ 在光盤的編程例程目錄中包含：² VC的編程例程² VB的編程例程² LabVIEW的編程例程² Delphi的編程例程¨ DMP20A.exe：測試程序。驅(qū)動安裝安裝方法：1. 將DMP20A模塊連線插入一個USB插槽，如果有多個DMP20A模塊，請每一次安裝一個DMP20A模塊。第一次安裝的模塊的設(shè)備號為“0”，第二次安

21、裝的模塊的設(shè)備號為“1”，依次類推。2. Windows將會顯示找到新硬件，可按找到新硬件向?qū)нM(jìn)行下一步3. 選擇搜索適用我的設(shè)備的驅(qū)動程序，下一步；4. 選擇驅(qū)動所在目錄，進(jìn)行安裝。（目錄：光盤所在盤符DMP系列DMP20A驅(qū)動程序）5. 按找到新硬件向?qū)У奶崾具M(jìn)行下一步；6. Windows將顯示完成添加/刪除硬件向?qū)?，單擊完成即可完成安裝過程。7. 完成后如果安裝第二個DMP20A模塊，插入第二塊DMP20A模塊，重復(fù)上述安裝過程。安裝后，程序自動將DMP20A.dll動態(tài)鏈接庫程序拷貝到windows系統(tǒng)的system32目錄中，用戶用也可以自己將DLL拷貝到當(dāng)前工作目錄中。驅(qū)動安裝完

22、畢后在控制面板系統(tǒng)設(shè)備管理中的USB項(xiàng)目下可以找到DMP20A模塊。驅(qū)動安裝詳細(xì)過程也可參見產(chǎn)品所附光盤下的“設(shè)備安裝說明”。1. 如果需要更新設(shè)備驅(qū)動，請在硬件設(shè)備管理目錄下選擇DMP20A按鼠標(biāo)右鍵選擇屬性 選擇驅(qū)動程序 選擇重新安裝驅(qū)動程序。2. 當(dāng)例程從CD-ROM復(fù)制到硬盤時，屬性仍將保持為只讀屬性 ，這將影響用戶調(diào)試程序。請將屬性改為文檔屬性，這樣就可以進(jìn)行正常的編譯、調(diào)試工作了。接口函數(shù)說明本卡以DLL-動態(tài)鏈接庫的方式封裝了用戶在winXP環(huán)境下編程需要的函數(shù)。動態(tài)鏈接庫可以被windows環(huán)境下的多數(shù)編程語言調(diào)用，用戶只要正確使用調(diào)用格式就能正確調(diào)用函數(shù)。本手冊提供了VC、V

23、B、LabVIEW的調(diào)用例子，有關(guān)其他語言調(diào)用的方法，用戶可以參考光盤所附例程及其他書籍或直接在網(wǎng)上查找。設(shè)備操作函數(shù)q 打開一個DMP20A模塊設(shè)備函數(shù)：HANDLE OpenDevice(unsigned char)參數(shù)：² unsigned char型參數(shù)：入口參數(shù)，DMP20A模塊設(shè)備號，=0、1、2.，表示第一個、第二個DMP20A模塊。設(shè)備號的定義參考驅(qū)動安裝部分。² 函數(shù)返回值：DMP20A模塊的操作句柄。注：VC中如果句柄不等于INVALID_HANDLE_VALUE，表示正確。q 關(guān)閉一個DMP20A模塊設(shè)備函數(shù)：long CloseDevice(HAND

24、LE hDevice)功能：關(guān)閉以hDevice打開的DMP20A。參數(shù)：² hDevice：入口參數(shù)，DMP20A模塊的操作句柄。² 函數(shù)返回數(shù)值：成功 / ：失敗。AD操作函數(shù)q Read_Ad ()功能：對一個通道進(jìn)行采樣，并返回返回轉(zhuǎn)換結(jié)果。函數(shù)：long Read_Ad ( HANDLE hDevice, UCHAR ch, UCHAR gain，UCHAR sidi )參數(shù)：² hDevice：入口參數(shù)，卡的操作句柄。² ch：入口參數(shù)，單端18，差分1114設(shè)置采樣的通道號碼。² gain：設(shè)置AD的輸入量程。單端輸入時，0-7分

25、別對應(yīng)選擇的單端輸入范圍為：0-20mV、0-40mV、0-80mV、 0-160m、0-320mV、0-640mV、 0-1.28V、 0-2.56V雙端輸入時0-7對應(yīng)選擇的雙端輸入范圍為：±20mV、±40mV、±80mV、 ±160m、±320mV、0-640mV、±1.28V、±2.56V² sidi：1設(shè)置輸入通道為路單端模式，0設(shè)置輸入通道為路差分輸入。² 函數(shù)返回：出口參數(shù)：小于0失敗，大于等于0時為AD轉(zhuǎn)換結(jié)果（0-65535）。DA操作函數(shù)DMP20A模塊在上電初始化時，輸出為。q S

26、et_Da（）功能：設(shè)置輸出數(shù)據(jù)。函數(shù)：unsigned char Set_Da (HANDLE hDevice, unsigned int Data)參數(shù)：² hDevice：人口參數(shù)，DMP20A模塊的操作句柄。² data：有效數(shù)值為0-4095，控制或設(shè)置的輸出電壓。² 返回：成功，:失敗開關(guān)量操作函數(shù)q Get_Di（）功能：讀入1位開關(guān)量輸入。函數(shù)：unsigned int Get_Di (HANDLE hDevice)參數(shù)：² hDevice：入口參數(shù)，DMP20A模塊的操作句柄。² 函數(shù)返回：出口參數(shù)，返回讀入的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)的低1

27、位有效（D11-D0）對應(yīng)輸入端口11-0號。q Set_Do()功能：設(shè)置12位開關(guān)量數(shù)據(jù)輸出。函數(shù)：unsigned int Set_Do (HANDLE hDevice,unsigned int DoData)參數(shù)：² hDevice：入口參數(shù)，DMP20A模塊的操作句柄。² DoData：入口參數(shù)，輸出的開關(guān)量數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)的低12位有效。12位數(shù)據(jù)（D11-D0）分別對應(yīng)端口的12個IO輸出口11-0號² 函數(shù)返回：出口參數(shù)，成功，:失敗。計數(shù)器操作函數(shù)q Set_Count（）功能：啟動（或關(guān)閉）計數(shù)器開始計數(shù)。函數(shù)：unsigned char Set_C

28、ount(HANDLE hDevice，unsigned charsw， unsigned charn)參數(shù)：² hDevice：入口參數(shù)，DMP20A模塊的操作句柄。² sw：啟動或關(guān)閉計數(shù)器，為啟動并開始計數(shù)，為關(guān)閉。² n：為，為，² 函數(shù)返回：成功，:失敗。q Read_Count()功能：讀出16位計數(shù)器數(shù)據(jù)。函數(shù)：unsigned int Read_Count(HANDLE hDevice)² hDevice：入口參數(shù)，DMP20A模塊的操作句柄。² 函數(shù)返回：出口參數(shù)，大于等于0：16位計數(shù)器數(shù)據(jù)。 -1錯誤。 設(shè)置激勵恒流源q Set_Ic ()功能：設(shè)置恒流源的開關(guān)。函數(shù)：unsigned char Set_Ic (HANDLE hDevice, unsigned char ic, unsigned char n)² hDevice：入口參數(shù)，DMP20A模塊的操作句