英創(chuàng)信息技術(shù)ETA104數(shù)采模塊支持多種模擬信號(hào)輸入方式簡(jiǎn)介

ETA104模擬數(shù)據(jù)采集模塊(下文簡(jiǎn)稱：ETA104模塊)是基于英創(chuàng)公司SBC840工控應(yīng)用底板、符合DM5028標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用擴(kuò)展模塊。ETA104模塊上的模數(shù)轉(zhuǎn)換功能，采用ADS7871模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換芯片，占用ESMARC工控主板的SPI總線進(jìn)行通訊，最高可實(shí)現(xiàn)48K的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換率，最大支持8路14bit模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換。同時(shí)ETA104模塊集成了2路RS485，3路RS232通訊總線。

通過(guò)配置ETA104模塊的模擬轉(zhuǎn)換芯片的控制寄存器，可實(shí)現(xiàn)8路單極性信號(hào)采集，或者4路單分信號(hào)采集，或者差分/單極性混合模式采集。短接ETA104模塊上的跳線器，還可以實(shí)現(xiàn)輸入信號(hào)為4~20mA電流信號(hào)采集。

ETA104模塊的模擬信號(hào)輸入端是CN3，采用IDC20、2.54mm間距雙排插針，如下圖所示：

模擬輸入端口信號(hào)定義與說(shuō)明：

信號(hào)輸入連接方法：

●8路單極性信號(hào)輸入：

Ain1~Ain8可作為8路獨(dú)立的單極性模擬信號(hào)輸入，它們均以GND作為參考地平面。輸入信號(hào)電壓范圍是：+(0~2.5V)

●4路差分信號(hào)輸入：

Ain1-Ain2，Ain3-Ain4，Ain5-Ain6，Ain7-Ain8分別構(gòu)成4路差分信號(hào)輸入。輸入信號(hào)電壓范圍是： (-2.5V)~ (+2.5V)

●混合模式輸入：

輸入端口中，也可以使用差分信號(hào)輸入端的任意一對(duì)或多對(duì)實(shí)現(xiàn)差分信號(hào)輸入，其余端口仍可以用作單極性信號(hào)輸入。該輸入方式的輸入信號(hào)電壓范圍，請(qǐng)參考單極性與差分輸入方式相應(yīng)參數(shù)。

通過(guò)下表，可以簡(jiǎn)明地清楚了解單極性輸入與差分輸入時(shí)的關(guān)系：

軟件配置方法：

通過(guò)向A/D轉(zhuǎn)換芯片ADS7871的控制寄存器Gain/Mux的低4位（M3~M0）寫入配置數(shù)據(jù)，可實(shí)現(xiàn)各種信號(hào)輸入方式的配置。

M3數(shù)據(jù)位為信號(hào)輸入方式控制位：

M3=1：?jiǎn)螛O性信號(hào)輸入，M2~M0為輸入通道控制，選擇Ain1~Ain8的任一信號(hào)輸入端口。

M3=0：差分信號(hào)輸入，M1~M0為輸入通道控制，選擇Ain1-Ain2，Ain3-Ain4，Ain5-Ain6，Ain7-Ain8所構(gòu)成的任一差分輸入端口。M2則用于差分輸入端口的相對(duì)極性控制：

●M2=‘0’時(shí)，Ain1、Ain3、Ain5、Ain7作為差分輸入信號(hào)的‘+’極；Ain2、Ain4、Ain6、Ain8作為差分輸入信號(hào)的‘-’極。

●M2=‘1’時(shí)，Ain2、Ain4、Ain6、Ain8作為差分輸入信號(hào)的‘+’極；Ain1、Ain3、Ain5、Ain7作為差分輸入信號(hào)的‘-’極。

在使用時(shí)，可以調(diào)用英創(chuàng)公司提供的接口函數(shù)"ADS7871_ConfigREG "進(jìn)行配置：

#define ADS7818_REG_GainMux 0x4

BOOL ADS7871_ConfigREG( DWORD dwReg , DWORD dwConfigData );

接口函數(shù)參數(shù)說(shuō)明：

dwReg：輸入?yún)?shù)，需要進(jìn)行配置的寄存器地址，如上定義的ADS7818_REG_GainMux，表示Gain/Gux配置寄存器，其地址為0x04。

dwConfigData：輸入?yún)?shù)，需要寫入寄存的配置數(shù)據(jù)

如：需要配置Ain1-Ain2為差分信號(hào)輸入，Ain1為‘-’、Ain2為‘+’，則M3=‘0’、M2=‘1’；M1~M0=“00”，則配置數(shù)據(jù)為0x04

ADS7871_ConfigREG(ADS7818_REG_GainMux , 0x04);

4~20mA電流信號(hào)輸入采集配置：

通過(guò)短接ETA104模塊上的跳線器，ETA104模塊的模擬信號(hào)輸入可配置為4~20mA電流信號(hào)輸入。單極性信號(hào)與差分輸入信號(hào)均可以實(shí)現(xiàn)4~20mA電流信號(hào)采集。

當(dāng)輸入信號(hào)為4~20mA電流信號(hào)時(shí)，采用120歐姆/1%/1/10W 0603貼片采樣電阻進(jìn)行采樣，并且一共設(shè)計(jì)了4個(gè)4芯跳線器：JP1、JP2、JP3、JP4分別對(duì)應(yīng)8路模擬信號(hào)輸入端口：Ain1~Ain2、Ain3~Ain4、Ain5~Ain6、Ain7~Ain8的4~20mA電流信號(hào)采集配置。跳線器引腳號(hào)排列如下圖所示：

JP1~JP4跳線器腳號(hào)排列示意

JP1~JP4跳線器

●跳線器短接：實(shí)現(xiàn)4~20mA電流信號(hào)、120歐姆電阻采樣輸入

●跳線器斷開(kāi)：電壓信號(hào)輸入

4~20mA電流信號(hào)輸入時(shí)，模擬輸入通道與跳線器短接對(duì)應(yīng)表格：