基于ISA总线的ADC板卡设计
广州致远电子 EPC2000 系列 MiniISA 工控主板 产品说明书
广州致远电子有限公司类别 内容关键词 EPC-2901工控主板、MiniISA摘 要讲解EPC-2901产品上各接口说明及使用方法修订历史版本日期原因V1.00 2008/01/01 创建文档V1.01 2009/01/11 产品升级V1.02 2010/04/19 增加不同产品版本的对应硬件接口说明销售与服务网络（一）广州周立功单片机发展有限公司地址：广州市天河北路689号光大银行大厦12楼F4 邮编：510630电话：(020)38730916 38730917 38730972 38730976 38730977 传真：(020)38730925 网址：广州专卖店地址：广州市天河区新赛格电子城203-204室 电话：(020)87578634 87569917 传真：(020)87578842南京周立功地址：南京市珠江路280号珠江大厦2006室 电话：(025)83613221 83613271 83603500 传真：(025)83613271北京周立功地址：北京市海淀区知春路113号银网中心A 座1207-1208室（中发电子市场斜对面） 电话：(010)62536178 62536179 82628073 传真：(010)82614433重庆周立功地址：重庆市石桥铺科园一路二号大西洋国际大厦（赛格电子市场）1611室 电话：(023)68796438 68796439 传真：(023)68796439杭州周立功地址：杭州市天目山路217号江南电子大厦502室 电话：(0571)28139611 28139612 28139613 28139615 28139616 28139618 传真：(0571)28139621成都周立功地址：成都市一环路南二段1号数码同人港401室（磨子桥立交西北角）电话：(028)85439836 85437446 传真：(028)85437896深圳周立功地址：深圳市深南中路 2070号电子科技大厦C 座4楼D 室电话：(0755)83781788（5线） 传真：(0755)83793285武汉周立功地址：武汉市洪山区广埠屯珞瑜路158号12128室（华中电脑数码市场）电话：(027)87168497 87168297 87168397 传真：(027)87163755上海周立功地址：上海市北京东路668号科技京城东座7E 室 电话：(021)53083452 53083453 53083496 传真：(021)53083491西安办事处地址：西安市长安北路54号太平洋大厦1201室 电话：(029)87881296 83063000 87881295 传真：(029)87880865销售与服务网络（二）广州致远电子有限公司地址：广州市天河区车陂路黄洲工业区3栋2楼 邮编：510660 传真：(020)38601859 网址： （嵌入式系统事业部） （工控网络事业部） （楼宇自动化事业部）技术支持： CAN-bus ：电话：(020)22644381 22644382 22644253 邮箱：****************************iCAN 及模块：电话：(020)28872344 22644373 邮箱：*********************MiniARM ：电话：(020)28872684 28267813 邮箱：******************************以太网及无线：电话：(020)22644380 22644385 22644386 邮箱：************************* *********************************编程器：电话：(020)22644371邮箱：*************************分析仪器：电话：(020)22644375 28872624 28872345 邮箱：********************ARM 嵌入式系统：电话：(020)28872347 28872377 22644383 22644384 邮箱：**********************楼宇自动化：电话：(020)22644376 22644389 28267806 邮箱：************************ *************************销售：电话：(020)22644249 22644399 22644372 22644261 28872524 28872342 28872349 28872569 28872573 38601786维修：电话：(020)22644245目录1. 功能简介 (1)1.1 产品系列概述 (1)1.2 产品概述 (2)1.3 产品特性 (2)1.3.1 硬件特性 (2)1.3.2 软件特性 (2)1.4 系统结构框图 (2)1.5 产品应用 (3)1.6 电气参数 (3)1.6.1 电源静态参数 (3)1.6.2 数字量输入/输出 (4)1.6.3 UART (4)1.6.4 CAN (4)1.6.5 以太网 (5)1.6.6 A/D和D/A (5)1.6.7 I2C (5)1.6.8 硬件看门狗 (5)2. 硬件结构说明 (6)2.1 硬件结构布局 (6)2.2 机械尺寸 (6)2.3 资源列表 (7)2.3.1 外围器件地址分配 (7)2.3.2 I/O口分配 (8)2.3.3 跳线设置 (9)2.4 接口说明及应用 (9)2.4.1 电源输入接口 (10)2.4.2 MiniISA总线接口 (10)2.4.3 系统复位接口 (13)2.4.4 JTAG调试接口 (14)2.4.5 RTC后备电池接口 (15)2.4.6 数字量输入/输出接口 (15)2.4.7 模拟量输入/输出 (17)2.4.8 通信接口 (18)2.4.9 CF卡接口 (21)2.4.10 I2C接口 (22)3. 声明 (24)1. 功能简介1.1 产品系列概述EPC2000系列MiniISA工控主板是广州致远电子有限公司开发的基于LPC2300系列ARM处理器的可扩展的嵌入式工控主板，产品机械尺寸为PC/104外框尺寸（90mm×96mm），扩展总线为MiniISA总线。
基于ISA总线的PIO控制卡设计
基于ISA总线的PIO控制卡设计
王志德;臧春华
【期刊名称】《仪器仪表用户》
【年(卷),期】2011(018)006
【摘要】介绍了基于ISA总线的PIO控制卡的硬件电路和软件设计,并给出了详细的设计方案.通过使用VHDL语言设计出逻辑控制电路,下载至PIO控制卡的CPLD 芯片中,实现逻辑控制功能.射频仿真系统中的校准计算机通过ISA总线对PIO卡进行读写,达到控制校准接收机内部微波开关的目的.文章最后给出了该PIO卡的仿真波形和测试结果.
【总页数】3页(P77-79)
【作者】王志德;臧春华
【作者单位】南京航空航天大学电子信息工程学院,南京210016;南京航空航天大学电子信息工程学院,南京210016
【正文语种】中文
【中图分类】TP391
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基于TMS320F2812多种总线的ISA卡设计
线接 口通 过 Ｓ ６ Ｈ Ｄ ３ Ｎ ５ Ｖ ２ ２来 实 现 。另 外 ， 了保 证板 卡 的 司 为
令部 Ｆ ８２的安全 ， ２１ 需要进 行电路 隔离 ： 在 Ｆ ８２各对 外 串 ① ２１ 行接 口中进行 光电隔离 。②进 行 电源隔离 。串 口隔离 采用 高
频光 隔 ６ １７实现 ， Ｎ３ 由于其上限频率 达 １ＭＨ ， ０ ｚ 满足上述 各总 线 的通信速率要求 ； 电源隔离采 用 ｒ Ｉ 司的隔 离式 Ｄ Ｄ 模 １公 Ｃ＼ Ｃ 块 Ｄ Ｒ １５ ３ Ｃ ０ ００ Ｐ对总线驱动芯片进行供 电。 为 了满足多 串口通信带来 的数据负荷 ，２ １ Ｆ ８ ２与 ＩＡ总线 Ｓ 通过 ＩＴ公 司 的 双 口 Ｒ ＭＩＴ ０ ２ Ｄ Ａ Ｄ ７ Ｖ ７完 成 数 据 交 换 。由 于
ＩＴ ０ ２ Ｄ ７Ｖ ７具 有 ＋ ． Ｖ 和 ＋５ 电 压 的 兼 容 性 ， 以 可 以 直 接 ３３ Ｖ 所
４２Ｒ －８ ２ ／ Ｓ４ ５总线结构 Ｅ３， ２ ］而在 闭环仿 真 实验及 故 障检测 中 ， ， 通常采用 Ｃ Ｎ总线和 Ｒ ．３ Ａ Ｓ ２ ２总线结构 。另一方面 ， 为了便于
ｓｍｐｌ ｎ ａ ｐｌ ｄ ｗｈ ｃ ｓｎ ｔｏ ｌ ｏ ｖ ｎ ｅ ｔｆ ｒｔｓｉｇ ＵＡＶ ’ ｉｈｔｃ ｎｔｏｌｒａ ｄ ａ ｄ ｒ ｎ－ｏ ｐ ｅ ｕａ ｉｎ， ｔａｓ ｔ ｉ ｅ ａ ｄ ｐ ｉ ｉ ｈ ｉ ｏ ｎ ｙ ｃ ｎ ｅ ｉ ｎ ｏ ｅ ｔｎ ｅ Ｓｆ ｇ ｏ ｒ ｌ ｎ ｈ ｗａｅ ｉ ｌｏ ｍ ｌｔｏ ｂｕ ｏ ｆ ｌ ｅ ｒ ｌ ｉ ｏ ｎｄ ｓｒａ ｃ ｎｒ ｌｓ ｓｅ ｗｉ ｆ ｒｉ ｕ ｔｉ ｏ ｔｏ ｙ ｔｍ ｔ ｍｕｌ — ｓ ｌ ｈ ｔ ｂｕ ． ｉ Ｋｅ ｒ ｓ： ＵＡＶ ； ＤＳ ｙ ｗｏ ｄ Ｐ； Ｉ ； ＣＡＮ－ ｕｓ ＳＡ ｂ
基于ISA总线的数据采集板设计
数 可 以是 １ ； 个采 样 保 持 电路 ， Ｌ ３ ８完 成 ；／ 转 换 器 倍 一 由 Ｆ９ ＡＤ
用 Ａ Ｃ １１ Ｄ ７ 。６位 分 辨 率 。 Ｄ ／ Ｃ 变 换 器 供 给 模 拟 电 路 正 负 ＣＤ
１ 缓 冲放 大 器 ． ２ 缓 冲放 大 器 见 图 ２设 置在 多路 开 关 后 级 ， 入 阻 抗 ５ Ｍｎ。 输 Ｏ
Ｄ ～ ３表 示 通 道 数 ， Ｏ ｏ 一１ １ 共 选 择 １ ＯＤ 从 Ｏ Ｏ １ ， １ ６个 通 道 ； ４ Ｄ
则 ， 量精度高 、 本较低。 测 成
１ 数 据 采 集板 硬 件 组 成 与 工 作 原 理
数 据 采集 板 主要 功 能 是 将 集 传 感 器 或 数 据 放 大 器 送 来 的 模 拟 信 号转 换 成 数 字 信 号 送 计 算 机 处 理 。 板 上 包 括 ３ ７芯 连 接 插
器 ， ５； ｌ 爨 臻 Ｉ
目前 美 国 ＮＩ 司 的许 多 数 据 采 集 板 卡 是 基 于 Ｐ 、Ｘ 总 公 ＣＩＰ ｌ 线 开 发 而 成 ，应 用 于 数 据 采 集 和 各 类 虚 拟 仪 器 中 。 当 前 基 于 选 择 信 号 由计 算 机 Ｐ 总 线 经 总 线 驱 动 器 ７ Ｌ ２ ５到 采 样 通 Ｃ ４Ｓ ４
维普资讯
《 业控 制 计 算 机 ＞ ０ ７年 ２ 工 ＞ ０ ２ ０卷 第 ７期
３ ７
基于 Ｉ Ｓ Ａ总线的数据采集板设计
Ｄｅ ｉ ｆ Ｄａａ Ｓａ ｐｉ ｇ Ｂｏ ｒ Ｂａ ｅ ｎ Ｓ ｓ ｓｇｎ ｏ ｔ ｍ ｌ ａ ｄ ｎ ｓ ｄ ｏ Ｉ Ａ Ｂｕ
择 译 码 电 路 ， ７ Ｌ ６ ８和 ７ Ｌ １ ８ 用 ４Ｓ ８ ４Ｓ ３。 １１ 多路 采 样 开关 多路 采样 开 关 由 ２片 ＡＤ ５ ６组 成 ３ ７０ ２路 通 道 输 入 。通 道
ISA总线介绍
ISA总线ISA总线是IBM PC／AT机(CPU是80286)所用的系统总线：PC／AT总线经过标准化之后的名称，IEEE将ISA总线作为IEEE P996推荐标准，这是一个16位兼8位的总线标准。
如果忽略标准化细节，则可认为16位ISA总线就是PC ／AT总线。
由于IBM PC／AT与IBM PC、IBM PC／XT机(CPU都是8088)所用的Pc总线兼容，所以可认为8位ISA总线(16位ISA总的低8位部分)就是PC 总线。
引脚信号图9．1所示为16位ISA总线板卡(又称I／O扩展板或接口板)及插槽外形示意图，元件面和焊接面共有31+18个引脚(A1～A31、B1～B31、C1～C18和D1～D18)，其中A1～A31、Bl～B31是低8位部分即8位ISA总线所用的信号。
8位ISA总线板卡及插槽与该图的区别在于没有36个引脚(C1一C18和D1～D18)那部分。
显然，8位ISA总线板卡可以插在16位的插槽中。
表9.1给出了16位ISA总线前62个引脚(亦是8位ISA总线的全部引脚)信号定义，表9．2给出了16位ISA总线的后36个引脚信号定义。
下面对引脚信号做一些简要说明，首先是62线部分(8位ISA总线)。
①D7～DO：8位数据线，双向，三态。
对于16位ISA总线，它们是数据线的低8位。
②A19～A0：20位地址线，输出。
③SMEMR(上划线)、SMEMW(上划线)：存储器读、写命令，输出，低电平有效。
④IOR(上划线)、IOW(上划线)：I／O读、写命令，输出，低电平有效⑤AEN：地址允许信号，输出，高电平有效。
该信号由DMAC发出，为高表示DMAC正在控制系统总线进行DMA传送，所以它可用于指示DMA总线周期。
⑥BALE：总线地址锁存允许，输出。
该信号在CPU总线周期的Tl期间有效，可作为CPU总线周期的指示。
⑦I／O CH RAY：I／O通道准备好，输入，高电平有效。
该引脚信号与808 6的READY功能相同，用于插入等待时钟周期。
ISA总线功能卡
ISA总线多功能卡A-812PG产品规格•输入阻抗: 10,000M Ohm // 6p F•12位A/D转换•12位D/A转换•16单端输入•62.5 k/s采样速率•2个12位模拟量输出通道•模拟输出量程：0~5V,0~10V•软件可编程增益：A-812PG：1,2,4,8,16•中断处理A/D 触发方式：软件触发，步进触发，外触发，事件触发。
•A/D数据传输方式：查询，中断，DMA•16 路数字输入和16路数字输出A-812PG是用于PC机的12位多功能模拟量、数字量I/O卡。
A-812PG提供16个单端输入通道和2个12位的模拟输出通道。
此外A-812PG还有16个数字输入、16个数字输出通道，一个计时/计数器通道。
A-812PG可提供的增益为1,2,4,8,16。
它的最大采样速率为65K。
DMA 运行可跳线选择级别1或3。
中断可跳线选择3到15。
A-812PG 62.5KS/s 12位模拟量& 开关量 I/O 板A-821PGH/A-821PGL产品规格•12位A/D转换器•16个单端输入通道，8个差分输入•45 k/s采样速率•一个12位的模拟输出通道•可编程A/D 增益：A-821PGH：1,10,100,1000A-821PGL：1,2,4,8•中断处理•A/D 触发方式：软件触发，步进触发•A/D 数据传输方式：查询，中断•16 个数字输入和16个数字输出通道•37针D型连接器A-821PGH/L是用于PC机的12位多功能模拟量和数字量I/O卡。
A-821PGH/L提供16个单端或8个差分模拟输入，还有1个12位分辨率的模拟输出通道。
另外A-821PGH/PGL有16个数字输入、16个数字输出和一个计时/计数器通道。
A-821PGH 提供的增益为1、10、100、1000；而A-821PGL提供的增益为1、2、4、8。
最大采样速率为45KS/s。
中断为3和5可编程。
A-821PGH 12位高增益多功能卡A-821PGH/S A-821PGH带DB-8255端子板A-821PGL12位低增益多功能卡A-821PGL/NDA A-821PGL无D/A转换A-821PGL/S A-821PGL带DB-8255端子板A-826PG产品规格•16位A/D转换器•16路单端或8路差动模拟量输入通道•100 kS/s采样率•2路12位模拟量输出通道•可编程的A/D增益：1,2,4,8•A/D触发模式：软件触发，Pacer Trigger，外部触发，事件触发•A/D数据传输方式：查询，中断，DMA•16路数字量输入和16路数字量输出通道•37针D型连接器A-826PG是PC/A T总线16位分辨率模拟量和数字量输入输出多功能卡。
基于ISA总线的电火花线切割机床接口电路的设计及研究
的要求 没有 Ｐ Ｉ Ｃ 总线板 卡那 么 高 ， 以在 ＩＡ 总线们 首先考 虑 的方 法 。
在 高 速 走 丝 电 火 花 线 切 割 系 统 中 ， 采 用 以 步 常
ｌ 接 口 电 路 的 设 计
整个 系统 主要包 括上 位机 、 译码 和锁存 电路 、１ ５ 单 片机三部 分组 成 （ １ 。上位 机 主要 负责 插 补计 图 ）
（Ｎａ ｃ ａ ｇ Ｕｎｖ ｒｉ ， ｎ ｈ ｎ ３ ０ Ｃｈｎ ｎ ｈ ｎ ｉｅ ｓ ｙ Ｎａ ｃ ａ ｇ ３ ０ ３ ｔ １， ｉａ）
Ａｂ ｔａ ｔ ＳＡ ｓｉ ｉｃ ｓ ｅ １ ｔ ｓｐａ ｅ ．Ａ ｎ ｆＷ ＥＤＭ ｎ ｅ ｆｃ ｉｃ ｉ ａ ｅ ｎ Ｉ ｓｒ ｃ ：Ｉ ｂｕ ｓｄ ｓ ｕ ｓ ｄ ｉ ｈｉ ｐ ｒ １ ｋｉｄ ｏ ｉ ｔ ｒａ ｅｃｒ ｕ ｔｂ ｓ ｄ ｏ ＳＡ ｓ ｂｕ
算 ，Ｓ 接 口 电 路 和 译 码 锁 存 电 路 负 责 上 位 机 和 下 ＩＡ 位 机 之 间 的 通 讯 ， 位 机 即 ５ 单 片 机 主要 负 责 脉 冲 下 １ 分配 ， 现 对步进 电机 的控制 。 实
上位 机 泽码 下 位机 （１ 业 １ Ａ总 线 和 锁 ： Ｓ （ 单 ５１ 控制 汁 ／ ＼ １ 卜 ， １ 卜 ／ 存 电 厂 — １ 机 ） ＼— － 片 ／ 算机 ） 路
芯 片 如 ＣＨ２ ０来 实 现 对 步 进 电 机 的 控 制 。 用 软 件 ５
来实 现脉 冲的分 配将 占用 上位 机 过 多 的资 源 ， 低 降 了计算 机 的运 行效 率 ， 且快速 响应也 受到 了影响 。 而 若用专 用芯片 来实 现 对 步进 电机 的控 制 ， 控制 方 则
本 系 统 中 只 使 用 了 ＩＡ 总 线 中 的 Ａ０ Ａ ０ Ｓ ～ ９ １
智能 ISA 板卡说明书
智能ISA板卡说明书一、产品用途与特点P51和S51系列智能温度、电流和电压——数字转换微机接口板将温度传感器（热电偶，热电阻等）的输出信号或电流、电压直接转换成数字量，通过系统总线（ISA或STD）将数据传送给主机。
在接口板上有89C51单片机管理接口板自动工作。
通道的转换，ADC启动，采集数据，参比端补偿（热电偶），引线电阻补偿（热电阻），数字校零，线性化和数据处理等，均由接口板上单片机完成。
主机仅在需要数据时，选中接口板，用约1毫秒时间就可能把8个通道16个字节数据按顺序读走。
读取的数据是已经线性化了的温度的数字量。
技术人员不需要有关温度检测专门知识即可使用。
大大节省开发时间，显著提高了人机效率。
本产品主要用于PC总线或STD总线计算机的数据采集和控制系统。
主要特点有：1．温度接口板，不用变送器和调理电路，传感器直接接到接口板输入端即可。
2．输入加有完善保护电路，输入开路甚至误加数拾伏电压，也不会损坏器件，可靠性很高。
3．采用双积分A/D转换器，用晶振产生时钟使采样周期是工频的整数倍，高抗共模数据放大器（共模抑制比可达120dB）和软件滤波程序，抗干扰能力特别强。
4．采用数字校零技术，从根本上消除了放大器和ADC漂移产生的误差，用计算法和连续式非线性A/D转换法对传感器进行非线性校正，稳定性好，精度高。
5．加有监视计数器（看门狗电路），在任何强干扰情况下，单片机均会自启动，保证不会死机。
6．热电阻板，加有引线电阻补偿电路，基本消除了引线电阻引起的误差。
用比率法测量电阻，消除基准电源不稳定的影响，显著提高了稳定性和精度，在全温度范围内，精度达到0.05%，出厂时校准精度可达到0.02%。
7．热电偶板，板内加有参比端补偿电路，参比端补偿和数字校零共用一个电路，由软件进行处理，补偿精度高。
参比端温度传感器可以安装在现场，用普通导线代替补偿导线，以节省经费开支。
8．光电隔离接口板，只需单一5伏电源供电，隔离电源由板内自行产生，用户不用外加电源。
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基于ISA总线的ADC板卡设计
基于ISA总线的ADC板卡设计
模数转换器是工业测量和控制系统中数据采集子系统的重要部件，它是测控现场的模拟信号源与数字计算机之间的接口，其任务是把现场中连续变化的被测信号转换成离散信号，再由工控计算机作进一步的数据处理。
这就要求系统将所采集的模拟数据信号尽可能真实地、不失真地显示给控制人员，为此，笔者研制了基于ISA总线的A/D转换板卡。
该板卡以AD574为A/D 转换核心，在ISA总线技术的基础上，利用较少的外围元件来实现多通道、高精度的A/D转换。
该板卡具有32路单端信号输入，电压范围为0V～12V，转换位数为12bit/8bit任选，同时具有自检功能。
本文主要介绍该板卡的硬件组成原理和软件实现方法。
2硬件电路
本转换卡的硬件电路由数字总线缓冲器、读/写地址控制/译码器、板号产生电路、a/d转换电路、自检电路、电源电路等组成。
图1所示是其硬件系统组成框图。
2．1 isa总线接口与控制电路。