CA系列光栅细分数据采集卡用户手册

1CA系列光栅细分数据采集卡用户手册北京中科恒业中自技术有限公司2003年6月Tel:010-62554240010-62557865Fax:[phone]Web:@csca.com.cn21、产品介绍CA系列光栅细分数据采集卡继承了中科院自动化所原IK系列采集卡的所有优点经几年不断完善和改进形成全系列的光栅数据采集产品。本系列产品广泛应用测量、控制领域，有的还成为测量仪器的核心部件。CA系列产品从计算机接口上分可分为ISA类和PCI类，按光栅信号分可分为正弦类（~11μApp或~1Vpp）和方波类（TTL或长线接收RS422）（具体可参见型号命名说明）。可配接德国HEIDENHAIN（海登汉）、英国RENISHAW（雷尼绍）、西班牙FAGOR（发格）、国产长春光机所等类同信号产家传感器。所有系列产品都采用硬件细分、硬件计数、硬件锁存采样速度高，完全能满足精密测量和数控的要求。1．1、型号命名说明CAxxxx-xxx*注：只能为四倍频**注：只能为20倍频注：一坐标仅有ISA卡，四坐标仅有PCI卡，20倍频只有两坐标卡。例1：CA220V-PCI两坐标20倍频PCI接口卡，配接正弦1伏光栅信号。例2：CA304L-ISA三坐标4倍频ISA接口卡，配接长线接收方波信号（rs-422）。1．2、功能说明1．2．1、计数器和锁存器在正常读取光栅位置时，我们一般只关心锁存器，因为只能读锁存器的值。在读锁存器前必须发信号更新锁存器的值，否则读到的数值不正确。PCI类卡和ISA类卡如果使用本公司的设备驱动软件可不必关心计数器和锁存器，驱动程序已经完成上述工作，您可以直接得到处理后带正负号的数值。计数器可以被软件任意清零，也可以根据需要由软件设置，当光栅通过零位时清零。计数器、锁存器位数：PCI类卡一般为30位，ISA为27位，以ISA为例27为的最高位为符号为2的26次方=67108864（4000000Hex），如果分辨率为0.1μm，则可记录±6710.8864毫米位置，30位可到±53687.0912毫米。可满足决大部分使用条件。1．2．2、光栅参考零位光栅参考零位准确、唯一、重复性好在某些系统中非常有用。下面举例说明光栅参考零位在系统应用：⑴角度系统。在一个带有唯一参考零位的圆光栅传感器（有的厂家的圆光栅传感器本公司产品标识座标数1~4倍频数04四倍频，20二十倍频L：长线接收*T：TTL*A：~11μApp**V：~1Vpp**ISA：ISA接口PCI：PCI接口3有多个参考点、有的还以通过参考点时的方向有关。具体参见提供厂家说明）组成的系统中（如图所示）BAA点为系统0度，B点为圆光栅参考零位，一旦安装完成后A，B两点的位置就确定不变，我们采用其他方法测得AB夹角为△，△值也是确定不变的。我们可以启动CA卡该坐标的过零清零功能，等光栅过零后读出该坐标的数值后再加△值就是系统角度。如果是在360度范围内运转过零后可不取消该功能，当再次转到B点时计数器被再次清零，保证了系统角度在360度之内（要求光栅零位信号不能太窄且不能宽于方波的1/4）。⑵带有实际位置关系（绝对坐标）长度系统（如图所示）A△BA点是坐标零点，B点为长光栅零点，△为不变的AB间距离。方法同上：我们可以启动CA卡该坐标的过零清零功能，等光栅过零后读出该坐标的数值后再加△值就是系统坐标值。过零后可以取消清零功能，在不断电情况下坐标系一直被保持。⑶在多不等间距参考零位系统中快速确定坐标系（如图所示）A△BCDEA点为坐标零点，△为不变的AB间距离，B，C，D，E，…分别为光栅的多个参考零位，同时已知BC=10.000,CD=10.020,DE=10.040,….此时系统上电并不知道现位置所在，我们可以启动过零中断功能，移动传感器等待过零，过零后不清除计数器而记录此时的位置S1，等待再次过零后取得第二零位的位置S2和当前位置S3，从S1-S2的结果如果等于+10.020来看，目前的位置S3距D点为S3-S2，此时A到S3的距离△X=△+BC+CD+S3-S2，取消中断功能，简单的方法调用软件清零功能将S3点清零，之后读出该坐标的数值加△X值就是系统坐标值。1．2．3、外部锁存功能外部锁存功能可提供卡外部输入的电信号来要求CA卡在信号发生改变瞬间时记录计数器的全部坐标值。外部锁存信号可由软件设置触发极性（高变低触发或低变高触发）。如瞄准信号，触发测头的触发信号等。（具体要求参见各卡说明）2、PCI类卡随着计算机技术和应用的飞速发展DOS操作系统逐渐退出市场，在计算机硬件方面ISA插槽在一般商用机中很难找到，随之而来的是PCI卡的大量应用。本公司卡采用标准PCI总线规范设计，实用于目前流行WINDOWS平台，省去了令使用者不便的设置跳线和避免与计算机硬件资源冲突常见问题，即插即用。本公司提供设备驱动软件，目前版本支持WIN98/ME/2K/XP（不支持DOS）。提供用户使用动态连接库（dll）和演示程序源代码方便4用户的二次开发。2．1、系统配置安装要求计算机主机请选用586或以上，主板必须至少带有一个符合PCI2.1标准的PCI插槽,内存应在32M以上,硬盘应有20M以上的剩余空间,正确预装WIN98/ME/2K/XP操作系统,确保系统无病毒感染,务必关电以后插拔卡和连线,计算机必须有良好的接地.2．2、PCI类卡硬件安装I.Windows98安装关闭计算机的电源；将CA系列卡插入PCI查槽中；打开计算机电源，启动Windows98；Windows98将会显示找到新硬件（将显示找到PciBridge），进行下一步；在添加硬件向导窗口中选择搜索设备的最新驱动程序，下一步；选择驱动所在目录（driver\pci），进行安装；Windows98将显示找到CAXXXX-PCI提示进行下一步；驱动已经安装完成若插入的不仅一块CA卡将出现若干次提示，但系统会自动安装它们。注：安装完毕后将在设备管理器中出现一个CSCASERIALCARD设备（CSCASERIALCARD设备的问号--不表示设备有问题，只是表示CSCASERIALCARD设备不是系统标准设备或不知类型的设备）II.Windows2000(XP)安装关闭计算机的电源；将CA系列板卡插入PCI查槽中；打开计算机电源，启动Windows2000(XP)；Windows2000(XP)将会显示找到新硬件，可按找到新硬件向导进行下一步；选择搜索适用与我的设备的驱动程序（推荐），下一步；选择驱动所在目录，进行安装（driver\pci）；按找到新硬件向导的提示进行下一步；Windows2000(XP)将显示完成添加/删除硬件向导，单击完成即可完成安装过程若插入的不仅一块CA卡将出现若干次提示，同上操作进行多次确认。注：安装完毕后将在设备管理器中出现一个CSCASERIALCARD设备（CSCASERIALCARD设备的问号--不表示设备有问题，只是表示CSCASERIALCARD设备不是系统标准设备或不知类型的设备）2．3、CA204x-PCI介绍5配接光栅：2路。光栅信号类型：长线接收方波（RS-422）（型号x=L），TTL方波（型号x=T）。计数器：30位×2路。光栅零位功能：过零清零；过零中断；外部锁存信号：(非标配，选件)可接入2个；输入信号加光电隔离。软件清零：有。设备驱动软件：提供。二次开发软件库及演示：提供。接线说明（表）：DB9孔座（没有信号说明的管脚请勿连接）管脚信号1外触发信号12外触发信号2345计算机0V67计算机+5V89DB25孔座（没有信号说明的管脚请勿连接）2．4、CA304x-PCI介绍管脚方波长线接收X1计算机+5V14计算机0V2A+15AA-3B+16BB-4Z+17ZZ-5计算机0VY18计算机+5V6A+19AA-7B+20BB-8Z+21ZZ-6配接光栅：3路。光栅信号类型：长线接收方波（RS-422）（型号x=L），TTL方波（型号x=T）。计数器：30位X3路。光栅零位功能：过零清零；过零中断；外部锁存信号：(非标配，选件)可接入2个；输入信号加光电隔离。软件清零：有。设备驱动软件：提供。二次开发软件库及演示：提供。接线说明（表）：DB9孔座（没有信号说明的管脚请勿连接）管脚信号1外触发信号12外触发信号2345计算机0V67计算机+5V89DB25孔座（没有信号说明的管脚请勿连接）72．5、CA404x-PCI介绍配接光栅：4路。光栅信号类型：长线接收方波（RS-422）（型号x=L），TTL方波（型号x=T）。计数器：30位X4路。光栅零位功能：过零清零；过零中断；外部锁存信号：无。软件清零：有。设备驱动软件：提供。二次开发软件库及演示：提供。接线说明（表）：管脚方波长线接收X1计算机+5V14计算机0V2A+15AA-3B+16BB-4Z+17ZZ-5计算机0VY18计算机+5V6A+19AA-7B+20BB-8Z+21ZZ-9计算机0VZ22计算机+5V10A+23AA-11B+24BB-12Z+25ZZ-13837芯D型孔头（没有信号说明的管脚请勿连接）2．6、CA220x-PCI介绍配接光栅：2路。光栅信号类型：正弦电流~11μApp（型号x=A），正弦电压~1Vpp（型号x=V）。计数器：30位X2路。光栅零位功能：过零清零；过零中断；外部锁存信号：(非标配，选件)可接入2个；输入信号不加光电隔离。软件清零：有。管脚方波长线接收X36+5V180V35AA+17A-34BB+16B-33ZZ+15Z-32+5VY140V31AA+13A-30BB+12B-29ZZ+11Z-28+5VZ100V27AA+9A-26BB+8B-25ZZ+7Z-24+5VW60V23AA+5A-22BB+4B-21ZZ+3Z-9设备驱动软件：提供。二次开发软件库及演示：提供。接线说明（表）：两九芯头定义相同，靠插件上方的九芯座上的外部锁存信号为外部锁存信号1，下方为2DB九芯孔座，定义如下（没有信号说明的管脚请勿连接）：3、ISA类卡ISA类卡对计算机硬件和操作系统没有太多要求。安装ISA类卡要使用所有的功能似乎比PCI类卡困难得多，主要原因ISA类卡不是ISAPnP类型的设备，所需的资源（地址、中断）在CA卡上需用拨码开关进行手工设置，在不知计算机中哪些资源可用就可能和其他设备产生冲突，特别是中断资源很容易和其他设备冲突，很庆幸的是大多数用户不需要零位中断和外部锁存信号，这样安装就变得容易多了。如果必须使用上述功能，稍有计算机技术基础知识且正确按安装步骤安装，成功安装ISA类卡也不十分困难。3．1、系统配置安装要求主板必须至少带有ISA插槽,正确安装操作系统,确保系统无病毒感染,务必关电以后插拔卡和连线,计算机必须有良好的接地.3．2、ISA卡拨码设置ISA类卡上都有两个二进制拨码开关，一个8位是用于设置地址的；一个四位是用于设置中断的。⑴地址设置A10A9A8A7A6A5A487654321DIPON8位二进制拨码开关选择地址开关上数字（1不用）2，3，4，5，6，7，8七个数分别对应ISA总线地址A4，A5，A6，A7，A8，A9，A10，拨到ON一端代表对应地址为0，另一端对应为1。地址一般用十六进制数表示=AX的X次方之和。A10，A9，A8，A7，A6，A5，A4对应210,29，28，27，26，25，24管脚信号1外部锁存信号2计算机+5V3计算机0V40°5180°690°7270°8ABS+9ABS-壳屏蔽10所以地址=A10*210+A9*29+A8*28+A7*27+A6*26+A5*25+A4*24。例如上图所示8，6，5，4，2在ON的一方，所以A10、A8、A7、A6、A4=0，A9、A5=1，根据上述公式地址=0*210+1*29+0*28+0*27+0*26+1*25+0*24=512+32=544=220H这样设置的地址为220H，也是出厂设置。以下为几个常用地址