USB7325 USB7325高速光电隔离型模入数据采集模块技术说明书 1.概述 USB7325光电隔离型模入数据采集模块适用于提供了USB接口的PC系列微机，具有真正的热插拔、 即插即用(PnP)功能。其操作系统可选用目前流行的Windows系列、高稳定性的Unix等多种操作系统 以及专业数据采集分析系统LabVIEW等软件环境。在硬件的安装上非常简单，使用时只需将USB7325的 USB接口插入计算机内任何一个SB接口插座中，其模入、I/0信号、脉冲输入及脉冲输出信号均由模块 上的双排针插头与外部信号源及设备连接。 模入部分，用户可根据实际需要选择单端或双端输入方式，其A/D转换启动方式可以选用程控触发、 外部触发两种方式。A/D转换后的数据结果通过先进先出存储器(FIFO)缓存后由USB总线读出。本模块 的模入部分可以直接与我公司研制的PS-O10B/PS-O11B等前端信号处理板配套使用，方便地对热电偶、 热电阻的微弱信号进行放大，进行温度采集。每块SB7325多功能模入接口卡最多可以连接16块PS-010B/ PS-011B等前端信号处理板，即256路模拟信号输入。 开关量部分，本模块有16路TTL电平的数字量输入和16路数字量输出接口。 计数部分，本模块有3路16位字长的计数/定时器，以及1Mhz的基准时钟。用户可根据需要时使用 计数、定时、测频、脉冲输出等功能。 2.主要技术指标 2.1USB指标： 2.1.1处理器及USB接口芯片：CY7C68013 2.1.2通讯方式： USB接口 2.1.3通讯距离： 小于5米 2.1.4通讯协议： USB2.0 2.2模入部分（标*为出厂标准状态，下同）： 2.2.1输入通道数：单端16路*：双端8路 2.2.2输入信号范围：0~4V,0~5V,0~10V*,±3V,±5V,±10V 2.2.3输入阻抗：≥10M2 2.2.4输入通道选择方式：单通道程序指定/多通道自动扫描 2.2.5A/D转换分辨率：A型12位：B型16位 2.2.6A/D转换器件：ADS7808(A型12位)：ADS7809(A型16位) 2.2.7A/D芯片转换时间：4μS 2.2.8系统最高采集速率：250KHz/S(所有通道总和) 2.2.9A/D采样程控频率：1KHz/5KHz/10KHz/25Kz/50KHz/100KHz/200Kz/250KHz 2.2.10A/D启动方式：程控触发/外部触发 2.2.11A/D转换输出码制：单极性原码 2.2.12FIF0存储器容量：8K×16bit(全满)/4K×16bit(半满) 2.2.13通道切换时间：（模拟开关导通时间+放大器建立时间）≤5μS 2.2.14A/D转换非线性误差：±1LSB(A型)，±2LSB(B型)， 2.3开关量部分 2.3.1输入路数：16路TTL电平 2.3.2输出路数：16路TTL电平 2.4定时/计数器/测频/脉冲输出部分： 2.4.116位字长计数/定时器：3路 2.4.2基准时钟：1Mz,占空比50% 2.5电源功耗：+5V(±10%)≤500mA(自供电，不建议长期使用) +12V(±10%)≤400mA(外供电) +24V(±10%)≤200mA (外供电) -1-
USB7325 - 1 - USB7325 高速光电隔离型模入数据采集模块技术说明书 1. 概述 USB7325 光电隔离型模入数据采集模块适用于提供了 USB 接口的 PC 系列微机，具有真正的热插拔、 即插即用（PnP）功能。其操作系统可选用目前流行的 Windows 系列、高稳定性的 Unix 等多种操作系统 以及专业数据采集分析系统 LabVIEW 等软件环境。在硬件的安装上非常简单，使用时只需将 USB7325 的 USB 接口插入计算机内任何一个 USB 接口插座中，其模入、I／O 信号、脉冲输入及脉冲输出信号均由模块 上的双排针插头与外部信号源及设备连接。 模入部分，用户可根据实际需要选择单端或双端输入方式，其 A/D 转换启动方式可以选用程控触发、 外部触发两种方式。A/D 转换后的数据结果通过先进先出存储器（FIFO）缓存后由 USB 总线读出。本模块 的模入部分可以直接与我公司研制的 PS-010B/ PS-011B 等前端信号处理板配套使用，方便地对热电偶、 热电阻的微弱信号进行放大，进行温度采集。每块 USB7325 多功能模入接口卡最多可以连接 16 块 PS-010B/ PS-011B 等前端信号处理板，即 256 路模拟信号输入。 开关量部分，本模块有 16 路 TTL 电平的数字量输入和 16 路数字量输出接口。 计数部分，本模块有 3 路 16 位字长的计数/定时器，以及 1Mhz 的基准时钟。用户可根据需要时使用 计数、定时、测频、脉冲输出等功能。 2. 主要技术指标 2.1 USB 指标： 2.1.1 处理器及 USB 接口芯片： CY7C68013 2.1.2 通讯方式： USB 接口 2.1.3 通讯距离： 小于 5 米 2.1.4 通讯协议： USB2.0 2.2 模入部分( 标*为出厂标准状态，下同 ): 2.2.1 输入通道数：单端 16 路 *；双端 8 路 2.2.2 输入信号范围：0～4V，0～5V,0～10V*,±3V, ±5V , ±10V 2.2.3 输入阻抗：≥10MΩ 2.2.4 输入通道选择方式：单通道程序指定/多通道自动扫描 2.2.5 A／D 转换分辨率：A 型 12 位 ；B 型 16 位 2.2.6 A／D 转换器件：ADS7808（A 型 12 位）；ADS7809（A 型 16 位） 2.2.7 A／D 芯片转换时间：4μS 2.2.8 系统最高采集速率：250KHz／S (所有通道总和) 2.2.9 A/D 采样程控频率：1KHz/5KHz/10KHz/25KHz/50KHz/100KHz/200KHz/250KHz 2.2.10 A/D 启动方式：程控触发/外部触发 2.2.11 A／D 转换输出码制：单极性原码 2.2.12 FIFO 存储器容量：8K×16bit（全满）/4K×16bit（半满） 2.2.13 通道切换时间：(模拟开关导通时间＋放大器建立时间) ≤5μS 2.2.14 A／D 转换非线性误差：±1LSB（A 型），±2LSB（B 型）， 2.3 开关量部分 2.3.1 输入路数：16 路 TTL 电平 2.3.2 输出路数：16 路 TTL 电平 2.4 定时/计数器/测频/脉冲输出部分： 2.4.1 16 位字长计数/定时器：3 路 2.4.2 基准时钟：1MHz，占空比 50％ 2.5 电源功耗： + 5V(±10％) ≤ 500mA （自供电，不建议长期使用） +12V(±10％) ≤ 400mA (外供电) +24V(±10％) ≤ 200mA (外供电)
USB7325 2.6使用环境要求：工作温度：10℃~40℃（如需宽温，订购时说明） 相对湿度：40%~80% 存贮温度：-55℃~+85℃ 2.7尺寸： 裸板尺寸： 长×宽=162.9.0mm×102.6mm 外形（模具）尺寸：长×宽×厚=190mm×109mm×36mm 3.工作原理 SB7325高速光隔离模入接口模块主要由多路模拟开关选通电路、高精度放大电路、模数转换电路、 光电隔离及DC/DC电路、先进先出(FIFO)缓冲存储器电路、开关量输入输出电路、定时/计数器电路和接 口控制逻辑电路、供电电路等部分组成。 3.1模入部分 3.1.1高速多路模拟开关选通电路 本电路由2片ADG508(或同类产品)及跨接选择器JP5组成，用以从16路单端信号或8路双端信号 中选择其中一路，送入后端的放大器电路处理。 3.1.2高速高精度、差分、可编程增益放大器电路 本电路由2片高速高精度放大器AD711(或LF351)及1片高速高精度差分放大器AMP03组成，用以对 通道开关选中的模拟信号进行变换处理，以提供模数转换电路所需要的信号。 3.1.3高速模数转换电路 本模块选用B-B公司的A/D器件ADS7808(12bit)或ADS7809(16bit)作为本卡的模数转换器件。 该器件内部自带采保和精密基准电源。 3.1.4光电隔离及DC/DC电源电路 本卡采用高速光耦对系统总线与模拟信号之间进行光电隔离，以避免相互间的干扰。同时由电源模块 及相关的滤波元件组成DC/DC电源电路。 3.1.5先进先出(FIF0)缓冲存储器电路 本电路用于将A/D转换的数据结果及通道代码进行缓冲存储。并相应的给出“空”，“半满”和“全满” 的标志信号。用户在使用过程中可以随时根据这些标志信号的状态以单次或批量的方式读出A/D转换的结 果。 3.2开关量输入输出电路 本模块提供了16路非隔离的开关量输入、16路非隔离的开关量输出信号通道。使用中需注意对这些 信号的要求应严格符合TTL电平规范。 3.3计数/定时器部分 计数/定时器电路由1片可编程定时/计数器8254芯片和基准时钟电路以及有关的跨接选择器组成。 可为用户提供3个16位字长的计数/定时通道和1MHz、占空比为50%的基准时钟，用户可外接使用三路 计数/定时通道。 3.4接口控制逻辑电路 接口控制逻辑电路用来将SB总线控制逻辑转换成与各种操作相关的控制信号。 3.5供电电路 供电电路由DC/DC芯片LM2675及其外围电路组成外供电电路，以满足USB总线自供电功率的不足。 4.安装及使用注意 本模块的安装十分简便，无需将主机机壳打开，也无需关电。本模块有两种供电方式，即自供电方式 和外供电方式，若选择自供电方式供电，将本模块插入主机的任何一个空余USB接口插座即可：若选择外 -2
USB7325 - 2 - 2.6 使用环境要求：工作温度：10℃～40℃ (如需宽温,订购时说明) 相对湿度： 40％～80％ 存贮温度：-55℃～+85℃ 2.7 尺寸： 裸板尺寸： 长×宽=162.9.0mm×102.6mm 外形(模具)尺寸：长×宽×厚=190mm×109mm×36mm 3. 工作原理 USB7325 高速光隔离模入接口模块主要由多路模拟开关选通电路、高精度放大电路、模数转换电路、 光电隔离及 DC／DC 电路、先进先出(FIFO)缓冲存储器电路、开关量输入输出电路、定时/计数器电路和接 口控制逻辑电路、供电电路等部分组成。 3.1 模入部分 3.1.1 高速多路模拟开关选通电路 本电路由 2 片 ADG508（或同类产品）及跨接选择器 JP5 组成，用以从 16 路单端信号或 8 路双端信号 中选择其中一路，送入后端的放大器电路处理。 3.1.2 高速高精度、差分、可编程增益放大器电路 本电路由 2 片高速高精度放大器 AD711(或 LF351)及 1 片高速高精度差分放大器 AMP03 组成，用以对 通道开关选中的模拟信号进行变换处理，以提供模数转换电路所需要的信号。 3.1.3 高速模数转换电路 本模块选用 B-B 公司的 A／D 器件 ADS7808（12 bit）或 ADS7809（16 bit）作为本卡的模数转换器件。 该器件内部自带采保和精密基准电源。 3.1.4 光电隔离及 DC／DC 电源电路 本卡采用高速光耦对系统总线与模拟信号之间进行光电隔离，以避免相互间的干扰。同时由电源模块 及相关的滤波元件组成 DC／DC 电源电路。 3.1.5 先进先出（FIFO）缓冲存储器电路 本电路用于将 A/D 转换的数据结果及通道代码进行缓冲存储。并相应的给出“空”，“半满”和“全满” 的标志信号。用户在使用过程中可以随时根据这些标志信号的状态以单次或批量的方式读出 A/D 转换的结 果。 3.2 开关量输入输出电路 本模块提供了 16 路非隔离的开关量输入、16 路非隔离的开关量输出信号通道。使用中需注意对这些 信号的要求应严格符合 TTL 电平规范。 3.3 计数/定时器部分 计数/定时器电路由 1 片可编程定时/计数器 8254 芯片和基准时钟电路以及有关的跨接选择器组成。 可为用户提供 3 个 16 位字长的计数/定时通道和 1MHz、占空比为 50％的基准时钟，用户可外接使用三路 计数/定时通道。 3.4 接口控制逻辑电路 接口控制逻辑电路用来将 USB 总线控制逻辑转换成与各种操作相关的控制信号。 3.5 供电电路 供电电路由 DC/DC 芯片 LM2675 及其外围电路组成外供电电路，以满足 USB 总线自供电功率的不足。 4. 安装及使用注意 本模块的安装十分简便，无需将主机机壳打开，也无需关电。本模块有两种供电方式，即自供电方式 和外供电方式，若选择自供电方式供电，将本模块插入主机的任何一个空余 USB 接口插座即可；若选择外
USB7325 供电方式，必须给模块提供8-40V的直流电源，然后将模块与计算机用USB线连接 本模块采用的模拟开关是COMS电路，容易因静电击穿或过流造成损坏，所以在打开模块盒或用手触 摸本模块电路板时，应事先将人体所带静电荷对地放掉，同时应避免直接用手接触器件管脚，以免损坏器 件。 本模块SB接口允许从计算机上带电插拔。模块上的跨接选择器，使用中应严格按照说明书进行设置 操作。设置模块跨接套和安装接口带缆时均应在关电状态下进行。 当模入通道不全部使用时，应将不使用的通道就近对地短接，不要使其悬空，以避免造成通道间串扰 和损坏通道。 为保证安全及采集精度，应确保系统地线（计算机及外接仪器机壳）接地良好。特别是使用双端输入 方式时，为防止外界较大的共模干扰，应注意对信号线进行屏蔽处理。 5.使用与操作 5.1主要可调整元件位置及接插件见图1。 ea。。可 厅4 USB-7325A/B 则 甜 1J5 JPIJP2JP3 ■回包 ▣▣UP6 02 2 5 可国 图1主要可调整元件位置图 5.2指示灯D1、D2、D3、D4: D1亮 指示模块5V供电正常 D2亮 指示模块USB工作正常 D3亮 指示模块3.3V供电正常 D4亮 指示模块AD FIF0满溢出（若选择无FIF0的USB7325,此灯状态无意义） 5.3跨接器的使用： 5.3.1A/D量程选择： 本模块由这两个跳线JP1、JP2、JP3、JP4组合实现A/D量程，其使用方法见图2。 -3
USB7325 供电方式，必须给模块提供 8-40V 的直流电源，然后将模块与计算机用 USB 线连接。 本模块采用的模拟开关是 COMS 电路，容易因静电击穿或过流造成损坏，所以在打开模块盒或用手触 摸本模块电路板时，应事先将人体所带静电荷对地放掉，同时应避免直接用手接触器件管脚，以免损坏器 件。 本模块 USB 接口允许从计算机上带电插拔。模块上的跨接选择器，使用中应严格按照说明书进行设置 操作。设置模块跨接套和安装接口带缆时均应在关电状态下进行。 当模入通道不全部使用时，应将不使用的通道就近对地短接，不要使其悬空，以避免造成通道间串扰 和损坏通道。 为保证安全及采集精度，应确保系统地线（计算机及外接仪器机壳）接地良好。特别是使用双端输入 方式时，为防止外界较大的共模干扰，应注意对信号线进行屏蔽处理。 5. 使用与操作 5.1 主要可调整元件位置及接插件见图 1。 图 1 主要可调整元件位置图 5.2 指示灯 D1、D2、D3、D4： D1 亮 指示模块 5V 供电正常 D2 亮 指示模块 USB 工作正常 D3 亮 指示模块 3.3V 供电正常 D4 亮 指示模块 AD FIFO 满溢出(若选择无 FIFO 的 USB7325，此灯状态无意义) 5.3 跨接器的使用： 5.3.1 A／D 量程选择： 本模块由这两个跳线 JP1、JP2、JP3、JP4 组合实现 A/D 量程，其使用方法见图 2。 - 3 -
USB7325 IP2 JP3 JP4 JP1 JP2 JP3 JP4 a.0-4V b.05V JP1 JP2 JP3 JP4 JPI JP3 JP4 c.0~10V d.±3V IP2 JP3 JP4 JP1 JP2 JP3 JP4 e.±5v f.±10V 图2A/D量程选择 5.3.2单端/双端方式选择： JP5为单端/双端方式选择插座，其使用方法见图3。 ooo a.单端输入方式 b.双端输入方式 图3单/双端方式选择 5.3.38254工作方式（计数、定时、脉冲输出）的选择 8254芯片的右下角有一组跨接插座，即JP7一JP11,其作用是为8254的CLK选择不同的脉冲信号源， 以组成不同的工作方式。JP7一JP11的定义下图： O O O JP11 CLK2 C2 8254CLK O O JP10 01 O O O JP9 CLK1 C1 8254CLK O O JP8 00 O O O JP7 CLKO CO 8254CLK 图4JP7一JP11的定义 -4
USB7325 a. 0～4V b. 0～5V c. 0～10V d. ±3V e. ±5V f. ±10V 图 2 A／D 量程选择 5.3.2 单端／双端方式选择: JP5 为单端／双端方式选择插座，其使用方法见图 3。 a. 单端输入方式 b. 双端输入方式 图 3 单／双端方式选择 5.3.3 8254 工作方式（计数、定时、脉冲输出）的选择 8254 芯片的右下角有一组跨接插座，即 JP7—JP11，其作用是为 8254 的 CLK 选择不同的脉冲信号源， 以组成不同的工作方式。JP7—JP11 的定义下图： 图 4 JP7—JP11 的定义 - 4 -
USB7325 Co、C1、C2表示8254芯片的脉冲输入引脚，0o、01、02表示8254芯片的脉冲输出引脚，CLK0、CLK1、 CLK2是外部输入并整形后的现场信号，8254CLK接板上的1Mz内部时钟。比如：用跨接套将C1与8254CLK 短接，那么表示本组8254的第二通道的脉冲输入接到了板上的1Mz内部时钟：用跨接套将C1与0短接， 那么表示本组8254的第二通道的脉冲输入接到了上一通道的脉冲输出，即所谓的级连：用跨接套将C1与 CLK1短接，那么表示本组8254的第二通道的脉冲输入接到了用户外部输入的脉冲信号源上。 5.3.4供电方式选择 本模块通过对JP6跳线，给用户提供两种模块供电选择，如图5： VBUS VCC 5V 图5J6的定义 将VCC针与5V针短接，模块通过P6外供电输入插座取电，用户可从JP6输入8-40V的直流电： 若将VCC针与VBUS针短接，模块从计算机的USB接口取电。 5.3.5其它调线 其它调线是调试用的，用户不必关心，请按出厂设置保留原状，不要将它们的任意针短接。 5.4输入输出接口定义： 5.4.1模入部分： 本模块26芯扁平电缆插座J2的信号定义见表1，用户可根据需要选择连接信号线（单端）或信号线组 (双端)。为减少信号杂波串扰和保护通道开关，凡不使用的信号端应就近与模拟地短接，这一点在小信号 放大使用时尤其重要。 表1J2模拟输入信号端口定义（括号内表示双端方式） 插座引脚号 信号定义 插座引脚号 信号定义 1 模拟地) 2 模拟地 3 CH1(CH1+) 4 CH2 (CH2+) 5 CH3(CH3+) 6 CH4(CH4+) 7 CH5(CH5+) 8 CH6(CH6+) 9 CH7(CH7+) 10 CH8(CH8+) 11 CH9 (CH1-) 12 CH10(CH2-) 13 CH11(CH3-) 14 CH12(CH4-) 15 CH13(CH5-) 16 CH14(CH6-) 17 CH15(CH7-) 18 CH16(CH8-) 19 模拟地 20 模拟地 21 NC(空脚) 22 NC(空脚) 23 外触发输入地(TG) 24 外触发输入地(TG) 25 外触发输入(ET) 26 外触发输入(ET) 5.4.2接PS-010B/PS-011测温专用接口： 本模块的模入部分可以直接与我公司研制的PS-010B/PS-011B等前端信号处理板配套使用，方便地 对热电偶、热电阻的微弱信号进行放大，进行温度采集。测温专用接口J3接PS-010B/PS-O11B的信号 定义见表2。 表2J3接PS-010B/PS-011测温专用接口定义 .5-
USB7325 C0、C1、C2 表示 8254 芯片的脉冲输入引脚，O0、O1、O2 表示 8254 芯片的脉冲输出引脚，CLK0、CLK1、 CLK2 是外部输入并整形后的现场信号,8254CLK 接板上的 1MHz 内部时钟。比如：用跨接套将 C1与 8254CLK 短接，那么表示本组 8254 的第二通道的脉冲输入接到了板上的 1MHz 内部时钟；用跨接套将 C1与 O0 短接， 那么表示本组 8254 的第二通道的脉冲输入接到了上一通道的脉冲输出，即所谓的级连；用跨接套将 C1与 CLK1 短接，那么表示本组 8254 的第二通道的脉冲输入接到了用户外部输入的脉冲信号源上。 5.3.4 供电方式选择 本模块通过对 JP6 跳线，给用户提供两种模块供电选择，如图 5： 图 5 J6 的定义 将 VCC 针与 5V' 针短接，模块通过 JP6 外供电输入插座取电，用户可从 JP6 输入 8 - 40V 的直流电； 若将 VCC 针与 VBUS 针短接,模块从计算机的 USB 接口取电。 5.3.5 其它调线 其它调线是调试用的，用户不必关心，请按出厂设置保留原状，不要将它们的任意针短接。 5.4 输入输出接口定义： 5.4.1 模入部分： 本模块 26 芯扁平电缆插座 J2 的信号定义见表 1 ，用户可根据需要选择连接信号线(单端)或信号线组 (双端)。为减少信号杂波串扰和保护通道开关，凡不使用的信号端应就近与模拟地短接，这一点在小信号 放大使用时尤其重要。 表 1 J2 模拟输入信号端口定义(括号内表示双端方式) 插座引脚号 信 号 定 义 插座引脚号 信 号 定 义 1 模拟地） 2 模拟地 3 CH1(CH1+) 4 CH2(CH2+) 5 CH3(CH3+) 6 CH4(CH4+) 7 CH5(CH5+) 8 CH6(CH6+) 9 CH7(CH7+) 10 CH8(CH8+) 11 CH9(CH1-) 12 CH10(CH2-) 13 CH11(CH3-) 14 CH12(CH4-) 15 CH13(CH5-) 16 CH14(CH6-) 17 CH15(CH7-) 18 CH16(CH8-) 19 模拟地 20 模拟地 21 NC（空脚） 22 NC（空脚） 23 外触发输入地(TG) 24 外触发输入地(TG) 25 外触发输入(ET) 26 外触发输入(ET) 5.4.2 接 PS-010B / PS-011 测温专用接口： 本模块的模入部分可以直接与我公司研制的 PS-010B / PS-011B 等前端信号处理板配套使用，方便地 对热电偶、热电阻的微弱信号进行放大，进行温度采集。测温专用接口 J3 接 PS-010B / PS-011B 的信号 定义见表 2。 表 2 J3 接 PS-010B / PS-011 测温专用接口定义 - 5 -
USB7325 插座引脚号 信号定义 插座引脚号 信号定义 1 CH1 2 模拟地 3 CH2 4 模拟地 5 CH3 6 模拟地 7 CH4 P 模拟地 9 CH5 10 模拟地 11 CH6 12 模拟地 13 CH7 14 模拟地 15 CH8 16 模拟地 17 模拟地 18 模拟地 19 数字地 20 数字地 21 CDO 22 CD1 23 CD2 24 CD3 25 数字地 26 数字地 CD0-CD3为本模块接PS-010B/PS-011B,控制PS-010B/PS-011B板上16路输入信号的4位通道选 择信号：如果不接PS-O10B/PS-011B,CD0-CD3可用来作为一般的开关量输出，以弥补用户应用过程中 J116路开关量输出的不足。 5.4.3开关量及定时计数部分： 本模块40芯扁平线插座J1的信号定义见表3。 表3J1开关量及脉冲输入输出端口定义 插座引脚号 信号定义 插座引脚号 信号定义 40 D016开关量输出 39 D015开关量输出 38 D014开关量输出 37 D013开关量输出 36 D012开关量输出 35 D011开关量输出 34 D010开关量输出 33 D09开关量输出 32 D08开关量输出 31 D07开关量输出 30 D06开关量输出 29 D05开关量输出 28 D04开关量输出 27 D03开关量输出 26 D02开关量输出 25 D01开关量输出 24 DI16开关量输入 23 DI15开关量输入 22 DI14开关量输入 21 DI13开关量输入 20 DI12开关量输入 19 DI11开关量输入 18 DI10开关量输入 17 DI9开关量输入 16 DI8开关量输入 15 DI7开关量输入 14 DI6开关量输入 13 DI5开关量输入 12 DI4开关量输入 11 DI3开关量输入 10 DI2开关量输入 9 DI1开关量输入 8 0UT2脉冲输出 1 0UT1脉冲输出 6 0UT0脉冲输出 CLK2脉冲输入 CLK1脉冲输入 CLK0脉冲输入 2 数字地 1 数字地 5.5模入码制以及数据与模拟量的对应关系 5.5.1A型卡 本接口卡在单极性方式工作时，即输入的模拟量为0~10V时，转换后的12位数码为二进制原码。此 12位数码表示一个正数码，其数码与模拟电压值的对应关系为： 模拟电压值=数码(12位)×10()/4096(W) -6-
USB7325 - 6 - 插座引脚号 信 号 定 义 插座引脚号 信 号 定 义 1 CH1 2 模拟地 3 CH2 4 模拟地 5 CH3 6 模拟地 7 CH4 8 模拟地 9 CH5 10 模拟地 11 CH6 12 模拟地 13 CH7 14 模拟地 15 CH8 16 模拟地 17 模拟地 18 模拟地 19 数字地 20 数字地 21 CD0 22 CD1 23 CD2 24 CD3 25 数字地 26 数字地 CD0 – CD3 为本模块接 PS-010B/ PS-011B，控制 PS-010B/ PS-011B 板上 16 路输入信号的 4 位通道选 择信号；如果不接 PS-010B/ PS-011B，CD0 – CD3 可用来作为一般的开关量输出，以弥补用户应用过程中 J1 16 路开关量输出的不足。 5.4.3 开关量及定时计数部分： 本模块 40 芯扁平线插座 J1 的信号定义见表 3 。 表 3 J1 开关量及脉冲输入输出端口定义 插座引脚号 信 号 定 义 插座引脚号 信 号 定 义 40 DO16 开关量输出 39 DO15 开关量输出 38 DO14 开关量输出 37 DO13 开关量输出 36 DO12 开关量输出 35 DO11 开关量输出 34 DO10 开关量输出 33 DO9 开关量输出 32 DO8 开关量输出 31 DO7 开关量输出 30 DO6 开关量输出 29 DO5 开关量输出 28 DO4 开关量输出 27 DO3 开关量输出 26 DO2 开关量输出 25 DO1 开关量输出 24 DI16 开关量输入 23 DI15 开关量输入 22 DI14 开关量输入 21 DI13 开关量输入 20 DI12 开关量输入 19 DI11 开关量输入 18 DI10 开关量输入 17 DI9 开关量输入 16 DI8 开关量输入 15 DI7 开关量输入 14 DI6 开关量输入 13 DI5 开关量输入 12 DI4 开关量输入 11 DI3 开关量输入 10 DI2 开关量输入 9 DI1 开关量输入 8 OUT2 脉冲输出 7 OUT1 脉冲输出 6 OUT0 脉冲输出 5 CLK2 脉冲输入 4 CLK1 脉冲输入 3 CLK0 脉冲输入 2 数字地 1 数字地 5.5 模入码制以及数据与模拟量的对应关系 5.5.1 A 型卡 本接口卡在单极性方式工作时，即输入的模拟量为 0～10V 时，转换后的 12 位数码为二进制原码。此 12 位数码表示一个正数码，其数码与模拟电压值的对应关系为： 模拟电压值＝数码(12 位)×10(V)／4096 (V)
USB7325 即：1LSB=2.44mV 本接口卡在双极性方式工作时，转换后的12位数码为二进制偏移码。此时12位数码的最高位(DB) 为符号位，“0”表示负，1”表示正。偏移码与补码仅在符号位上定义不同，此时数码与模拟电压值的对 应关系为： 输入信号为一5~+5V时： 模拟电压值=数码×10(W)/4096一5(W) 即：1LSB=2.44mV 输入信号为一10~+10V时： 模拟电压值=数码×20(W)/4096一10(N) 即：1LSB=4.88mV 5.5.2B型卡 本接口卡在单极性方式工作时，即输入的模拟量为0~10Ⅳ时，转换后的16位数码为二进制原码。此 16位数码表示一个正数码，其数码与模拟电压值的对应关系为： 模拟电压值=数码(16位)×10(W)/65536 (W) 即：1LSB=0.1526mV 本接口卡在双极性方式工作时，转换后的16位数码为二进制偏移码。此时16位数码的最高位(DB) 为符号位，“0”表示负，1”表示正。偏移码与补码仅在符号位上定义不同，此时数码与模拟电压值的对 应关系为： 输入信号为-5~+5V时： 模拟电压值=数码×10(W)/65536-5 (W) 即：1LSB=0.1526mV 输入信号为一10~+10V时： 模拟电压值=数码×20(W)/65536-10(N) 即：1LSB=0.3052mV 5.6外触发启动信号的使用说明 本卡的A/D采样可以在外启动方式下工作。在本卡设置好外部信号启动方式，当外部启动信号为高电 平，本卡即开始正常采样。此时只要检测FIF0的状态标志即可知道是否开始采样并按需要读出A/D转换 结果。外部启动信号默认的输入电平是TTL电平，也可以是其他电平，但需要改变相应的限流电阻，这一 点切记。如外触发启动信号是非TTL电平，定购时请向我们技术人员咨询。 5.7调整与校准 本卡出厂时已进行了调整与校准，如无必要，请不要进行此项工作。如果长期使用后发现零点或满度 偏移，请按下述方法进行调校。 5.7.1零点校准 将任一通道对模拟地短接（单端方式时）同时对该通道进行A/D转换，调整W1电位器，使其转换结果 为“0”或“1”（稍微偏正1个码为好）。 5.7.2满度校准 在任一通道接入一接近正满度的稳定正电压信号，运行程序对该通道采样。调整W2使A/D转换读数 值等于或接近外加信号电压。 5.7.3双极性校准 如果测量双极性信号时偏差较大，应在零点和满度已校准好的基础上分别加入正、负信号并调整W1使其 符合要求。 6.软件 6.1软件安装： USB7325模块在硬件安装完成后还需进行软件安装，其具体安装步骤如下： 1.将模块USB接口插入计算机USB插座。 2.启动计算机，操作系统将自行检测新安装的硬件，并弹出”添加新硬件向导”对话框，在“添加新硬 .7
USB7325 - 7 - 即： 1LSB＝2.44mV 本接口卡在双极性方式工作时，转换后的 12 位数码为二进制偏移码。此时 12 位数码的最高位(DB11) 为符号位，“0”表示负，1”表示正。偏移码与补码仅在符号位上定义不同，此时数码与模拟电压值的对 应关系为： 输入信号为－5～＋5V 时： 模拟电压值＝数码×10(V)／4096－5 (V) 即：1LSB＝2.44mV 输入信号为－10～＋10V 时： 模拟电压值＝数码×20(V)／4096－10 (V) 即：1LSB＝4.88mV 5.5.2 B 型卡 本接口卡在单极性方式工作时，即输入的模拟量为 0～10V 时，转换后的 16 位数码为二进制原码。此 16 位数码表示一个正数码，其数码与模拟电压值的对应关系为： 模拟电压值＝数码(16 位)×10(V)／65536 (V) 即： 1LSB＝0.1526mV 本接口卡在双极性方式工作时，转换后的 16 位数码为二进制偏移码。此时 16 位数码的最高位(DB15) 为符号位，“0”表示负，1”表示正。偏移码与补码仅在符号位上定义不同，此时数码与模拟电压值的对 应关系为： 输入信号为－5～＋5V 时： 模拟电压值＝数码×10(V)／65536－5 (V) 即：1LSB＝0.1526mV 输入信号为－10～＋10V 时： 模拟电压值＝数码×20(V)／65536－10 (V) 即：1LSB＝0.3052mV 5.6 外触发启动信号的使用说明 本卡的 A/D 采样可以在外启动方式下工作。在本卡设置好外部信号启动方式，当外部启动信号为高电 平，本卡即开始正常采样。此时只要检测 FIFO 的状态标志即可知道是否开始采样并按需要读出 A/D 转换 结果。外部启动信号默认的输入电平是 TTL 电平，也可以是其他电平，但需要改变相应的限流电阻，这一 点切记。如外触发启动信号是非 TTL 电平，定购时请向我们技术人员咨询。 5.7 调整与校准 本卡出厂时已进行了调整与校准，如无必要，请不要进行此项工作。如果长期使用后发现零点或满度 偏移，请按下述方法进行调校。 5.7.1 零点校准 将任一通道对模拟地短接(单端方式时)同时对该通道进行 A／D 转换，调整 W1 电位器，使其转换结果 为“0”或“1”(稍微偏正 1 个码为好)。 5.7.2 满度校准 在任一通道接入一接近正满度的稳定正电压信号，运行程序对该通道采样。调整 W2 使 A／D 转换读数 值等于或接近外加信号电压。 5.7.3 双极性校准 如果测量双极性信号时偏差较大，应在零点和满度已校准好的基础上分别加入正、负信号并调整 W1 使其 符合要求。 6. 软件 6.1 软件安装: USB7325 模块在硬件安装完成后还需进行软件安装，其具体安装步骤如下： 1. 将模块 USB 接口插入计算机 USB 插座。 2. 启动计算机，操作系统将自行检测新安装的硬件，并弹出”添加新硬件向导”对话框,在“添加新硬
USB7325 件向导”对话框出现时，点击“下一步”按钮。 3.选中“显示指定位置的所有驱动程序的列表..”单选钮，点击“下一步”按钮。 4.点击“下一步”。 5.点击“从软盘安装”按钮，弹出“从磁盘安装”对话框。 6.点击“浏览”按钮，选择“Usb7kC.inf”所在的目录（光盘\USB7000Usb7kC),点击“确定”按 钮。 7.回到“添加新硬件向导”，点击“下一步”按钮。 8.点击“完成”按钮，第一块模块安装完成。 当要安装多块模块时，应先安装第一块模块，软件安装中会出现上述1~8的步骤，按以上步骤操作 安装。在安装第二块模块时，系统会自动检测安装，不再经过上述1~8的步骤，只是模块的索引值不同。 索引值是USB板模块使用时非常重要的参数，USB7000系列模块是靠索引值来区分的。一般情况下，第一 块安装的模块的索引值为0，以后安装的模块索引值自动依次加1。用户通过调用动态链接库(Usb7kC.d11) 中的OpenUSB7kC函数，将USB模块的索引值赋给此函数，即可操作相应的USB模块（详细过程请见后面 的“函数介绍”)。 6.2测试程序说明： 本程序（光盘\USB7000\Usb7kC\7325\测试程序17325 test_vb17325test.exe)是为USB7325专门编写的 一个测试工具，它可以对USB7325采集模块的所有功能进行测试。如图6所示： 蜀☐SB7325数据采集模块测试程序-中素研创 选择模块退出 开关量测试 模拟量输入测试 输出测试 (单位：0.1mV) 49011■27631■27631■27631■27631■27631■27631■27631■ 输入状态 27631■27631■27631■27631■27631■27631■27631■27631■ 采集方式 显示设置 。单路单端 C原码值（十六进制） 开始采果 计数器测试 C单路双端 C0-4(m C-3-+3(⑩ 设置值：当前值： 05 C-5-+5() C16路循环 停止采集 设时中1初值 停止计数器1 C0-10() C-10-+10(y) 设置时件2初道 停止计数器2 选择型号 USB7325A CUSB7325B 安置时3初 停止计数器3 图6USB7325测试程序 6.2.1选择模块 运行“USB7325数据采集模块测试程序”，点击“选择模块”菜单，在弹出的对话框中，输入所要操作 模块的索引值，然后即可在程序的界面中进行选中的USB7325模块的测试（倘若计算机中只有一块USB7325 模块，可略过这步，本程序默认对索引值为0的模块测试)。如图7所示： 选择桓块 ☒ 请输入您所要 OK 进行测试的模 块赏引位： Cancel -8
USB7325 件向导”对话框出现时，点击“下一步”按钮。 3. 选中“显示指定位置的所有驱动程序的列表...”单选钮，点击“下一步”按钮。 4. 点击“下一步”。 5. 点击“从软盘安装”按钮，弹出“从磁盘安装”对话框。 6. 点击“浏览”按钮，选择“Usb7kC.inf”所在的目录（光盘\USB7000\Usb7kC），点击“确定”按 钮。 7. 回到“添加新硬件向导”，点击“下一步”按钮。 8. 点击“完成”按钮，第一块模块安装完成。 当要安装多块模块时，应先安装第一块模块，软件安装中会出现上述 1～8 的步骤，按以上步骤操作 安装。在安装第二块模块时，系统会自动检测安装，不再经过上述 1～8 的步骤,只是模块的索引值不同。 索引值是 USB 板模块使用时非常重要的参数，USB7000 系列模块是靠索引值来区分的。一般情况下，第一 块安装的模块的索引值为 0，以后安装的模块索引值自动依次加 1。用户通过调用动态链接库（Usb7kC.dll） 中的 OpenUSB7kC 函数，将 USB 模块的索引值赋给此函数，即可操作相应的 USB 模块（详细过程请见后面 的“函数介绍”）。 6.2 测试程序说明： 本程序(光盘\USB7000\Usb7kC\7325\测试程序\7325test_vb\7325test.exe)是为 USB7325 专门编写的 一个测试工具，它可以对 USB7325 采集模块的所有功能进行测试。如图 6 所示： 图 6 USB7325 测试程序 6.2.1 选择模块 运行“USB7325 数据采集模块测试程序”，点击“选择模块”菜单，在弹出的对话框中，输入所要操作 模块的索引值，然后即可在程序的界面中进行选中的 USB7325 模块的测试（倘若计算机中只有一块 USB7325 模块，可略过这步，本程序默认对索引值为 0 的模块测试）。如图 7 所示： - 8 -
USB7325 图7选择模块： 本程序界面根据UB7325模块各功能的不同，分为以下几个部分： 6.2.2模拟量输入测试： 该部分程序用于模拟量输入测试，如图8所示： 模拟量输入测试 (单位：0.1m) 49011■27631 27631■27631■27631■ 27631■27631■27631 27631■ 27631 27631 27631 27631 27631 2763127631 来集方式 显示设置 。单路单端 一原码值（十六进制） 开始采集 C单路双端 C0-4() -3-+3(W) 。0-5(V) C-5-+5() C16路循环 C0-10() C-10-+10(W) 停止采集 选择型号 。USB7325A CUSB7325B 图8模拟量输入测试 在“模拟量输入测试”功能块，16文本框对应着16路模拟量输入通道。点击“开始采集”按钮，16 路模拟输入电压值，将输入到计算机，并通过相应的文本框显示出来。 在“采集方式”框架中，可进行模拟信号采集方式设置。“单路采集”单选钮，用来对16路单端模拟 量进行实时采集：“单路双端”单选钮，用来对8路双端模拟量进行实时采集：“16路循环”单选钮，用 来对16路模拟信号循环扫描，所以采集速度较前者快，且为批量采集。 在“显示设置”框架中，可进行输入模拟量的显示设置。 USB7325A:选中“原码值（十六进制）”单选钮，则文本框中显示模拟量的十六进制原码值(000~FFF): 选中“0-4V”单选钮，则显示0到4000毫伏的单极性输入信号的电压值：选中“0-5V”单选钮，则显示0 到5000毫伏的单极性输入信号的电压值：选中“0-10V”单选钮，则显示0到10000毫伏的单极性输入信 号的电压值：选中“-3~+3V”单选钮，则显示-3000毫伏到+3000毫伏的双极性输入信号的电压值：选中 “-5~+5V”单选钮，则显示-5000毫伏到+5000毫伏的双极性输入信号的电压值：选中“-10~+10V”单选 钮，则显示-10000毫伏到+10000毫伏的双极性输入信号的电压值。 USB7325B:选中“原码值（十六进制）”单选钮，则文本框中显示模拟量的十六进制原码值(0000~ FFFF):选中“0-4V”单选钮，则显示0到40000X100微伏的单极性输入信号的电压值：选中“0-5V” 单选钮，则显示0到50000X100微伏的单极性输入信号的电压值：选中“0-10V”单选钮，则显示0到 100000X100微伏的单极性输入信号的电压值：选中“-3+3V”单选钮，则显示-3000X100微伏到+30000 X100微伏的双极性输入信号的电压值：选中“-5~+5V”单选钮，则显示-50000X100微伏到+50000X100 微伏的双极性输入信号的电压值：选中“-10~+10V”单选钮，则显示-100000X100微伏到+100000X100 微伏的双极性输入信号的电压值。 在“选择型号”框架中，实现USB7325A与USB7325B模块的选择，选择模块型号后，再点击“开始采 集”按钮，进行模拟量采集。 以上的一些设置，均可在按下“开始采集”按钮后，进行动态的参数设置。 6.2.3开关量测试： .9
USB7325 图 7 选择模块： 本程序界面根据 USB7325 模块各功能的不同，分为以下几个部分： 6.2.2 模拟量输入测试： 该部分程序用于模拟量输入测试，如图 8 所示： 图 8 模拟量输入测试 在“模拟量输入测试”功能块,16 文本框对应着 16 路模拟量输入通道。点击“开始采集”按钮，16 路模拟输入电压值，将输入到计算机，并通过相应的文本框显示出来。 在“采集方式”框架中，可进行模拟信号采集方式设置。“单路采集”单选钮，用来对 16 路单端模拟 量进行实时采集；“单路双端”单选钮，用来对 8 路双端模拟量进行实时采集； “16 路循环”单选钮，用 来对 16 路模拟信号循环扫描，所以采集速度较前者快，且为批量采集。 在“显示设置”框架中，可进行输入模拟量的显示设置。 USB7325A：选中“原码值（十六进制）”单选钮，则文本框中显示模拟量的十六进制原码值（000～FFF）； 选中“0-4V”单选钮，则显示 0 到 4000 毫伏的单极性输入信号的电压值；选中“0-5V”单选钮，则显示 0 到 5000 毫伏的单极性输入信号的电压值；选中“0-10V”单选钮，则显示 0 到 10000 毫伏的单极性输入信 号的电压值；选中“-3～+3V”单选钮，则显示-3000 毫伏到+3000 毫伏的双极性输入信号的电压值;选中 “-5～+5V”单选钮，则显示-5000 毫伏到+5000 毫伏的双极性输入信号的电压值;选中“-10～+10V”单选 钮，则显示-10000 毫伏到+10000 毫伏的双极性输入信号的电压值。 USB7325B：选中“原码值（十六进制）”单选钮，则文本框中显示模拟量的十六进制原码值（0000～ FFFF）；选中“0-4V”单选钮，则显示 0 到 40000 X 100 微伏的单极性输入信号的电压值；选中“0-5V” 单选钮，则显示 0 到 50000 X 100 微伏的单极性输入信号的电压值；选中“0-10V”单选钮，则显示 0 到 100000 X 100 微伏的单极性输入信号的电压值；选中“-3～+3V”单选钮，则显示-3000 X 100 微伏到+30000 X 100 微伏的双极性输入信号的电压值;选中“-5～+5V”单选钮，则显示-50000 X 100 微伏到+50000 X 100 微伏的双极性输入信号的电压值;选中“-10～+10V”单选钮，则显示-100000 X 100 微伏到+100000 X 100 微伏的双极性输入信号的电压值。 在“选择型号”框架中，实现 USB7325A 与 USB7325B 模块的选择,选择模块型号后，再点击“开始采 集”按钮，进行模拟量采集。 以上的一些设置，均可在按下“开始采集”按钮后，进行动态的参数设置。 6.2.3 开关量测试： - 9 -
USB7325 该部分程序既可测试开关量输出，亦可测试开关量输入。如图9所示： 开关量测试 输出测试 输入状态 图9开关量测试 在测试界面的“开关量测试”功能块中，“输入状态”后面的16个灯，从左至右、从上到下（通道1 至通道16)依次指示了开关量输入通道的通断状态。该功能是自动运行的，无需用户参与。 点击“输出测试”后面的灯，可进行开关量的输出测试。同样，这16个灯，从左至右、从上到下依 次对应着通道1至通道16开关量输出通道。点击某个灯，它的状态（亮-高电平或灭-低电平）就会切 换，同时输出到对应的开关量输出通道，进行相应的输出通断状态的切换操作。 6.2.4计数测试 该部分程序用于8254计数（方式2）的测试，如图10所示： 计数器测试 设置值：当前值： 设置时钟1初值 1000 停止计数器1 设置时钟2初值 1000 停止计数器2 设置时钟3初值 11000 停止计数器3 图10模拟量输入测试 在“计数器测试”功能块，每个计数通道都有一组“设置时钟初值”的按钮、设置初值的“设置值” 文本框、显示当前值的“当前值”标签、“停止计数器”的按钮。 在文本框中输入初始值，点击对应通道的“设置时钟初值”按钮，即可启动相应的计数器，随后计数 器的当前值即显示在“当前值”标签中。 点击“停止计数器”即可停止相应通道的计数器。 6.3函数介绍： Usb7kC.dl1是为USB7000系列数据采集模块配制的工作在中西文Windows95/98/2000/NT环境下 的一个动态链接库，它所封装的函数可以被其它应用程序在运行时直接调用。用户可以用任何一种可以使 用DLL链接库的编程工具来编写。所列函数的说明格式为C+应用程序中调用DLL库函数时的常用格 式，无论使用哪一种开发工具，务必请注意数据格式的匹配及函数的返回类型。 为了将对模块的操作简单化。动态链接库(Usb7kC.d11)中所有的函数的参数均通过一个结构体 (ZT_USBBOARD)来传递。 -10
USB7325 该部分程序既可测试开关量输出，亦可测试开关量输入。如图 9 所示： 图 9 开关量测试 在测试界面的“开关量测试”功能块中，“输入状态”后面的 16 个灯，从左至右、从上到下（通道 1 至通道 16）依次指示了开关量输入通道的通断状态。该功能是自动运行的，无需用户参与。 点击“输出测试”后面的灯，可进行开关量的输出测试。同样，这 16 个灯，从左至右、从上到下依 次对应着通道 1 至通道 16 开关量输出通道。点击某个灯，它的状态（亮--高电平或灭--低电平）就会切 换，同时输出到对应的开关量输出通道，进行相应的输出通断状态的切换操作。 6.2.4 计数测试： 该部分程序用于 8254 计数（方式 2）的测试，如图 10 所示： 图 10 模拟量输入测试 在“计数器测试”功能块,每个计数通道都有一组“设置时钟初值”的按钮、设置初值的“设置值” 文本框、显示当前值的“当前值”标签、“停止计数器”的按钮。 在文本框中输入初始值，点击对应通道的“设置时钟初值”按钮，即可启动相应的计数器，随后计数 器的当前值即显示在“当前值”标签中。 点击“停止计数器”即可停止相应通道的计数器。 6.3 函数介绍： Usb7kC.dll 是为 USB7000 系列数据采集模块配制的工作在中西文 Windows 95／98／2000/NT 环境下 的一个动态链接库，它所封装的函数可以被其它应用程序在运行时直接调用。用户可以用任何一种可以使 用 DLL 链接库的编程工具来编写。所列函数的说明格式为 C++ 应用程序中调用 DLL 库函数时的常用格 式，无论使用哪一种开发工具，务必请注意数据格式的匹配及函数的返回类型。 为了将对模块的操作简单化。动态链接库 (Usb7kC.dll)中所有的函数的参数均通过一个结构体 （ZT_USBBOARD）来传递。 - 10 -