USB7333 多功能数据采集模块技术说明书
1. 概述
USB7333多功能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USB7333的USB接口插入计算机内任何一个USB接口插座中，其模入、模出、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。
对于模入部分，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频率触发、程控单步触发、外部TTL信号触发以及外部时钟同步触发等多种方式。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。
对于模出部分，用户可根据控制对象的需要选择不同的量程。
本模块同时还备有数字量输入和路数字量输出接口，三路16位字长的计数/定时器/测频接口，以及1Mhz 的基准时钟。
USB7333多功能数据采集模块分为A、B、C三种型号:
USB7333A: 16路AD 16路DI 16路DO 3路计数
USB7333B: 16路AD 4路DA 16路DI 16路DO 3路计数
USB7333C: 16路AD 4路DA 8路DI 24路可编程IO 3路计数

2. 主要技术指标
2.1 USB指标
2.1.1 处理器及USB接口芯片： SST89E564RD、PDIUSBD12
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：   USB1.1

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：0～10V*，±5V, ±10V
2.2.3 输入阻抗：≥10MΩ
2.3.4 A／D转换器件：ADS774
2.2.5 输入通道选择方式：单通道程序指定/多通道自动扫描
2.2.6 A/D转换分辩率：12位
2.2.7 A/D采样可编程增益(由放大器芯片决定)：PGA202 *: X1、X10、X100、X1000 (或PGA203: X1、X2、X4、X8)
2.2.8 A/D采样程控频率：1KHz/5KHz/10KHz/25KHz/50KHz/100KHz
2.2.9 A/D启动方式：程控频率触发/程控单步触发/外部TTL信号触发/外部时钟同步触发
2.2.10 A／D转换非线性误差：±1LSB
2.2.11 FIFO存储器容量：8K×16bit（全满）/4K×16bit（半满）
2.2.12 数据读取识别方式：FIFO非空查询/FIFO半满查询/ FIFO全满查询
2.2.13 系统综合误差：≤0.1％F.S

2.3 模出部分：
2.3.1 输出通道数：4路
2.3.2 输出范围：
      电压方式：0～5V，±5V, 0～10V*，±10V
2.3.3 输出阻抗：≤ 2Ω ( 电压方式 )
2.3.4 D／A转换器件：DAC7625
2.3.5 D/A转换分辨率：12位
2.3.6 D/A转换综合建立时间：≤ 2μS
2.3.7 D/A转换综合误差：≤ 0.1％ F.S
2.3.8 电压输出方式负载电流：≤ 5mA

2.4  开关量部分
2.4.1  输入路数：16路TTL电平（A型、B型），8路 + 24路可编程 TTL电平（C型,最多32路 TTL电平输入）
2.4.2  输出路数：16路TTL电平（A型、B型），8路 + 24路可编程 TTL电平（C型,最多32路 TTL电平输出）

2.5 定时/计数器/测频/脉冲输出部分：
2.5.1 16位字长计数/定时器：3路
2.5.2 基准时钟：1MHz，占空比50％

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

2.7 使用环境要求：工作温度：10℃～40℃
                  相对湿度： 40％～80％
                  存贮温度：-55℃～+85℃

2.8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
  USB7333 高速模入接口模块主要由高速多路模拟开关选通电路、高速高精度放大电路、高速模数转换电路、先进先出(FIFO)缓冲存储器电路、数模转换电路、数字量输入输出电路，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JP9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1片高速高精度放大器PGA202/3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
    本电路由高速模数转换芯片ADS774及调整电位器W1、W2、和W3组成，用以将模拟信号转换为数字信号。W1用于双极性偏移调整，W2用于满量程增益调整，W3用于零点调整。

3.1.4 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 模出部分
模拟量输出部分由D/A 转换器件DAC7625和有关的基准源、运放、调零调满电位器、阻容件和跨接选择器组成。依靠改变跨接套的连接方式，可分别选择不同的输出量程。
D/A部分具有加电自动清零功能，当模块加电时，本模块将自动关闭D/A部分的基准源使D/A输出为最低。只有当用户对D/A进行写操作时，本模块才打开基准源使D/A输出一个需要的信号。

3.3 开关量输入输出电路：
本模块还提供了32路的开关量输入输出信号通道。使用中需注意对这些信号的要求应严格符合TTL 电平规范。数字I／O部分由1片HC245和3片8255可编程并行接口芯片组成。 8255的PA、PB、PC 三组输入／输出信号线通过J2 接头与外设相连，其输入／输出状态由用户根据需要用程序设置。

3.4 8255可编程并行接口芯片简介
    8255可编程并行接口芯片有三个输入输出端口，即A口、B口和C口，对应于引脚PA7～PA0、PB7～PB0和PC7～PC0。其内部还有一个控制寄存器，即控制口。通常A口、B口作为输入输出的数据端口。C口作为控制或状态信息的端口，它在方式字的控制下，可以分成4位的端口，每个端口包含一个4位锁存器。它们分别与端口A／Ｂ配合使用，可以用作控制信号输出或作为状态信号输入。
    8255可编程并行接口芯片方式控制字格式说明:
8255有两种控制命令字；一个是方式选择控制字；另一个是C口按位置位／复位控制字。其中C口按位置位／复位控制字方式使用较为繁难，说明也较冗长，故在此不作叙述，需要时用户可自行查找有关资料。

方式控制字格式说明如下：

D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0

    D7：设定工作方式标志，1有效。
    D6、D5：A口方式选择
            0 0 —方式0
            0 1 —方式1
            1 ×—方式2
    D4：A口功能       （1=输入，0=输出）
    D3：C口高4位功能 （1=输入，0=输出）
    D2：B口方式选择   （0=方式0，1=方式1）
    D1：B口功能       （1=输入，0=输出）
D0：C口低4位功能 （1=输入，0=输出）

    8255可编程并行接口芯片工作方式说明:
    方式0：基本输入／输出方式。适用于三个端口中的任何一个。每一个端口都可以用作输入或输出。输出可被锁存，输入不能锁存。
    方式1：选通输入／输出方式。这时A口或B口的8位外设线用作输入或输出，C口的4条线中三条用作数据传输的联络信号和中断请求信号。
    方式2 ：双向总线方式。只有A口具备双向总线方式，8位外设线用作输入或输出，此时C口的5条线用作通讯联络信号和中断请求信号。

3.5 计数/定时器部分
计数/定时器电路由一片可编程定时/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。
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