PCI8603 数据采集卡硬件使用说明书
阿尔泰科技发展有限公司
产品研发部修订
阿尔泰科技发展有限公司
目录
目录 (1)
第一章功能概述 (1)
第一节、产品应用 (1)
第二节、AD 模拟量输入功能 (1)
第三节、DA 模拟量输出功能 (2)
第四节、DI 数字量输入功能 (2)
第五节、DO 数字量输出功能 (2)
第六节、其他指标 (3)
第二章元件布局图及简要说明 (4)
第一节、主要元件布局图 (4)
第二节、主要元件功能说明 (4)
一、信号输入输出连接器 (4)
二、电位器 (4)
三、跳线器 (4)
四、状态灯 (4)
五、物理ID 拨码开关 (4)
第三章信号输入输出连接器 (6)
第四章各种信号的连接方法 (8)
第一节、AD 模拟量输入的信号连接方法 (8)
一、AD 单端输入连接方式 (8)
二、AD 双端输入连接方式 (8)
第二节、DA 模拟量输出的信号连接方法 (9)
第三节、DI 数字量输入的信号连接方法 (9)
第四节、DO 数字量输出的信号连接方法 (9)
第五节、板外时钟输入输出和触发信号连接方法 (10)
第六节、多卡同步的实现方法 (10)
第五章数据格式、排放顺序及换算关系 (12)
第一节、AD 模拟量输入数据格式及码值换算 (12)
一、AD 双极性模拟量输入的数据格式 (12)
二、AD 单极性模拟量输入数据格式 (12)
三、关于AD 数据端口高位空闲部分的定义 (12)
第二节、AD 单通道与多通道采集时的数据排放顺序 (13)
一、单通道 (13)
二、多通道 (13)
第三节、DA 模拟量输出数据格式及码值换算 (13)
一、DA 单极性模拟量输出数据格式 (13)
二、DA 双极性电压输出的数据格式 (14)
第六章各种功能的使用方法 (15)
第一节、AD 触发功能的使用方法 (15)
一、AD 内触发功能 (15)
二、AD 外触发功能 (15)
第二节、AD 内时钟与外时钟功能的使用方法 (18)
一、AD 内时钟功能 (18)
二、AD 外时钟功能 (18)
第三节、AD 连续与分组采集功能的使用方法 (18)
一、AD 连续采集功能 (18)
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PCI8603 数据采集卡硬件使用说明书版本：6.1.11
二、AD 分组采集功能 (19)
第四节、DA 触发功能的使用方法 (21)
第五节、DA 内时钟与外时钟功能的使用方法 (22)
一、DA 内时钟功能 (22)
二、DA 外时钟功能 (22)
第七章产品的应用注意事项、校准、保修 (23)
第一节、注意事项 (23)
第二节、AD 模拟量输入的校准 (23)
第三节、DA 模拟量输出的校准 (23)
第四节、保修 (23)
附录A：各种标识、概念的命名约定 (24)
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第一章功能概述
信息社会的发展，在很大程度上取决于信息与信号处理技术的先进性。数字信号处理技术的出现改变了信息与信号处理技术的整个面貌，而数据采集作为数字信号处理的必不可少的前期工作在整个数字系统中起到关键性、乃至决定性的作用，其应用已经深入到信号处理的各个领域中。实时信号处理、数字图像处理等领域对
高速度、高精度数据采集卡的需求越来越大。ISA 总线由于其传输速度的限制而逐渐被淘汰。我公司推出的
PCI8603 数据采集卡综合了国内外众多同类产品的优点，以其使用的便捷、稳定的性能、极高的性价比，获得多家试用客户的一致好评，是一款真正具有可比性的产品，也是您理想的选择。
第一节、产品应用
本卡是一种基于 PCI 总线的数据采集卡，可直接插在 IBM-PC/AT 或与之兼容的计算机内的任一 PCI 插槽
中，构成实验室、产品质量检测中心等各种领域的数据采集、波形分析和处理系统。也可构成工业生产过程监
控系统。它的主要应用场合为：
◆电子产品质量检测
◆信号采集
◆过程控制
◆伺服控制
第二节、AD模拟量输入功能
◆转换器类型：AD7322
◆输入量程(InputRange)：±10V、±5V(默认)、±2.5V、0～10V
◆转换精度：12 位(Bit)
◆采样速率(Frequency)：1Hz～100KHz
说明：各通道实际采样速率 =采样速率 / 采样通道数
分频公式：采样频率 =主频 / 分频数，其中主频 =20MHz，32 位分频，分频数的取值范
围：最低为
200，最高为 20000000
◆模拟输入通道总数：16 路单端，8 路双端
◆采样通道数：软件可选择，通过设置首通道(FirstChannel)和末通道(LastChannel)来实现的
说明：采样通道数= LastChannel – FirstChannel + 1
◆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、DMA 方式
◆存储器深度： 1K 字（点）FIFO 存储器
◆存储器标志：满、非空、半满
◆异步与同步(ADMode)：可实现连续（异步）与分组(伪同步)采集
◆组间间隔(GroupInterval)：软件可设置，最小为采样周期(1/Frequency)，最大为 419430us
◆组循环次数(LoopsOfGroup)：软件可设置，最小为 1 次，最大为 255 次
◆时钟源选项(ClockSource)：板内时钟和板外时钟软件可选
◆板内时钟输出频率：当前 AD 实际采样频率
◆触发模式(TriggerMode)：软件内部触发和硬件后触发（简称外触发）
◆触发类型(TriggerType)：数字边沿触发和脉冲电平触发
◆触发方向(TriggerDir)：负向、正向、正负向触发
◆触发源（TriggerSource）：ATR(模拟触发信号)和 DTR(数字触发信号) ◆触发源 ATR 输入范围：0～10V
◆触发源 DTR 输入范围：标准 TTL 电平
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版本：6.1.11
◆触发电平：±10V
◆ AD 转换时间：800Ns(max)
◆程控放大器类型：默认为 AD8251，兼容 AD8250、AD8253
◆程控增益：1、2、4、8 倍(AD8251)或1、2、5、10 倍(AD8250)或1、10、100、1000 倍(AD8253)
◆模拟输入阻抗：10M?
◆放大器建立时间：785nS(0.001%)(max)
◆非线性误差：±2LSB(最大)
◆系统测量精度：0.1%
◆工作温度范围：0 ℃～ +70℃
◆存储温度范围：-40℃～ +120℃
第三节、DA模拟量输出功能
◆转换器类型：AD7945
◆输出量程(OutputRange)：0～5V、0～10V、±5V(默认)、±10V
◆转换精度：12 位(Bit)
◆建立时间：600nS(to0.01%)
◆输出点速率(Frequency)： 1MHz（1uS/点），软件可调。可调范围： 0.01Hz～1MHz
分频公式：采样频率 =主频 / 分频数，其中主频 =40MHz，32 位分频，分频数的取值范
围：最
低为 40，最高为232
◆通道数：2 路
◆输出阻抗：50?或 75?（根据通道的跳线设置，详见《跳线器》部分）
◆触发源(TriggerSource)：软件内触发，硬件模拟外触发（ATR）、硬件数字外触发（DTR）
◆触发模式(TriggerMode)：单次、连续、单步和紧急触发（此功能详见软件说明书中触发功能部分）
◆触发方向(TriggerDir)：负向触发、正向触发、正负向触发
◆触发电平：软件可设置，触发电平 256 级软件可调(±10V)
◆时钟源(ClockSource)：内时钟和外时钟源软件可选
◆存诸器深度：每路 256K 字（点）RAM 存储器
◆非线性误差：±1LSB(最大)
◆输出误差(满量程)：±1LSB
◆工作温度范围：-40 ～ +85℃
◆存储温度范围：-40℃～ +120℃
第四节、DI数字量输入功能
◆通道数：8 路
◆电气标准：TTL 兼容
◆高电平的最低电压：2V
◆低电平的最高电压：0.8V
第五节、DO数字量输出功能
◆通道数：8 路
◆电气标准：TTL 兼容
◆高电平的最低电压：3.8V
◆低电平的最高电压：0.44V
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◆上电输出：低电平
第六节、其他指标
◆板载时钟振荡器：40MHz
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第一节、主要元件布局图第二节、主要元件功能说明第二章元件布局图及简要说明
版本：6.1.11
请参考第一节中的布局图，了解下面各主要元件的大体功能。
一、信号输入输出连接器
CN1：信号输入输出连接器
以上连接器的详细说明请参考《信号输入输出连接器》章节。
二、电位器
RP2：AD 模拟量信号输入零点调节
RP7：AD 模拟量信号输入满度调节
RP3：DA0 模拟量信号输出零点调节
RP6：DA1 模拟量信号输出零点调节
RP4：DA0 模拟量信号输出满度调节
RP5：DA1 模拟量信号输出满度调节
PR1：触发电平满度调节
PR2：触发电平零点调节
RP1：暂时未用
以上电位器的详细说明请参考《产品的应用注意事项、校准、保修》章节。
三、跳线器
JP1～JP2：AO0、AO1 输出阻抗设置，将对应通道跳线1、2 相连，则输出阻抗为 75 欧姆，2、3 相连，
输
出阻抗为 50 欧姆。
四、状态灯
+5VA：+5 伏模拟电源指示灯，指示灯为亮状态表示板卡供电正常
-5VA：-5 伏模拟电源指示灯，指示灯为亮状态表示板卡供电正常
+5VD：+5 伏数字电源指示灯，指示灯为亮状态表示板卡供电正常
FIFO_OVR：FIFO 溢出指示灯，指示灯为亮状态表示 FIFO 溢出
AD_STATUS：AD 状态指示灯
RAM_LED1：RAM 存储器指示灯
RAM_LED0：RAM 存储器指示灯
五、物理ID拨码开关
DID1：设置物理ID号，当PC机中安装的多块PCI8603时，可以用此拨码开关设置每一块板卡的物理ID号，这样使得用户很方便的在硬件配置和软件编程过程中区分和访问每块板卡。下面四位均以二进制表示，拨码开关拨向“ON”，表示“1”，拨向另一侧表示“0”。如下列图中所示：位置“ID3”为高位，“ID0”为低位，图中黑色的位置表示开关的位置。（出厂的测试软件通常使用逻辑ID号管理设备，此时物理ID拨码开关无效。若您想在同一个系统中同时使用多个相同设备时，请尽可能使用物理ID。关于逻辑ID与物理ID的区别请参考软件说明书《PCI8603S》的《设备对象管理函数原型说明》章节中“CreateDevice”和“CreateDeviceEx”函数说明部分）。
ON
ON DID1
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上图表示“1111”，则表示的物理ID 号为15
ID3 ID2 ID1 ID0
ON
DID1
ID 号为7
ON
DID1
上图表示“0101”，则代表的物理ID 号为5
下面以表格形式说明物理ID 号的设置：
15
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版本：6.1.11
第三章信号输入输出连接器
关于 62 芯 D 型插头 CN1 的管脚定义（图形方Array AO0～AO1
Output
注释
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第四章 各种信号的连接方法
版本：6.1.11
第一节、AD 模拟量输入的信号连接方法
一、AD 单端输入连接方式
单端方式是指使用单个通道实现某个信号的输入，同时多个信号的参考地共用一个接地点。此种方式主要 应用在干扰不大，通道数相对较多的场合。可按下图连接成模拟电压单端输入方式，16路模拟输入信号连接到 AI0～AI31端，其公共地连接到AGND 端。
二、AD 双端输入连接方式
双端输入方式是指使用正负两个通路实现某个信号的输入，该方式也叫差分输入方式。此种方式主要应用 在干扰较大，通道数相对较少的场合。单、双端方式的实现由软件设置，请参考PCI8603软件说明书。
PCI8603板可按下图连接成模拟电压双端输入方式，可以有效抑制共模干扰信号，提高采集精度。8路模拟
输入信号正端接到AI0～AI7端，其模拟输入信号负端接到AI8～AI15端，现场设备与PCI8603板共用模拟地 AGND 。
PLC对模拟量数据的计算方法 可编程控制器(简称PLC) 是专为在工业环境中应用而设计的一种工业控制用计算机, 具有抗干扰能力强、可靠性高、体积小等优点, 是实现机电一体化的理想装置, 在各种工业设备上得到了广泛的应用, 在机床的电气控制中应用也比较普遍, 这些应用中常见的是将PLC 用于开关量的输入和输出控制。 随着PLC技术的发展, 它在位置控制、过程控制、数据处理等方面的应用也越来越多。本文将谈论利用PLC处理模拟量的方法, 以对机床液压系统工作压力的检测处理为例, 详细介绍PLC处理模拟量的各重要环节, 特别是相关软件的设计。为利用PLC全面地实现对机床系统工作参数的检测打下技术基础; 为机床故障的判断、故障的预防提供重要的数据来源。 1 PLC采集、处理模拟量的一般过程 在PLC组成的自动控制系统中, 对物理量(如温度、压力、速度、振动等) 的采集是利用传感器(或变送器) 将过程控制中的物理信号转换成模拟信号后, 通过PLC提供的专用模块, 将模拟信号再转换成PLC可以接受的数字信号, 然后输入到PLC中。由于PLC保存数据时多采用BCD码的形式, 所以经过A /D专用模块的转换后, 输入到PLC的数据存储单元的数据应该是一个BCD 码。整个数据传送过程如图1所示。 图1 PLC采集数据的过程图 PLC对模拟量数据的采集, 基本上都采用专用的A /D模块和专用的功能指令相配合, 可以让设计者很方便地实现外部模拟量数据的实时采集, 并把采集的数据自动存放到指定的数据单元中。经过采集转换后存入到数据单元中的BCD码数字, 与物理量的大小之间有一定的函数关系, 但这个数字并不与物理量的大小相等, 所以, 采集到PLC中的数据首先就需 要进行整定处理, 确定二者的函数关系, 获得物理量的实际大小。通过整定后的数据, 才是实时采集的物理量的实际大小, 然后才可以进行后序的相关处理, 并可根据需要显示输出数据, 整个程序设计的流程图如图2所示。
4到20ma模拟量转换公式 大家可能会非常熟悉RS232，RS485，CAN等工业上常用的总线，他们都是传输数字信号的方式。那么，我们用什么方式来传输模拟信号呢？工业上普遍需要测量各类非电物理量，例如温度、压力、速度、角度等，这些都需要转换成模拟量电信号才能传输到几百米外的控制室或显示设备上。工业上最广泛采用的是用4~20mA电流来传输模拟量。 采用电流信号的原因是不容易受干扰，因为工业现场的噪声电压的幅度可能达到数V，但是噪声的功率很弱，所以噪声电流通常小于nA 级别，因此给4－20mA传输带来的误差非常小；电流源内阻趋于无穷大，导线电阻串联在回路中不影响精度，因此在普通双绞线上可以传输数百米；由于电流源的大内阻和恒流输出，在接收端我们只需放置一个250欧姆到地的电阻就可以获得0－5V的电压，低输入阻抗的接收器的好处是nA级的输入电流噪声只产生非常微弱的电压噪声。 上限取20mA是因为防爆的要求：20mA的电流通断引起的火花能量不足以引燃瓦斯。下限没有取0mA的原因是为了能检测断线：正常工作时不会低于4mA，当传输线因故障断路，环路电流降为0。常取2mA作为断线报警值。电流型变送器将物理量转换成4~20mA电流输出，必然要有外电源为其供电。最典型的是变送器需要两根电源线，加上两根电流输出线，总共要接4根线，称之为四线制变送器。当然，
电流输出可以与电源公用一根线（公用VCC或者GND），可节省一根线，所以现在基本上将四线制变送器称之为三线制变送器。其实大家可能注意到，4-20mA电流本身就可以为变送器供电，变送器在电路中相当于一个特殊的负载，这种变送器只需外接2根线，因而被称为两线制变送器。工业电流环标准下限为4mA，因此在量程范围内，变送器通常只有24V，4mA供电（因此，在轻负载条件下高效率的DC/DC电源（TPS54331,TPS54160），低功耗的传感器和信号链产品、以及低功耗的处理器（如MSP430）对于两线制的4-20mA收发非常重要）。这使得两线制传感器的设计成为可能而又富有挑战。
模拟量的输入/输出都可以用下列的通用换算公式换算：Ov = [(Osh - Osl)*(Iv - Isl)/(Ish - Isl)] + Osl 其中： Ov: 换算结果 Iv: 换算对象 Osh: 换算结果的高限 Osl: 换算结果的低限 Ish: 换算对象的高限 Isl: 换算对象的低限 转换模拟量值到工程量值 问题: 是否有功能块能转换模拟量值到工程量值? 解答: 在Step7 中，standard library T1-S7 Converting Blocks FC105。 例如：转换一个模拟量PIW256到0.0~200.0工程范围 Call FC105 IN:=PIW256 (模拟量，范围-27648~27648) HI_LIM:=200.0 (上限) LO_LIM:=0.0 (下限) BIPOLAR:=M2.1 (极性 如M2.1为1,对应的PIW256 为-27648~27648; 如M2.1为0,对应的PIW256为0~27648) RET_V AT:=MW4 (错误返回值) OUT:=MD50 (工程值
例子:从0到10V的值中输入到插在插槽6的模拟模块中。目前这个值是一个整数（16位），应该规格化100到1000之间的REAL格式，并以双字MD10保存在位储存器中。 语句表的解决方案： L PIW 288 //0到10V的模拟量输入包含0到27648个整数（16位） ITD //16位整数值转换成32位整数 DTR //32位整数转化成实数 L 2.7648e+4 // /R //除以实数27648 L 9.000e+2 // *R // 乘以实数***（1000-100） L 1.000e+2 // +R // 加上实数100（补偿值） T MD10 //把100到1000规格化成REAL格式
C2000 MDV8为通道隔离增强型智能模拟量数字量采集器，8路24位高精度电压型模拟量输入（量程为-10V~10V），采用通道隔离、全差分输入、插补输出设计，确保设备适用于更加复杂的环境。2路数字量（干接点）输入，RS485接口光电隔离和电源隔离技术，有效抑制闪电，雷击，ESD和共地干扰。且支持用户标定，满足了几乎所有情况对精度的要求。为系统集成商、工程商集成了标准的Modbus RTU协议。通过RS-485即可实现对远程模拟量和开/关设备的数据采集和控制。下层设备通常有接近开关、机械开关、按钮、光传感器、LED以及光电开关等数字量开关设备及PH、电导计、温度计、湿度计、压力计、流量计、启动器和阀门等模拟量设备。 特点： →8路模拟量（电压量）输入； →2路数字量干接点输入； →I/O与系统完全隔离； →AI分辨率：24位； →AI输入通道采取全差分输入，支持标定，插补输出； →模拟量输入通道之间完全隔离，隔离度350VDC； →AI输入测量范围：-10V~10 V ； →采用Modbus RTU通信协议； →RS485通信接口提供光电隔离及每线600W浪涌保护； →电源具有过流过压保护和防反接功能； →安装方便。 1.2 技术参数 模拟量接口AI 8路差分输入 AI分辨率24bit AI量程-10V~10 V（可标定）AI通道隔离度350V DC AI输入阻抗1MΩ 数字量输入接口 DI 2路干接点输入 DI保护过压小于240V ，过流小于80mA 串口通讯参数接口类型RS-485 波特率1200~115200bps 数据位8
奇偶校验 None 停止位 1 流量控制 None 通信协议 Modbus RTU 串口保护 串口ESD 保护 1.5KV 串口防雷 600W 串口过流，过压 小于240V ，小于80mA 电源参数 电源规格 9-24VDC (推荐12VDC) 电流 100mA@12VDC 浪涌保护 1.5kW 电源过压，过流 60V ，500mA 工作环境 工作温度、湿度 -25~85℃，5~95%RH ，不凝露 储存温度、湿度 -60~125℃，5~95%RH ，不凝露 其他 尺寸 72.1*121.5*33.6mm 保修 5年质保 MDV8外观
远程数据采集模块模拟量采集 远程数据采集模块模拟量采集模块，可采集电压、电流、毫伏、各种类型热电阻温度、各种类型热电偶温度，通道类型随意组合。模块采用RS485通讯接口，支持MODBUS-RTU 和自由口通讯协议，可以连接PLC、DCS以及国内外各种组态软件。 输入通道采用双端差动输入。输入、电源、网络及通道之间电气隔离，有效抑制各类共模干扰，消除通道间的相互影响。每个通道的信号类型可以任意设置。 热电阻、热电偶输入有断路检测功能，采集结果为温度值，热电偶输入自动进行冷端温度补偿。 一线通模块具有一阶数字滤波、50Hz工频抑制功能，对抑制工业现场的工频干扰十分有效，保证微弱信号的采集精度，同时，一线通模块具有自动校准、系统校准功能，随时修正由于环境温度变化引起的测量误差，保证一线通模块在整个工作温度范围内的采集精度。 另外，其还有如下主要特性： ●16路多功能模拟量输入通道。 ●14种输入信号类型。 ●通道信号类型随意组合。 ●双端差动输入。 ●自动校准功能。 ●输入电气隔离。 ●RS485通讯接口。 ●MODBUS-RTU协议；自由通讯口协议。 >远程数据采集模块参数 ●通道数量：16路。 ●精度：温度：±（0.1[%]FS+0.1）℃。 ●扫描周期：1秒。 ●分辨率：20位AD。 ●隔离电压：网络隔离1500V；通道间隔离400V。 ●通讯接口：RS485/MODBUS-RTU协议。 ●通讯参数：19200bps/无奇偶校验/1位起始位/1位停止位。 ●通信距离：1200米。 ●通讯介质：普通双绞线 ●外型尺寸：135X58X28mm ●工作电源：24VDC/1瓦。 ●工作环境：温度-20～70℃，湿度≤85[%] RH>远程数据采集模块原理 1、采集信号分析
第六章模拟量输入输出与数据采集卡 通过本章的学习，使考生掌握D/A，A/D转换的原理和典型芯片，在此基础上了解工业控制计算机常用模板的组成和应用。 要求： (1)了解D/A转换的工作原理和8位，12位D/A转换芯片；D／A转换器与总线的连接和应用方法。 (2)了解A/D转换器的工作原理和指标，熟悉A/D转换的典型芯片和多路转换器，采样保持器的工作原理。 (3)了解数据采集卡的组成和指标及其应用方法，了解工控机配套模板的概况。 一、重点提示 本章重点是D/A，A/D转换器的工作原理，与总线的连接方法。 二、难点提示 本章难点是利用这些芯片和多路开关、采样保持器组成数据采集卡的应用方法。 考核目的：考核学生对微型计算机的模拟通道的构成及工作原理的掌握。 1．数模转换器D/A (1)D/A转换的指标和工作原理 / (2)典型D/A转换器芯片 (3)D/A转换器与总线的连接 2．模数转换器A/D (1)A/D转换器的工作原理（双积分和逐次逼近型A/D转换），A/D转换器主要指标 (2)典型A/D转换器芯片（ADC0809及．12位A/D芯片）的功能和组成，与总线的连接 3．多路开关 (1)数据采集系统对多路开关的要求 (2)几种多路开关芯片 (3)几种多路开关的主要技术参数 4．采样保持器 (1)采样保持器的工作原理 (2)常用的采样保持器芯片 5．数据采集卡的组成及其应用 本章知识结构如下： （一）D／A转换接口 D/A转换器的作用是将二进制的数字量转换为相应的模拟量。D/A转换器的主要部件是电阻开关网络，其主要网络形式有权电阻网络和R-2R梯形电阻网络。 集成D/A芯片类型很多，按生产工艺分有双极型、MOS型等；按字长分有8位、10位、
因为A/D（模/数）、（D/A）数/模转换之间的对应关系，S7-200 CPU 内部用数值表示外部的模拟量信号，两者之间有一定的数学关系。这个关系就是模拟量/数值量的换算关系。 例如，使用一个0 - 20mA的模拟量信号输入，在S7-200 CPU内部，0 - 20mA对应于数值范围0 - 32000；对于4 - 20mA的信号，对应的内部数值为6400 - 32000。 如果有两个传感器，量程都是0 - 16MPa，但是一个是0 - 20mA输出，另一个是4 - 20mA输出。它们在相同的压力下，变送的模拟量电流大小不同，在S7-200内部的数值表示也不同。显然两者之间存在比例换算关系。模拟量输出的情况也大致相同。 上面谈到的是0 - 20mA与4 - 20mA之间换算关系，但模拟量转换的目的显然不是在S7-200 CPU中得到一个0 - 32000之类的数值；对于编程和操作人员来说，得到具体的物理量数值（如压力值、流量值），或者对应物理量占量程的百分比数值要更方便，这是换算的最终目标。 如果使用编程软件Micro/WIN32中的PID Wizard（PID向导）生成PID功能子程序，就不必进行0 - 20mA与4 - 20mA信号之间的换算，只需进行简单的设置。 通用比例换算公式 模拟量的输入/输出都可以用下列的通用换算公式换算：
Ov = [(Osh - Osl)*(Iv - Isl)/(Ish - Isl)] + Osl 其中： Ov:换算结果 Iv:换算对象 Osh:换算结果的高限 Osl:换算结果的低限 Ish:换算对象的高限 Isl:换算对象的低限 它们之间的关系可以图示如下： 图1. 模拟量比例换算关系 实用指令库 在Step7 - Micro/WIN Programming Tips（Micro/WIN编程技巧中）的Tip38就是关于如何实现上述转换的例程。 为便于使用，现已将其导出成为”自定义指令库“，可以添加到自己的Micro/WIN编程软件中应用。
NET2801 数据采集卡硬件使用说明书 阿尔泰科技发展有限公司 产品研发部修订
阿尔泰科技发展有限公司 目录 第一章功能概述 (2) 第一节、产品应用 (2) 第二节、AD 模拟量输入功能 (2) 第三节、DI 数字量输入功能 (3) 第四节、DO 数字量输出功能 (3) 第五节、其他指标 (3) 第二章元件布局图及简要说明 (4) 第一节、主要元件布局图 (4) 第二节、主要元件功能说明 (4) 一、信号输入输出连接器 (4) 二、电位器 (4) 三、跳线器 (4) 四、复位拨码开关 (4) 五、状态指示灯 (5) 第三章信号输入输出连接器 (6) 第一节、信号输入输出连接器定义 (6) 第二节、DIO 数字量信号输入输出连接器定义 (7) 第四章跳线器设置 (8) 第一节、AD 模拟信号输出量程选择 (8) 第二节、AD 模拟信号输入单双端方式选择 (8) 第五章各种信号的连接方法 (9) 第一节、AD 模拟量输入的信号连接方法 (9) 一、AD 单端输入连接方式 (9) 二、AD 双端输入连接方式 (9) 第二节、DI 数字量输入的信号连接方法 (10) 第三节、DO 数字量输出的信号连接方法 (10) 第六章数据格式、排放顺序及换算关系 (11) 第一节、AD 模拟量输入数据格式及码值换算 (11) 一、AD 双极性模拟量输入的数据格式 (11) 二、AD 单极性模拟量输入数据格式 (11) 第二节、AD 单通道与多通道采集时的数据排放顺序 (11) 一、单通道 (11) 二、多通道 (11) 第七章各种功能的使用方法 (13) 第一节、AD 触发功能的使用方法 (13) 一、AD 内触发功能 (13) 二、AD 外触发功能 (13) 第二节、AD 连续与分组采集功能的使用方法 (14) 一、AD 连续采集功能 (14) 二、AD 分组采集功能 (14) 第八章产品的应用注意事项、校准、保修 (18) 第一节、注意事项 (18) 第二节、AD 模拟量输入的校准 (18) 第三节、保修 (18)
模拟量 定义解释 模拟 模拟量 量就是指变量在一定范围连续变化的量也就就是在一定范围(定义域)内可以取任意值、数字量就是分立量不就是连续变化量只能取几个分立值二进制数字变量只能取两个值。 研究领域 一般模拟量 一般模拟量就是指现场的水井水位、水塔水位、泵出口压力与出口流量等模拟量,需要通过多路复用芯片完成多路数据的采集与模数转换器完成模拟量与数字量的转换,再将采集的数据给CPU处理。 模拟电子技术 模拟电子技术研究的就是连续信号称为模拟量、数字电子技术研究的就是断续信号称为数字量、根据这一点提出问题:大家非常熟悉也都会用的算盘它的数据就是连续的还就是断续的。 AD转换器 AD转换器(模数转换器)的作用就是从信号加工放大器输入的0~5V的直流电信号通常称为模拟量,可用无限长的数字来表示,如4、8213、…(V),计算机处理这些模拟量,只能处理有限长度的量,我们称之为数字量。 量测压 量测值电压值、有功功率、无功功率、温度与变压器抽头位置等均用量测值表示与状态量(也称逻辑量)对照也称为模拟量。因日立仪器吸取试剂时并不就是按参数设置的体积吸取,而就是要多吸一部分(此部分称为模拟量),此种设计的目的就是为了防止试剂被稀释。工作模式比较人们把连续变化的物理量称为模拟量、指针式万用表的指针偏转可随时间作连续变化,并与输入量保持一种对应关系,故称之为模拟式万用表(VOM)。 遥测 遥测——反映电力系统及设备的运行状态如有功功率、无功功率、电压、电流及频率等也称为模拟量、电量——这就是功率对时间的积分量主要用于统计与记帐。 数字量与模拟量的区别
数字量 在时间上与数量上都就是离散的物理量称为数字量。把表示数字量的信号叫数字信号。把工作在数字信号下的电子电路叫数字电路。 例如: 用电子电路记录从自动生产线上输出的零件数目时,每送出一个零件便给电子电路一个信号,使之记1,而平时没有零件送出时加给电子电路的信号就是0,所在为记数。可见,零件数目这个信号无论在时间上还就是在数量上都就是不连续的,因此她就是一个 数字信号。最小的数量单位就就是1个。 模拟量 在时间上或数值上都就是连续的物理量称为模拟量。把表示模拟量的信号叫模拟信号。把工作在模拟信号下的电子电路叫模拟电路。 例如: 热电偶在工作时输出的电压信号就属于模拟信号,因为在任何情况下被测温度都不可能发生突跳,所以测得的电压信号无论在时间上还就是在数量上都就是连续的。而且,这个电压信号在连续变化过程中的任何一个取值都就是具体的物理意义,即表示一个相应的温度。 转换原理 1、数模转换器就是将数字信号转换为模拟信号的系统,一般用低通滤波即可以实现。数字信号先进行解码,即把数字码转换成与之对应的电平,形成阶梯状信号,然后进行低通滤波。 根据信号与系统的理论,数字阶梯状信号可以瞧作理想冲激采样信号与矩形脉冲信号的卷积,那么由卷积定理,数字信号的频谱就就是冲激采样信号的频谱与矩形脉冲频 谱(即Sa函数)的乘积。这样,用Sa函数的倒数作为频谱特性补偿,由数字信号便可恢复为采样信号。由采样定理,采样信号的频谱经理想低通滤波便得到原来模拟信号的频谱。 一般实现时,不就是直接依据这些原理,因为尖锐的采样信号很难获得,因此,这两 次滤波(Sa函数与理想低通)可以合并(级联),并且由于这各系统的滤波特性就是物理不可实现的,所以在真实的系统中只能近似完成。 2、模数转换器就是将模拟信号转换成数字信号的系统,就是一个滤波、采样保持与编码的过程。模拟信号经带限滤波,采样保持电路,变为阶梯形状信号,然后通过编码器, 使得阶梯状信号中的各个电平变为二进制码。 众所周知,在控制系统中有两个常见的术语,“模拟量”与:开关量“不论输入还就是输出,一个参数要么就是模拟量,要么就是开关量。 模拟量:控制系统两的大小就是一个在一定范围内变化的连续值。比如温度,从0—100度,压力从0-10Mpa,液位从1—5米,电动阀门从开度0----100%,等等,这些都就是模拟量。 开关量:该物理量只有两种状态,入开关的导通与断开的状态,继电器的闭合与打开,电磁阀的通与断,等等。 对控制系统来说,由于CPU就是二进制的,数据的每位只有“0“与“1”两种状态,因此,开关量只要用CPU内部的一位即可表示。比如:用“0”表示开,用“1”表示关,而模拟量则根据精度,通常需要8位到16位才能表示一个模拟量。 最常见的模拟量就是12位的,即精度为2—12,最高精度约为万分之二点五。当然,在实际的控制系统中,
毕业设计 题目：基于STM32的多路模拟量数据采集系统设计 学生： 学号： 学院：电气与信息工程学院
专业：电气工程及其自动化指导教师： 2016年6月10日
基于STM32的多路模拟量数据采集系统设计 摘要 本文介绍了基于STM32的数据采集的硬件设计和软件设计，数据采集系统是模拟域与数字域之间必不可少的纽带，它的存在具有着非常重要的作用。本文介绍的重点是数据采集系统，而该系统硬件部分的重心在于单片机芯片。数据采集与通信控制采用了模块化的设计，数据采集与通信控制采用了单片机STM32来实现，硬件部分是以单片机为核心，还包括显示模块和串行接口部分。该系统由程序直接控制STM32芯片。3路被测电压通过DMA专用通道采集，将数据传输向STM32自带的模数转换模块进行模数转换，实现对采集到的数据进行模拟量到数字量的转换，并将转换后的数据通过STM32通过GPIO口控制液晶屏来显示所采集的结果。软件部分应用C语言编写控制软件，对数据采集系统、模数转换系统、数据显示、数据通信等程序进行了设计。 关键词：数据采集，STM32，模数转换
The Design of Multi-channel Data Acquisition System Based on STM32 ABSTRACT This paper introduces the hardware design and software design of data acquisition based on STM32. The data acquisition system is an indispensable link between analog and digital domains. It plays a very important role. The focus of this article is the data acquisition system, and the focus of the hardware part of the system is the single-chip microcomputer chip. Data collection and communication control use a modular design and use STM32 MCU to realize themsleves. The hardware part is a single-chip microcomputer as the core, and it also includes a display module and the serial interface. The system is directly controlled by the program STM32 chip. Three-measured voltage uses a dedicated DMA channel data acquisition and the data transmission to get the STM32 built-in ADC analog digital conversion module, and it realizes the data acquisition through the digital conversion, and converts the data through the STM32 , GPIO to control LCD screen and display the collected results. Software part of the application of C software use the data acquisition system, analog digital conversion system, data display, and data communications and other procedures to design. Key words:data acquisition,STM32,ADC
因为A/D（模/数）、D/A（数/模）转换之间的对应关系，S7-200 CPU内部用数值表示外部的模拟量信号，两者之间有一定的数学关系。这个关系就是模拟量/数值量的换算关系。 例如，使用一个0 - 20mA的模拟量信号输入，在S7-200 CPU内部，0 - 20mA对应于数值范围0 - 32000；对于4 - 20mA的信号，对应的内部数值为6400 - 32000。 如果有两个传感器，量程都是0 - 16MPa，但是一个是0 - 20mA输出，另一个是4 - 20mA输出。它们在相同的压力下，变送的模拟量电流大小不同，在S7-200内部的数值表示也不同。显然两者之间存在比例换算关系。模拟量输出的情况也大致相同。 上面谈到的是0 - 20mA与4 - 20mA之间换算关系，但模拟量转换的目的显然不是在S7-200 CPU中得到一个0 - 32000之类的数值；对于编程和操作人员来说，得到具体的物理量数值（如压力值、流量值），或者对应物理量占量程的百分比数值要更方便，这是换算的最终目标。 如果使用编程软件Micro/WIN32中的PID Wizard（PID向导）生成PID功能子程序，就不必进行0 - 20mA与4 - 20mA信号之间的换算，只需进行简单的设置。 通用比例换算公式 模拟量的输入/输出都可以用下列的通用换算公式换算： Ov = [(Osh - Osl)*(Iv - Isl)/(Ish - Isl)] + Osl 其中： Ov: 换算结果 Iv: 换算对象 Osh: 换算结果的高限 Osl: 换算结果的低限 Ish: 换算对象的高限 Isl: 换算对象的低限 它们之间的关系可以图示如下：
8通道精密模拟量数据采集器设计 一.设计描述 目标：设计一能采集8个通道的模拟量的精密数据采集系统。 主要技术指标： （1）模拟量通道数：8； （2）AD 转换分辨率：14位（数据实质是12位，加符号位和过量程指示位，总共14位）； （3）模拟量输入范围：0-4.8V ； （3）数据通信与显示方式：采集到的数据通过串口发送到上位计算机，由计算机显示数据； （4）上位计算机与数据采集系统（下位机）通信方式：串口通信，主从通信方式，上位机为主机，下位机为从机。 由上位机发起通信，下位机响应，将采集到的8路数据一并发送到计算机中。 二、方案设计 按要求，设计数据采集器方案如下所示： 数据采集器采用STC51系列单片机作为微控制器，模拟开关MAX308的地址A0、A1、A2分别与P1.0~P1.2连接，通过控制P1口输出来选择输入信号，将信号依次输入送入双积分AD 转换器ICL7109的模拟信号输入端，在使用模拟开关时，将模拟开关的输出端连接到ICL7109的输入通道即可。ICL7109的转换结果通过P0口传给单片机，单片机将采集结果通过串行通信RS232接口上传给上位PC 机，实现数据的采集。 数据采集器方案示意图 1. 电路原理图 a) STC12C5A60S2单片机电路 本实验中选取STC12C5A60S2单片机作为微控制器，需要片外11.0592MHz 的振荡器。在本此实验中程序及数据不多，故无需另加外部程序存储器。单片机部分的电路如下所示： 单片机AT89S52 双积分AD 转换器ICL7109多路模拟开关MAX308 RS232串行接口 计算机 模拟量输入
b)数据输入部分 通道选择电路 数据输入部分由模拟开关MAX308实现多路信号的切换。MAX308是单8路（单刀16位）模拟开关，各开关由外部输入二进制的地址码A0、A1、A2来切换。其中脚1、14和16是地址码A0、A1、A2的输入端； 输入脚A0、A1、A2分别与单片机P1.0~P1.2相连，改变P1输出即可切换输入通道，控制脚接高。
对输入、输出模拟量的PLC编程实例解析 对于初学PLC编程的人来说，模拟量输入、输出模块的编程要比用位变量进行一般的程序控制难的多，因为它不仅仅是程序编程，而且还涉及到模拟量的转换公式推导与使用的问题。不同的传感变送器，通过不同的模拟量输入输出模块进行转换，其转换公式是不一样的，如果选用的转换公式不对，编出的程序肯定是错误的。比如有3个温度传感变送器： （1）、测温范围为0~200 ，变送器输出信号为4～20ma （2）、测温范围为0~200 ，变送器输出信号为0～5V （3）、测温范围为－100 ~500 ，变送器输出信号为4～20ma （1）和（2）二个温度传感变送器，测温范围一样，但输出信号不同，（1）和(3)传感变送器输出信号一样，但测温范围不同，这3个传感变送器既使选用相同的模拟量输入模块，其转换公式也是各不相同。 一、转换公式的推导 下面选用S7-200的模拟量输入输出模块EM235的参数为依据对上述的3个温度传感器进行转换公式的推导： 对于(1)和（3）传感变送器所用的模块，其模拟量输入设置为0～20ma电流信号,20ma 对应数子量=32000，4 ma对应数字量=6400； 对于（2）传感变送器用的模块，其模拟量输入设置为0～5V电压信号，5V 对应数字量=32000，0V对应数字量=0； 这3种传感変送器的转换公式该如何推导的呢？这要借助与数学知识帮助，请见下图：
上面推导出的（2-1）、（2-2）、（2-3）三式就是对应（1）、（2）、（3）三种温
度传感变送器经过模块转换成数字量后再换算为被测量的转换公式。编程者依据正确的转换公式进行编程，就会获得满意的效果。 二、变送器与模块的连接 通常输出4～20ma电流信号的传感变送器，对外输出只有+、- 二根连线，它需要外接24V电源电压才能工作，如将它的+、- 二根连线分别与24V电源的正负极相连，在被测量正常变化范围内，此回路将产生4～20ma电流，见下左图。下右图粉色虚线框内为EM235 模块第一路模拟输入的框图，它有3个输入端，其A+与A-为A/D转换器的+ - 输入端，RA与A-之间并接250Ω标准电阻。A/D转换器是正逻辑电路，它的输入是0～5V电压信号，A-为公共端，与PLC 的24V电源的负极相连。 那么24V电源、传感变送器、模块的输入口三者应如何连接才是正确的？正确的连线是这样的：将左图电源负极与传感器输出的负极连线断开，将电源的负极接模块的A-端，将传感器输出负极接RA端，RA端与A+端并接一起，这样由传感器负极输出的4～20ma电流由RA流入250Ω标准电阻产生0～5V 电压并加在A+与A-输入端。 切记：不可从左图的24V正极处断开，去接模块的信号输入端，如这样连接，模块是不会正常工作的。 对第（2）种电压输出的传感変送器，模块的输入应设置为0～5V电压模式，连线时，变送器输出负极只连A+，RA端空悬即可。 三、按转换公式编程： 根据转换后变量的精度要求，对转换公式编程有二种形式：1、整数运算，2、实数运算。
M-IF16C用户手册V1.1 基于Modbus的16路电流型模拟量输入模块 1 产品简介 M-IF16C（基于Modbus的16路电流型模拟量输入模块）作为通用型模拟量量采集模块广泛应用于冶金、化工、机械、消防、建筑、电力、交通等工业行业中，可接入16路温度、湿度、液位、压力、流量、PH值等传感器输出的0～20mA 或4～20mA模拟量信号。支持标准的Modbus RTU 协议，并具有通讯超时检测功能，可同其它遵循Modbus RTU 协议的设备联合使用。 1.1 系统概述 M-IF16C模块的原理框图如图1.1所示，模块主要由电源电路、模拟量输入采样电路、隔离RS485收发电路及MCU等部分组成。采用高速ARM处理器作为控制单元，拥有隔离的RS485通讯接口，具有ESD、过压、过流保护功能，避免了工业现场信号对模块通讯接口的影响，使通讯稳定可靠。 图1.1 原理框图 1.2 主要技术指标 1）系统参数 供电电压：5～40VDC，电源反接保护 功率消耗：0.5W
工作温度：-10℃～60℃ 存储温度：-40℃～85℃ 相对湿度：5%～95%不结露 2）模拟量输入参数 输入路数：16路单端输入 正常输入范围：0～20mA，4～20mA 最大输入范围：0～21mA 隔离电压：2500VDC 输入电阻：120Ω ADC分辨率：12位 采样精度：0.5% 采样速率：100次/s 3）通讯接口 通讯接口：RS485 接口，隔离1500VDC，±15kV ESD 保护、过流保护 隔离电压：1500V 通讯协议：Modbus RTU 协议 波特率：1.2k，2.4k，4.8k，9.6k，19.2k，38.4k，57.6k，115.2k 通讯数据格式：1个起始位，8个数据位，无、奇或偶校验，1个或2个停止位 1.3 外形及尺寸 外壳材料：ABS工程塑料 尺寸大小：145mm(长) * 90mm(宽) * 40mm(高) 安装方式：标准DIN35导轨安装和螺钉安装 模块外形如图1.2所示，安装尺寸如图1.3所示。
开关量数字量模拟量 This model paper was revised by the Standardization Office on December 10, 2020
开关量：开关量只有两种状态，0、1，包括开入量和开出量，反映的是状态。 数字量：数字量由多个开关量组成。如三个开关量可以组成表示八个状态的数字量。 模拟量：模拟量是连续的量，数字量是不连续的。反映的是电量测量数值（如电流、电压）。 1、开关量：为通断信号，无源信号，电阻测试法为电阻0或无穷大； 也可以是有源信号，专业叫法是阶跃信号，就是0或1，可以理解成脉冲量 版主说的好，多个开关量可以组成数字量 2、数字量：有0和1组成的信号类型，通常是经过编码后的有规律的信号。和模拟量的关系是量化后的模拟量。 3、模拟量：连续的电压，电流等信号量，模拟信号是幅度随时间连续变化的信号，其经过抽样和量化后就是数字量。 4、脉冲量：在瞬间电压或电流由某一值跃变到另一值的信号量。在量化后，其连续规律的变化就是数字量，如果其由0变成某一固定值并保持不变，其就是开关量 开关量主要指开入量和开出量，是指一个装置所带的辅助点，譬如变压器的温控器所带的继电器的辅助点（变压器超温后变位）、阀门凸轮开关所带的辅助点（阀门开关后变位），接触器所带的辅助点（接触器动作后变位）、热继电器（热继电器动作后变位），这些点一般都传给PLC或综保装置，电源一般是由PLC或综保装置提供的，自己本身不带电源，所以叫无源接点，也叫PLC或综保装置的开入量。 数字量定义为：在时间和数值上都是断续变化的离散信号。
模拟量定义为：在时间和数值上都是连续变化的信号。 最基本的数字量就是0和1，最基本来说即指反映到开关上就是指一个开关的打开（0）或闭合（1）状态，开关量是无源的，即它需要装置输出电源对它进行检测（这也就是装置的开入量，如综保装置的非电量输入即是一个外部提供的开入量）；也可以用0和1进行编码，编成各种通讯码。 模拟量即指经PT、CT等传送过来的电压、电流、频率等电量信号；压力传感器经压力变送器、液位传感器经液位变送器、流量传感器经流量变送器、热电偶或热电偶经温度变送器等传送过来的4-20mA（电Ⅲ型仪表）信号等就是模拟量。综保装置能检测电量（经PT、CT等传送过来的电压、电流、频率等信号，即模拟量）和非电量信号（变压器的轻瓦斯、重瓦斯、超温信号，即非电量，也就是开关的打开和闭合） 开关量、数字量、脉冲量。 1、直接测量到的是开关量、模拟量。 开关量：反映的是状态信号（如开关开、合）。 模拟量：反映的是电量测量数值（如电流、电压）。 2、脉冲量一般是积分量（如电度量），不能直接测量到，需要经过测量仪表进行运算得到。 3、接测量到的开关量、数字量、脉冲量进行调制、数字编码，在通讯通道中传输。 以前也有用模拟信号来传输的，现在一般都是用数字信号来传输。 4、调度端解调信号，还原信息。
使用组态王与多个模拟量采集模块通讯如何使用组态王软件与多个模拟量采集模块通讯，构成一个采集系统呢？其实做起来很简单，采集模块一般都支持485通讯，只需要将几个采集模块用485数据线并联起来，再用232转485模块与电脑相连，就可以用组态王进行数据通讯了。连接示意图如下： 以下示例中就展示如何通过组态王进行简单配置与四个模拟量采集模块组成一个简单采集系统的过程。 首先根据需要采集的数据的信号类型及量程选择采集模块，本示例中选用DAQM-4202，它具有8个模拟量采集通道，并且每个通道都能按照需要设置量程。 打开产品自带光盘，使用上位机软件设置采集模块的通讯参数、设备地址以及每个通道的采集量程。本示例中分别设置四个采集模块地址为1、2、3、4，波特率9600、无校验。分别按照需要设置个模块量程，有-10 ~ 10V, 0 ~ 20mA等多个量程可选。
接下来要在组态王中配置相应设备。打开组态王软件，新建一个项目，在左侧设备选项中，选择COM1，双击新建，在弹出窗口中选 择设备驱动PLC 莫迪康ModbusRTU 。
接下来点下一步，按照提示分别设置设备名称、设备地址、通讯方式
等内容。分别将四个模块添加到设备组态中。 接下来在数据库选项中选择数据词典，添加每个采集通道对应的变量。点击新建，在弹出窗口中设置变量的名称、选择变量类型为I/O 实数，最小原始值0、最大原始值65535，此处的最大值最小值为选择量程的上下限，按需要填写。下方设备连接选择刚添加的采集模块，每个通道寄存器地址可以从说明书中查到，数据类型选择USHORT。
以此类推，分别添加每个通道的采集值变量。 在画面选项中新建一个窗口，添加文本显示控件，连接到建立好的数据变量上之后，简单的采集系统就搭建完成。 保存工程，用串口通过232转485模块将采集模块连接到电脑上，运行新建的工程，在采集模块采集通道上加上相应的信号，就能在电脑
模拟量与数字量的区别文件编码（GHTU-UITID-GGBKT-POIU-WUUI-8968）
模拟量I/O与数字量I/O有什么区别？ 在工业自动化控制中，经常会遇到开关量，数字量，模拟量，离散量，脉冲量等各种概念，而人们在实际应用中，对于这些概念又很容易混淆。现将各种概念罗列如下： 1.开关量：一般指的是触点的“开”与“关”的状态，一般在计算机设备中也会用“0”或“1”来表示开关量的状态。开关量分为有源开关量信号和无源开关量信号，有源开关量信号指的是“开”与“关”的状态是带电源的信号，专业叫法为跃阶信号，可以理解为脉冲量，一般的都有220VAC,110VAC,24VDC,12VDC等信号，无源开关量信号指的是“开”和“关”的状态时不带电源的信号，一般又称之为干接点。电阻测试法为电阻0或无穷大。 2.数字量：很多人会将数字量与开关量混淆，也将其与模拟量混淆。数字量在时间和数量上都是离散的物理量，其表示的信号则为数字信号。数字量是由0和1组成的信号，经过编码形成有规律的信号，量化后的模拟量就是数字量。 3.模拟量：模拟量的概念与数字量相对应，但是经过量化之后又可以转化为数字量。模拟量是在时间和数量上都是连续的物理量，其表示的信号则为模拟信号。模拟量在连续的变化过程中任何一个取值都是一个具体有意义的物理量，如温度，电压，电流等。 4.离散量：离散量是将模拟量离散化之后得到的物理量。即任何仪器设备对于模拟量都不可能有个完全精确的表示，因为他们都有一个采样周期，在该采样周期内，其物理量的数值都是不变的，而实际上的模拟量则是变化的。这样就将模拟量离散化，成为了离散量。 5.脉冲量：脉冲量就是瞬间电压或电流由某一值跃变到另一值的信号量。在量化后，其变化持续有规律就是数字量，如果其由0变成某一固定值并保持不变，其就是开关量。
模拟量比例换算 因为A/D（模/数）、D/A（数/模）转换之间的对应关系，S7-200 SMART CPU内部用数值表示外部的模拟量信号，两者之间有一定的数学关系。这个关系就是模拟量/数值量的换算关系。 例如，使用一个0 - 20mA的模拟量信号输入，在S7-200 SMART CPU 内部，0 - 20mA对应于数值范围0 - 27648；对于4 - 20mA的信号，对应的内部数值为5530 - 27648。 如果有两个传感器，量程都是0 - 16MPa，但是一个是0 - 20mA输出，另一个是4 - 20mA输出。它们在相同的压力下，变送的模拟量电流大小不同，在S7-200 SMART内部的数值表示也不同。显然两者之间存在比例换算关系。模拟量输出的情况也大致相同。 上面谈到的是0 - 20mA与4 - 20mA之间换算关系，但模拟量转换的目的显然不是在S7-200 SMART CPU中得到一个0 - 27648之类的数值；对于编程和操作人员来说，得到具体的物理量数值（如压力值、流量值），或者对应物理量占量程的百分比数值要更方便，这是换算的最终目标。通用比例换算公式 模拟量的输入/输出都可以用下列的通用换算公式换算： Ov = [(Osh - Osl)*(Iv - Isl)/(Ish - Isl)] + Osl 其中：
Ov:换算结果 Iv:换算对象 Osh:换算结果的高限 Osl:换算结果的低限 Ish:换算对象的高限 Isl:换算对象的低限 它们之间的关系可以图示如下： 图1. 模拟量比例换算关系 量程转化指令库 为便于用户使用，这里提供了量程转化库，用户可以添加到自己的Micro/WIN编程软件中应用。 模拟量比例换算指令库 注意：此指令库/程序的作者和拥有者对于该软件的功能 性和兼容性不负任何责任。使用该软件的风险完全由用户 自行承担。由于它是免费的，所以不提供任何担保，错误
基于单片机的模拟量数据采集系统设计
摘要 随着计算机技术的飞速发展和普及，数据采集系统也得到了广泛的应用。微机在通用自动化、信息处理、信息系统等方面得到广泛的应用。在冶金、化工、医疗等应用场合，需要对很多信号进行采集，预处理，暂存和对上位机的传输。再由上位机对数据进行分析处理。 本文设计的模拟量采集系统采用上位机、下位机通信方式运行。由上位机实现对下位机的控制和数据采集的显示，下位机实现模拟量的采集过程。下位机硬件设计采用AT89C52单片机为控制核心，采用ADC0808将模拟量进行转化为数字量进行采集,完成了模拟量采集系统的硬件设计。采用RS-232进行串口通信。结果证明，该设计方法可行，实现了离散量采集系统的自动化，克服了传统数据采集的弊端，应用具有良好的前景和使用价值。 关键词：模拟量采集系统；单片机；通信
Abstract Along with the rapid development of computer technology and popularization, data acquisition system is also widely application. Microcomputer is widely applied in general automation, information processing and information system etc . Signal acquisition, pretreatment, temporary and PC transmission is needed by metallurgy, chemical, medical care and other applications。The design is a discrete variables acquisition system with upper and lower operating mode. The PC machine controls the lower machine and display the date, and the lower machine realizes data collection. Hardware design of digital machines AT89C52 single-chip design Used for RS-232 serial communication, you can relay through the computer to control the realization of the bright lights out billiards control and manual control switch can monitor. The results proved that the design method is feasible to achieve a billiards automated agency management system to overcome the drawbacks of traditional management methods, the application system; communication