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1. 概述
PCI-8401 开关量接口卡适用于提供了PCI 总线插槽的PC系列微机，具有即插即用（PnP）的功能。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。在硬件的安装上也非常简单，使用时只需将接口卡插入机内任何一个PCI总线插槽中并用螺丝固定，信号电缆从机箱外部直接接入。
PCI-8401 开关量接口卡可提供72个通道(位)的TTL 电平数字输入／输出信号，同时可提供3个/9个通道16位字长的定时／计数器功能,可广泛应用于工业过程控制系统中以完成多通道外部事件的计数、连续性脉冲量测量、可编程方波频率发生器、定时器等多项功能。本接口卡具有适用范围广、功能强、性能价格比高的特点。
本卡分为A型和B型两种，其区别仅仅在于A型只焊装1片8254，提供3个定时/计数通道。而B型则焊装3片8254，提供9个定时/计数通道。
2. 主要技术参数
2.1 数字I／O部分
2.1.1 接口芯片：8255×3片
2.1.2 通道数：9路，每路8位，共72个通道
2.1.3 输入／输出电平：TTL电平
2.1.4 输入／输出状态：程序设置选择
2.1.5 通讯方式：程序查询
2.2 定时／计数器部分
2.2.1 接口芯片：8254（A型：1片；B型：3片）
2.2.2 通道数：A型：3路；B型：9路
2.2.3 计数字长：16位
2.2.4 **计数频率：10MHz
2.2.5 输入／输出／控制电平：TTL电平
2.3 内部时钟：1MHz
2.4 地址占用量：从基地址起连续25个地址端口
2.5 使用环境：
工作温度： 10℃～40℃。
相对湿度： 40％～80％。
存贮温度： －55℃～＋85℃。
2.6 电源功耗：＋5V ≤ 1A
2.7 外型尺寸 (不含档板)：长×高=175.0mm×106.7mm(6.89英寸×4.2英寸)
3. 工作原理
PCI-8401 开关量接口卡主要由数字I／O部分(8255芯片)、定时／计数器部分（8254芯片）、内部时钟电路和接口逻辑电路组成。
3.1 数字信号输入／输出电路
数字I／O部分由3片8255可编程并行接口芯片组成。 每片8255的PA、PB、PC 三组输入／输出信号线分别通过CZ1～CZ3 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。
3.2 定时／计数器电路
定时／计数器部分由1片/3片8254可编程定时／计数器接口芯片及跨接选择器KJ*A、KJ*B等组成，可为用户提供3个/9个16位字长的定时／计数通道。8254的三组CLK信号通过跨接选择器KJ*A可以分别选择连接外部脉冲信号、内部基准时钟信号或另一通道的OUT信号以构成级连方式。本卡上的九组GATE信号线可通过KJ*B设置使其为外部控制状态或程控方式。
3.3 内部时钟电路
本卡为用户提供了一个1MHz的基准时钟供用户在精确定时方式或外部脉冲宽度测量以及频率输出时使用。
3.4 接口控制逻辑电路
接口控制逻辑电路用来产生与各种操作有关的控制信号。
3.5 有关接口芯片简介
说明：8255可编程并行接口芯片 及 8254可编程定时／计数器接口芯片的工作方式及组合要求较多，需要说明的内容也很多。因其所占篇幅较大，故本使用说明书不做详细摘录，只对其简单应用作一提示性介绍，请用户在使用时参考有关器件手册。
3.5.1 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。
3.5.2 8254可编程计数／定时芯片简介：
本接口卡采用 8254 可编程计数／定时器芯片完成对外部脉冲信号的各种处理。8254芯片内部具有三个独立的16位计数器，它可用程序设置成多种工作方式，按十进制计数或二进制计数，**高计数速率可达10MHz。8254 能用于多种应用场合，例如外部事件计数器、可编程方波频率发生器、分频器、实时时钟以及程控单脉冲发生器等。
本接口卡的功能组成非常灵活，通过跨接插座的不同连接方式，可以使8254的时钟输入端 CLK 与被测现场信号相连，或者与卡上基准时钟相连，也可以将二至三级计数器串连使用。对于8254 的启停控制端 GATE，同样可以通过跨接插座的选择，使其或者受程序的控制或者设置为外部控制。