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01 关于本手册 本手册为阿尔泰科技推出的一款基于以太网的数据采集卡 NET2801 的用户手册, 其中包括快速 上手、功能概述、设备特性、AD 模拟量输入、数字量输入输出、产品保修、修改历史等.

文档版本:V6.04.11

02 目录 关于本手册.1

1 快速上手.5 1.1 产品包装内容.5 1.2 安装指导.5 1.2.1 注意事项.5 1.2.2 应用软件.5 1.2.3 软件安装指导.5 1.2.4 硬件安装指导.5 1.3 设备接口定义.5 1.4 板卡使用参数.5

2 功能概述.6 2.1 产品简介.6 2.2 性能描述.6 2.3 规格参数.6 2.3.1 产品概述.6 2.3.2 AD 模拟量输入

7 2.3.3 数据读取与存储.7 2.3.4 DI 数字量输入.8 2.3.5 DO 数字量输出

8 2.3.6 板卡功耗.8 2.3.7 其他规格参数.8

3 设备特性.9 3.1 板卡尺寸.9 3.2 主要元件布局图.9 3.2.1 信号输入输出连接器.10 3.2.2 电位器.10 3.2.3 跳线器.10 3.2.4 拨码开关.11 3.2.5 状态指示灯.11 3.3 接口定义.11

4 AD 模拟量输入

13 03 4.1 AD 功能框图.13 4.2 AD 校准.13 4.3 AD 数据格式及码值换算

14 4.3.1 AD 双极性模拟量输入的数据格式

14 4.3.2 AD 单极性模拟量输入的数据格式

14 4.4 AD 信号连接.15 4.4.1 浮接信号源.16 4.4.1.1 差分模式(DIFF)16 4.4.1.2 参考地单端模式(RSE)18 4.4.2 接地信号源.19 4.4.2.1 差分模式(DIFF)19 4.5 AD 数据采集注意事项

20 4.5.1 使用低阻抗信号源.20 4.5.2 使用高质量电缆.20 4.5.3 降低相邻通道间的电压差.20 4.5.4 在相邻信号通道间插入地信号.20 4.5.5 选择合适的采样速率.20 4.6 AD 数据存储顺序

21 4.6.1 单通道.21 4.6.2 多通道.21 4.7 AD 连续与分组采集功能

22 4.7.1 AD 连续采集功能

22 4.7.2 AD 分组采集功能

22 4.7.2.1 内时钟分组.23 4.8 AD 触发功能.23 4.8.1 AD 触发功能框图

23 4.8.2 AD 内触发功能

24 4.8.3 DTR 触发功能.24 4.8.3.1 DTR 触发连接方法.24 4.8.3.2 边沿触发功能.24

5 数字量输入输出.25 5.1 DI/DO 数字量输入输出功能框图.25 5.2 DI 数字量输入的连接方式.25 5.3 DO 数字量输出的连接方式

26 6 产品保修.27

04 6.1 保修.27 6.2 技术支持与服务.27 6.3 返修注意事项.27

7 修改历史.28 附录 A:各种标识、概念的命名约定.29

05 1 快速上手 本章主要介绍初次使用 NET2801 需要了解和掌握的知识,以及需要的相关准备工作,可以帮助 用户熟悉 NET2801 使用流程,快速上手. 1.1 产品包装内容 打开 NET2801 板卡包装后,用户将会发现如下物品: ? NET2801 板卡一个. ? 阿尔泰科技软件光盘一张,该光盘包括如下内容 : 1)、本公司所有产品软件安装包,用户可在 NET 文件夹下找到该产品软件安装包. 2)、用户手册(pdf 格式电子版文档) . 1.2 安装指导 1.2.1 注意事项 1)、先用手触摸机箱的金属部分来移除身体所附的静电,也可使用接地腕带. 2)、取卡时只能握住卡的边缘或金属托架,不要触碰电子元件,防止芯片受到静电的危害. 3)、检查板卡上是否有明显的外部损伤如元件松动或损坏等. 如果有明显损坏,请立即与销售 人员联系,切勿将损坏的板卡安装至系统. 1.2.2 应用软件 用户在使用 NET2801 时,可以根据实际需要安装相关的应用开发环境,例如 Microsoft Visual Studio、NI LabVIEW 等. 1.2.3 软件安装指导 在不同操作系统下安装 NET2801 的方法一致,在本公司提供的光盘中含有安装程序 Setup.exe, 用户双击此安装程序按界面提示即可完成安装. 1.2.4 硬件安装指导 本板卡无需安装驱动,只修改系统 Internet(TCP / IP)属性的网关与板卡网关一致即可. 1.3 设备接口定义 NET2801 相关接口信息可以参见本手册接口定义章节. 1.4 板卡使用参数 ? 工作温度范围:0℃ ~ 50℃ ? 存储温度范围:-20℃ ~ +70℃

06 2 功能概述 本章主要介绍 NET2801 的系统组成及基本特性,为用户整体了解 NET2801 的相关特性提供参 考. 2.1 产品简介 NET2801 是一款基于以太网的数据采集卡.该板卡提供

32 路单端、16 路差分模拟量输入,16 位ADC;

16 路数字量输入输出. NET2801 的主要应用场合为:电子产品质量检测、信号采集、过程控制、伺服控制. 2.2 性能描述 图2-2-1 NET2801 系统框图 NET2801 系统框图主要由 ADC 模块、数字触发功能模块、FPGA 控制模块等组成. ADC 模块可实现对

32 路单端信号或

16 对差分信号的采集.输入前端采用模拟开关进行输入通 道的切换, 核心采用一片

16 位ADC 转换芯片, 转换速率最高为 250KHz, 输入量程为±10V、 ±5V、 ±2.5V、0~10V、0~5V. DIO 数字量模块提供

16 路数字量输入输出. 2.3 规格参数 2.3.1 产品概述 产品型号 NET2801 产品系列 数据采集卡 总线类型 以太网 操作系统 XP、Win7 板卡尺寸 148.56mm(长) * 98.81mm(宽)

07 2.3.2 AD 模拟量输入 ADC 分辨率

16 位(Bit) 输入通道

32 通道(RSE) ;

16 通道(DIFF) 输入量程 ±10V、±5V、±2.5V、0~10V、0~5V 最高工作电压 ±12V 保护电压 ±25V 校准方式 手动校准 采样率(SampleRate) 31Hz~250KHz 采样方式 异步采样 耦合方式 直流耦合 触发模式 软件内触发、硬件外触发(后触发) 触发源 DTR 输入范围 标准 TTL 电平 触发方向 负向触发、正向触发、正负向触发 程控增益(GADn)

1、

2、

4、8 倍 输入阻抗 10MΩ 定长采集 将采集数据存入缓冲器中,采集指定长度后,通过以 太网线直接读取缓存内的数据 非线性误差 ±3LSB(最大) 系统测量精度 0.1% 2.3.3 数据读取与存储 通道切换方式 首末通道顺序切换 数据读取方式 非空和半满查询方式 存储器深度 8K 点FIFO 存储器标志 满、非空、半满

08 2.3.4 DI 数字量输入 通道数

16 路 电气标准 TTL 兼容 输入逻辑电平 高电平 最大 5V 最小 2V 低电平 最大 0.8V 最小 0V 最大输入范围 0V~5V 输入速率 10MHz 输入阻抗 1MΩ 2.3.5 DO 数字量输出 通道数

16 路 电气标准 TTL 兼容 上电输出 低电平 输出逻辑电平 高电平 最大 5V 最小 2.4V 低电平 最大 0.5V 最小 0V 单通道最大驱动电流 4mA 输出速率 10MHz 2.3.6 板卡功耗 功耗:2W 2.3.7 其他规格参数 板载时钟振荡器:10MHz

09 3 设备特性 本章主要介绍 NET2801 相关的设备特性,主要包括板卡尺寸图、主要元件布局图、接口定义, 为用户在使用 NET2801 过程中提供相关参考. 3.1 板卡尺寸 图3-1-1 NET2801 尺寸图 3.2 主要元件布局图 图3-2-1 NET2801 主要元件布局图

10 3.2.1 信号输入输出连接器 CN1:模拟量信号输入连接器 CN2:以太网接口 P1:开关量输入输出信号端口 以上连接器的详细说明请参考《接口定义》章节. 3.2.2 电位器 RP1:AD 模拟量信号输入零点调节 RP2:AD 模拟量信号输入满度调节 3.2.3 跳线器 JP

1、JP

2、JP3:AD模拟量信号输入量程选择 JP

4、JP6:AD模拟量信号输入单、双端选择 JP5:当1-2脚短接时,为板卡提供+3.3V供电 表3-2-1:AD 模拟量信号输入量程选择 量程选择 JP1 JP2 JP3 ±10V ±5V ±2.5V 0~10V 0~5V 表3-2-2:AD 模拟量信号输入单、双端选择 单双端选择 JP4 JP6 单端方式 双端方式

11 3.2.4 拨码开关 DID1:程序加载拨码开关,

3、4 始终拨向 ON. DID2:复位拨码开关,当NET2801 的网络配置等信息修改错误或者忘记上次修改值时,只需 在断电情况下,将ID0 位拨向 OFF 一端,即可在重新上电后将 NET2801 恢复为出厂默认设置.当ID0 位拨到 ON 一端,才能保存修改后的配置信息. 以下为 NET2801 出厂默认设置: IP 地址:192.168.2.80 子网掩码:255.255.255.

0 默认网关:192.168.2.1 3.2.5 状态指示灯 EF:FIFO 非空指示灯 HF:FIFO 半满指示灯 FF:FIFO 满指示灯 CPU_LED:CPU正常工作状态灯. 3.3 接口定义 图3-3-1 CN1的管脚定义

12 表3-3-1:CN1 的管脚功能概述 信号名称 管脚特性 管脚功能概述 AI0~AI31 Input AD模拟量输入、模拟触发信号输入 差分输入时:AI16~AI31作为AI+ 接入, AI0~AI15作为AI- 接入. DTR Input 数字触发信号输入,其参考地为DGND AGND GND 模拟信号地 DGND GND 数字信号地 图3-3-2 P1 的管脚定义 表3-3-2:P1 的管脚功能概述 信号名称 管脚特性 管脚功能概述 DI0~DI15 Input 数字量输入,其参考地为DGND DO0~DO15 Output 数字量输出,其参考地为DGND +5V PWR +5V电源 DGND GND 数字信号地

13 4 AD 模拟量输入 本章主要介绍 NET2801 AD 模拟量输入的相关性质,主要包括 AD 模拟量输入功能框图、AD 校准、信号连接、AD 采集、AD 触发等,为用户在使用 NET2801 过程中提供相关参考. 4.1 AD 功能框图 NET2801 的模拟输入部分主要由 AD 相关接口、输入选择、程控放大、低通滤波、模数转换、 AD 缓存、模拟触发等组成. 图4-1-1 AD 功能框图 I/O 连接器:输入端口,实现相关模拟输入信号的接入. 输入选择:模拟输入通道通过输入选择模块实现对外部模拟信号的接地方式. 程控放大:模拟输入信号需经程控放大模块进行放大或衰减,以确保模数转换的最高精度. 低通滤波:可有效降低高频噪声并减少频率混叠. 模数转换:将输入的模拟电压信号转换为数字信号,NET2801 使用

16 位的 ADC,可实现单通 道最高 250KHz 的采样率(使用 AD7665 时采样率为 500KHz). AD 缓存:FIFO 数据缓存器,确保模拟输入信号在采集过程中没有数据丢失.NET2801 可存储 8K 采样点. 触发:NET2801 支持软件触发、DTR 触发. 4.2 AD 校准 产品出厂时已经校准,只有当用户使用一段时间后,或者改变原来的量程设置时及用户认为需 要时才做校准.下面以± 10V量程为例,说明校准过程: (其他量程同理) 准备一块5位半精度以上数字电压表,安装好该产品,打开主机电源,预热15分钟. 1)零点校准:选模拟输入的任意一个通道,比如AI0通道,其他通道都接地,将AI0接0伏,在Windows下运行NET2801高级程序,选择0通道,调整RP1使AI0通道的采样值约等于0伏. 2)满度校准:选模拟输入的任意一个通道,比如AI0通道接正满度电压9999.69毫伏,其他通道 都接地,在Windows下运行NET2801高级程序,选择0通道,调整RP2使AI0通道的采样值接近后等于 9999.69毫伏.反复调整RP2直到满足为止.

14 4.3 AD 数据格式及码值换算 NET2801 的输入量程有±10V、±5V、±2.5V、0~10V、0........