pci-1240 simp chinese manual - advantech

PCI-1240 4-Axis Stepping/Pulse-type Servo Motor

Control Card

中文版使用手册

著作权® 本文件及产品所附软件由研华股份有限公司于 2001 年申请著作权登记。本公司

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制、影印、翻译或传播。本手册提供的信息尽量做到正确可靠。然而研华股份有

限公司对此信息的使用，或因此信息的使用造成侵害第三者权利，不负责任。承认 PC-LabCard 为研华股份有限公司的注册商标。 IBM 及 PC 为 International Business Machines Corporation 的注册商标。MS-DOS, Windows®, Microsoft® Visual C++ 及 Visual BASIC 为 Microsoft® Corporation 的注册商标。Intel®及

Pentium® 为 Intel Corporation 的注册商标。Delphi 及 C++Builder 为 Inprise Corporation 的注册商标。 CE 通告由研华股份有限公司研发的 PCI-1240，已通过隔离缆线使用于外部缆线的 CE 环

境规格测试。本公司建议使用隔离缆线，并供应此类缆线。有关订购信息请洽当

地经销商。在线技术支持有关技术支持，请到本公司网站查询： http://www.advantech.com/support

专利号码： 2003124000 1 版台湾印制 2001 年四月

目录

第 1 章简介 ....................................................................................... 1

1.1 特性 .......................................................................................................... 1 1.2 应用. ......................................................................................................... 4 1.3 安装指南..................................................... .............................................. 4 1.4 附件............................................................ ............................................... 4

第 2 章安装 ......................................... ............................................ 7

2.1 拆除包装 ................................................................................................... 7 2.2 安装驱动程序 ............................................................................................8 2.3 硬件安装............................................... .................................................... 9

第 3 章信号连接 ..............................................................................11

3.1 I/O 接头脚位配置...................................................................................11 3.2 跳线位置及 DIP 开关.............................................................................11 3.4 输出脉冲定义 (nP+P, nP+N, nP-P, nP-N)............................................17 3.5 通用输出 (nOUT7 ~ nOUT4)................................................................18 3.6 过行程极限开关输入 (nLMT+, nLMT-) ............................................18 3.7 减速/瞬时停止开关输入 (nIN1~ 3) .....................................................19 3.8 伺服驱动通用输入(nINPOS, nALARM) . ............................................20 3.9 编码器输入 (nECAP, nECAN, nECBP, nECBN, nINOP, nINON) .21 3.10 外部脉冲控制输入(nEXOP+, nEXOP-) .............................................. 23 3.11 紧急停止输入 (EMG) ..........................................................................24 3.12 外部电力输入 (VEX) .............................................................................24 3.13 中断设定 ............................................. ...................................................24 3.14 马达驱动器连接实例 ............... ...........................................................25

3.14.1 连接步进马达驱动器...................... ..................................................... 25 3.14.2 连接伺服马达驱动器................... ......................................................... 26

3.15 现场接线考虑事项.............................. ....................................................27 3.16 I/O 信号时序.........................................................................................28

3.16.1 电源 On RESET .................................................................................. 28 3.16.2 个别轴驱动..................................... ...................................................... 28

3.16.3 内插驱动 ............................................ ................................................. 28 3.16.4 输入脉冲时序 ........................................ ............................................. 29 3.16.5 瞬时停止时序 .............................. ....................................................... 29 3.16.6 减速停止时序 .................... ................................................................. 30

附录 A 规格表 ...............................................................................31

附录 B 方块图 ...............................................................................35

附录 C 缓存器结构及格式 ..........................................................37

C.1 概观 ........................................................................................................37 C.2 I/O 端口地址分配 ................................................................................37 C.3 MCX314 写入缓存器：WR0 ~ WR7 ..................................................42 C.4 清除中断缓存器：CLRINT ................................................................42 C.5 脉冲产生器模式/状态缓存器：PGM/PGSTA ...................................42 C.6 MCX314 读取缓存器：RR0 ~ RR7 ...................................................43 C.7 中断状态缓存器：INTSTA...................................................................44 C.8 线路板 ID 缓存器：BDID ...................................................................44

附录 D 缆线脚位配置 ..................................................................45

研华股份有限公司 www.advantech.com - 1 - PCI-1240 使用手册

1. 简介

PCI-1240 4 轴步进/脉冲伺服马达控制卡的设计，适用于通用型极端动作应

用。PCI-1240 为 PCI 总线用高速 4 轴动作控制卡，可简化步进式及脉冲式

伺服马达控制，并充分发挥马达潜能。本卡使用 NOVA® MCX314 动作 ASIC芯片，内建多种动作控制函数，如 2/3 轴线性内插、2 轴圆周内插、T/S 曲

线加速率/减速率等等不胜枚举。此外，PCI-1240 驱动这些动作函数时，不

须占用处理器负载。进阶应用更提供 Windows DLL 驱动程序及容易上手的

实例，以降低您程序设计的工作负担。而且，透过免费的随机动作公用程序，

使您可以轻易的完成组态设定及环境诊断。

1.1 特性研华 PCI-1240 提供下列最常用的马达控制功能：

独立 4 轴动作控制支持手动转盘及飞梭功能 2/3 轴线性内插函数 2 轴圆周内插函数连续内插函数可程设 T/S 曲线加速及减速每轴高达 4MPPS 脉冲输出 2 脉冲输出形式：『上/下』或『脉冲/方向』每轴高达 1 MHz 编码器输入 2 编码器脉冲输入形式：『A/B 相位』或『上/下』位置管理及软件极限开关功能线路板 ID 免费的随机动作公用程序可做组态设定及环境诊断

研华 PCI-1240 具备下列主要功能： 4 轴各别控制

每一轴都有同样的功能和能力，接受相同的等速、四边形、或 S 曲线驱动控

制。

Advantech Co., Ltd. 7 PCI-1240 使用手册 www.advantech.com

Chapter 1 可程设 T/S 曲线加速及减速

4 轴中，每一轴可单独预设 S 曲线或四边形加速/减速的速率。使用 S 曲线加速控制驱

动速度时，产生拋物线加速或减速曲线输出脉冲，NOVA® MCX314 动作 ASIC 设计观

念下不会产生三角形曲线现象。线性及圆周内插

可选择任意 2 或 3 轴执行线性内插驱动，可选择任意 2 轴执行圆周弧线内插控制。内

插速度范围从 1 PPS 到 4 MPPS。功能强大的位置管理

每一轴配备一个 32 位逻辑位置计数器和一个 32 位真实位置计数器。逻辑位置计数器

累计各轴的脉冲输出数。而真实位置计数器，则记录来自外部编码器或线性量尺的回

授脉冲。速度控制

定速、四边形或 S 曲线加速/减速的脉冲输出速度范围是 1PPS 到 4MPPS。脉冲的频

率精确度小于 +/- 0.1% (当 CLK=16 MHz)。驱动时可自由改变脉冲输出的驱动速度。位样式内插

可选择任意 2 或 3 轴执行位样式内插，内插数据由 CPU 计算。CPU 将位数据写入

MCX314。然后 MCX314 以预设驱动速度连续输出脉冲。因此，使用者可利用此模式

处理任何内插曲线。连续内插

不同内插方式可连续使用，例如：线性内插→圆周内插→线性内插。执行连续内插的

最高速度为 2 MPPS。

定速向量控制这项功能执行定速向量控制。内插驱动时，MCX314 可为 2 轴同步脉冲输出设定 1.414倍的脉冲周期，或为保持定速驱动的 3 轴同步脉冲输出设定 1.732 倍的脉冲周期。


Chapter 1 位置控制

每一轴配备一个 32-位逻辑位置计数器和一个 32-位真实位置计数器。逻辑位置计数器

累计输出脉冲数。真实位置计数器则累计来自外部编码器或线性量尺的回授脉冲数。比对缓存器及软件极限开关

每一轴配备 2 个 32 位比较缓存器(compare register)以比对逻辑位置计数器和真实位置

计数器。比对结果显示于状态缓存器(status register)，以供读取。中断(interrupt)信号可

启动送出(notified)比对结果。这些缓存器也可被当作软件极限开关(software limit)使用。以外部信号驱动

各轴也可利用外部信号驱动。+/-方向固定脉冲驱动和连续驱动也可透过外部信号执

行。此功能用作飞梭(JOG)或教学模式，并且会占用 CPU 的负载。输入/输出信号

驱动时，每轴有 4 个位置的输入信号以执行减速和停止。这些输入信号用作回归原位

的『高速接近原点搜寻(high-speed near-by home search)、原点搜寻、以及 z-相搜寻。每

轴有 8 个输出点作为一般输出。伺服马达回授信号

每个轴都有输入梢提供伺服回授信号，例如到位、密闭循环位置控制、及伺服警报。中断信号

中断信号产生于： (1). 四边形等速驱动的起/迄 (2). 驱动结束，以及 (3). 比对结果一旦高于/低于位置计

数器的上下限时。内插驱动中，也可以产生中断信号。实时监控

驱动中，可以读取：逻辑位置、真实位置、驱动速度、加速 / 减速、加/减速及定速驱

动状态等的实时状态。


Chapter 1

1.2 应用

精准的 X-Y-Z 位置控制精准的旋转控制包装及组装设备高达 4 轴的机械控制半导体检取及定位装置及测试装置其它步进/脉冲式伺服马达应用

1.3 安装指南

安装 PCI-1240 卡之前，请确认下列组件齐全： PCI-1240 DAS 卡 PCI-1240 的使用指南驱动软件研华 PCI-1240 DLL 驱动程序

(在内附的 CD-ROM 中) 动作公用程序研华 PCI-1240 Motion Utility

(在内附的 CD-ROM 中) 连接缆线 PCL-10251 接线板 2 片，ADAM-3952 计算机附有一个 PCI-总线插槽的个人计算机或工作站

必要组件齐全后，也许再加上操作加强型数据卡所需的零件，您就可以开始安装程序。

1.4 附件

研华可提供支持 PCI-1240 卡的完整配件，包括：连接缆线

PCL-10251 PCL-10251 高讯/杂比 PCI-1240 卡专用隔离缆线。可确保信号质量，提供较佳信号。该信号线为双绞线型式，可降

低其它信号源的串音及噪声。


Chapter 1 接线板

ADAM-3952 ADAM-3952 为 DIN 轨式 50-针 SCSI 接线端子模块。该接线端子模块允许简易可靠的接触到 PCI-1240 卡的各个针脚。


2. 安装本章提供使用者一份包装产品清单，和正确的拆封及逐步安装卡片及驱动程序的步骤。 2.1. 拆封

当您收到 PCI-1240 套件时，请先检查其内容。套件应包括：

PCI-1240 适配卡随附之 CD-ROM 光盘（包括 DLL 驱动程序）使用手册

PCI-1240 卡上的电子组件对静电 ( ESD : electrostatic discharge ) 很敏感。如果没有注意采取预

防措施，ESD 可轻易损伤集成电路及特定组件。自防静电袋中取出卡片前，请采取下列措施以避免可能的静电伤害：

以手接触计算机机箱的金属部份以对您身上所蓄积的静电放电。也可以使用接地的腕带。在打开防静电袋之前，以防静电袋接触您计算机机箱的金属部份。当从防静电袋中拿出卡片时，握持金属框架的部份。

取出卡片之后，首先应该：

检查卡片是否有外部损伤的迹象（松脱或损坏）。如果有可看到的损坏，请立即通知我们的

服务部门，或当地的业务代表。避免将故障的卡片安装到您的系统内。

另外，也请特别注意下列要点以确保正确的安装：

避免直接碰触到可能带有静电的材质，如塑料、乙烯基、聚苯乙烯等。


当您处理卡片时，仅握持边缘。不要接触接头外露的金属接脚或金属组件。

注意：请保留防静电袋以供未来使用。当您从计算机内拆下卡片或要将其送到其它处所，您可能需要原来的包装以储放卡片。

2.2. 安装驱动程序

我们建议您先安装驱动程序再安装 PCI-1240 卡片，以确保顺利的安装程序。此张卡片 32 位的 DLL 驱动程序安装软件包含在随附的 CD-ROM 光盘中，与您的 DAS 卡片套

件一起出货。请依照下列步骤来安装驱动程序软件：步骤 1：将随附的 CD-ROM 光盘放入您的光驱内。步骤 2：如果系统启动自动播放功能，安装程序将会自动执行。注意：

如果自动播放功能没有开启，请使用 Windows 档案总管或执行指令以执行随附 CD-ROM 光盘上的 SETUP.EXE 档案。

图 2-1：Advantech 自动软件设定画面


步骤 3：选择 PCI-1240 DLL 驱动程序选项。步骤 4：依照您的操作系统，选择合适的 Windows 操作系统选项。依照安装指示按部就班地完

成 DLL 驱动程序安装。

图 2-2：驱动程序安装的不同选项

步骤 5：然后自动安装 PCI-1240 动作公用程序。关于驱动程序相关议题的进一步信息，可参

阅下列路径的在线版本软件手册： /Start/Programs/Advantech PCI-1240 Driver

原始码的范例可在相关安装目录下找到： /Program Files/Advantech/PCI1240/Examples

2.3. 硬件安装

注意：请确定先安装驱动程序再行安装卡片。（参考 2.2 驱动程序安装）

完成 DLL 驱动程序安装后，可以进行将 PCI-1240 卡装在您计算机上任何一个 PCI 插槽上。但

是建议您，如果有任何疑问，应参考计算机使用手册或相关文件。请依照下列步骤在您的系统

上安装此卡片。步骤 1：关掉您的计算机并拔下电源线及相关缆线。


在计算机上安装或移除任何组件前，务必先关掉计算机。步骤 2：打开计算机盖板。步骤 3：移除计算机后面板的插槽盖板。步骤 4：触碰计算机的金属表面以消除可能蓄积在您身上的静电。步骤 5：将 PCI-1240 卡安装在 PCI 插槽上。注意仅握持卡面的边缘，并小心地对正插槽。将卡

片牢固地插入插槽中。注意应避免过度用力，以免伤到卡片。步骤 6：以螺丝将 PCI 适配卡的固定框锁在计算机的后面板横轨上。步骤 7：在 PCI 适配卡上衔接适当的配件（视需要安装 68 脚排线、配线端子、等……）步骤 8：装回计算机盖板。重新接回在步骤 2 中拆下的缆线。步骤 9：接上电源线并打开计算机。


3. 讯号配接保持讯号的正确联机是确保应用系统正确收发数据的最重要因素。良好的讯号连接可避免对您

个人计算机或其它硬件装置不必要且昂贵的损害。本章提供如何透过 I/O 接头配接输入/输出讯

号到 PCI-1240 卡的有用信息。 3.1. I/O 接头脚位设定

PCI-1240 上的 I/O 接头提供 100 针脚的接头，让您可以透过 PCL-1251 隔离线连接配件。图 3-1 显示 PCI-1240 上 100 针脚接头的针脚配置，表 3-1 显示此 I/O 接头的讯号说明。

注意：

PCL-10251 隔离线是特别为 PCI-1240 所设计以降低模拟讯号线中的噪声。请参考 1.4. 节配件。

3.2. 跳线位置及 DIP 开关图 3-2 显示 PCI-1240 上跳线接头及 DIP 开关的名称及位置。在 PCI-1240 上总共有九个跳线接头 JP1 到 JP9。请参考 3.4 节输出脉冲定义及 3.11 节紧急停止输入，有关 JP1 到 JP9 设定的更多

相关讯息。

机板代码 PCI-1240 有一个内建的 DIP 开关 (SW1) ，是用以定义每张卡片对 PCI-1240 动作公用程序的机

板代码。您可以如表 3-2 所示设定缓存器上的机板代码。当在一个计算机机箱中有多张卡片时，

这个机板代码的设定功能，可以机板代码识别每张卡上的装置。我们将 PCI-1240 的机板代码出

厂默认值设为 0。如果您需要调整为其它机板代码，请参照表 3-3 设定 SW1 DIP 开关。


3.4. 输出脉冲定义 ( nP+P, nP+N, nP-P, nP-N ) PCI-1240 的输出脉冲指令来自 MCX314 芯片。脉冲指令有两种型式。一个是『上/下』模式，另

一个是『脉冲/方向』模式。当 nP+P 与 nP+N 产生差异，且 nP-P 与 nP-N 产生差异。当系统重置

之后，nP+P 及 nP-P 是低电压，且此反向输出 ( nP+N, nP-N ) 是高电压，此时预设的脉冲输出

模式是上下模式。使用者可透过将特定指令写入系统参数缓存器，以变更输出模式为脉冲/方向

模式。

图 3-3 驱动脉冲的输出讯号回路上图所示的电路（图 3-3 ）预设的输出模式是微分输出。若需单端输出，使用者可以变更跳线

接头 JP1~8 到+5V。使用 JP1~8 输出内部+5V 电压到外部装置时，应注意避免噪声干扰。

表 3-4：JP1~8 跳线表跳线 JP1 JP2 JP3 JP4 JP5 JP6 JP7 JP8

输出讯号 XP+P XP-P YP+P YP-P ZP+P ZP-P UP+P UP-PIC 输出

（线驱动器输出）脚位 2 与脚位 3 短路（默认值）

+5V 输出脚位 1 与脚位 2 短路下图 3-4 与 3-5 分别显示供光耦合器与马达驱动器之用的输入电路配接范例。

图 3-4 光耦合器输入接口

马达驱动侧


图 3-5：线性驱动器输入接口

3.5. 通用输出 (nOUT7-nOUT4)

通用输出 nOUT7/DSND, nOUT6/ASND, nOUT5/CMPM, 及 nOUT4/CMPP 是发自 MCX314，且

在系统重置后，每一个输出讯号状态为 OFF。

图 3-6：通用输出电路图

马达驱动器使用的通用输出讯号，可用作清除错误计数器、重置警报、关闭感知器、等……或

选择驱动加速/减速、位置计数器、及驱动中的输出比对缓存器。 3.6. 过度行程界限开关输入 (nLMT+, nLMT-)

过度行程界限开关是用于系统保护。该输入讯号是透过光耦合器及 RC 过滤器连接到 MCX314的界限输入。当使用了界限开关，外部电源 VEX 直流 12~24 伏特将会供应光耦合器且 MCX314的 nLMTP 将会是低电压。如果将 nLMTP 的需求电位设定为低电压，将会启动过度行程功能。

马达驱动侧有防护被覆的双绞线

Darlington 电路

Darlington 电路

Darlington 电路

Darlington 电路


图 3-7：动作界限输入讯号线路图

这个线路的反应时间由于光耦合器及 RC 过滤器的延迟应设为约 0.2~0.4msec。下列图 3-8 是一

个应用过度行程界限开关输入在光感应器的范例。当缓存器二 ( XWR2 ) 的 D3 位写入为 0，使

界限开关在 X-轴上以低电压启动，下图即可正常运作。

图 3-8：光感应器用在界限输入讯号的范例 3.7. 减速/实时停止开关输入 ( nIN1~3 )

有三个输入讯号 (nIN1, nIN2, nIN3)可以使马达减速或停止。每一个轴有四个输入 IN3~IN0，其

中 IN0 是用在 Z 相位接口的编码器回馈，而 nIN1, nIN2, 及 nIN3 则用作接近原点附近的输入讯

号。如果启动了转动模式，在该等讯号被启动后，驱动脉冲的输出即被终止。减速发生在加速/减速期间，且如果在定速运转期间会立即终止。所有的讯号在重置后将失效。例如，若 XWR1的 D7 及 D6 缓存器被设定为 1 及 0（ IN3 为低电压启动），当界限开关为开且 xIN3 设为低电

压时，驱动器将被终止。此外，这些输入讯号可被用来做为通用输入，因为使用者可藉由判读

输入缓存器的状态取得电压状态。

传感器被遮蔽时界限功能启动


图 3-9：减速/实时停止输入讯号线路图

这个线路的反应时间由于光耦合器及 RC 过滤器的延迟约需 0.25msec。

3.8. 伺服驱动器通用输入 ( nINPOS, nALARM ) nINPOS 是发自伺服驱动器用来定位检查的输入讯号，在伺服驱动器完成一定位指令后，它将被

启动。使用者可以启动或关闭这个脚位。当此功能启动时，伺服驱动器完成定位检查后，且

nINPOS 脚位为启动的状况下，RR0 缓存器中的 n-DRV 位将变为 0。

nALARM 是发自伺服驱动器端以驱动警报输出的输入讯号。当伺服驱动器有不正常的状况，伺

服驱动器将启动这个讯号以通知 PCI-1240 停止输出脉冲。一旦启动了 PCI-1240 的 nALARM 功

能，在 nALARM 被启动后，RR2 的 D14 位会被设为 1。如果 PCI-1240 是驱动脉冲输出状态，

一旦 nALARM 被启动，输出脉冲会立即终止。

图 3-10：伺服马达输入讯号

这个讯号必须由外部电源提供直流 12~24 伏特，且这个线路的反应时间由于光耦合器及 RC 过

滤器的延迟应设为约 0.25msec。


此外，这两个讯号可用来做为通用输入，因为使用者可以读取输入缓存器 1 及 2 (RR4, RR5) 以取得这两个讯号的状态。

3.9. 编码器输入 ( nECAP, nECAN, nECBP, nECBN, nINOP, nINON )

当回馈编码器讯号时，连接 nECAP 到编码器输出的相位 A。且 nECAN 到相位 A，ECBP 到相

位 B，nECBN 到相位 B，nIN0P 到相位 Z，及 nIN0N 到相位 Z。PCI-1240 预设的位置回馈是四

象限输入。设定输入脉冲模式后也可提供『上/下』模式的脉冲回馈。 nIN0P/N 用在编码器相位 Z 讯号回馈，同时也可用来做为通用输入或实时停止输入。

图 3-11：编码器回馈线路图

从上面的线路图，PCI-1240 运用高速光耦合器来做隔离。编码器输出可以是差动模式或是集极

开放器模式。当 n***P 高电压且 n***N 是低电压，真实的回馈讯号 ( n*** ) 到 MCX314 是低

电压。最大可能 A/B 相位回馈频率约为 1MHz。下图为将差动输出线性驱动器配接到编码器的范例。


图 3-12：差动输出线性驱动器的配接范例

下图是集极开放输出的配接范例

图 3-13：集极开放输出编码器配接范例

编码器侧

编码器

电压

直流电源


3.10. 外部脉冲控制输入 ( nEXOP+, nEXOP- ) MCX314 芯片的脉冲输出功能可由缓存器设定或外部脉冲指令输入 ( nEXOP+, nEXOP- ) 来控

制。对外部控制针脚，有两种输出脉冲模式。一个是固定脉冲输出模式，另一种是连续输出模

式。PCI-1240 提供飞梭及手轮功能让您的驱动马达可透过外部的手轮或飞梭装置控制。在飞梭

模式，它对应到“连续输出模式”，而在手轮模式，则对应到“固定脉冲输出模式”。这些功能

进行无须牵涉到个人计算机主机上的 CPU 动作。当在固定脉冲输入讯号启动期间，所指定的脉

冲会被输出。当连续输出驱动被启动，在讯号低压期间驱动脉冲将会不断地输出。这个讯号应

结合使用外部直流电源 12~24 伏特。这个线路的反应时间由于光耦合器及 RC 过滤器的延迟应

需要约 10msec。

图 3-14：外部驱动作业讯号电路图

图 3-15：衔接到飞梭装置之范例

控制

逻辑


3.11. 紧急停止输入 ( EMG ) 当紧急停止输入讯号启动，对各轴的驱动脉冲输出将被停止，且主要状态缓存器的错误位将被

设为 1。紧急停止输入的运作为正向启动或负向启动可取决于机板上的跳线接脚 JP9。

图 3-16 紧急停止输入的线路图

这个讯号应使用结合外部直流电源 12~24 伏特。这个线路的反应时间由于光耦合器及 RC 过滤

器的延迟应需要约 0.25msec。

表 3-5：跳线接脚 JP9 设定表跳线接脚 JP9

紧急停止功能启动当紧急停止讯号 ( EMG ) 及外部接

地 GND 短路接脚 1 与接脚 2 短路（默认值）

紧急停止功能启动当紧急停止讯号 ( EMG ) 及外部接

地 GND 开路接脚 2 与接脚 3 短路

注意：

卡片若无法正常运作，请检查 EMG 及 GND 是否为短路。

3.12. 外部电源输入 ( VEX )

外部电源对各轴的输入讯号均为必需的。请依您的需要加上直流电源 12~24 伏特。各点输入讯

号电流消耗为：DC12 伏＝3.3mA，DC24 伏＝7mA。 3.13. 插断设定

当自 MCX314 产生插断，MCX314 的插断讯号将由高压转为低压。因为 PCI 总线的插断是对高

电压敏感，所以 PCI-1240 将讯号反向，并锁定讯号到适用 PCI 总线的 INTA 端口。图 3-17 显示

PCI-1240 的插断结构。建议使用者若想要设定插断服务程序 ( ISR ) ，应遵循下列步骤：


步骤 1：当插断产生（硬件）步骤 2：程序将跳到 ISR（软件）步骤 3：ISR 插断服务程序首先必须清除插断以免 PCI 总线挂住。步骤 4：ISR 插断服务程序最后必须做的事是读取 MCX314 的 nRR3 缓存器，以接收下一个插

断发生。

图 3-17：插断设定电路图

3.14. 马达驱动器配接范例

3.14.1. 配接到步进马达驱动器下图是将 PCI-1240 接到五-相位微动步进马达驱动器，KR515M 是由 TECHNO 公司

制造。

图 3-18：配接到 KR515M 驱动器的范例注意：

JP1~8 是设定在+5V 输出侧，+5V 输出端子 XP+P 及 XP-P。设定 JP1~8 成为单终点输出将输出

PCI-1240 的+5V 到外部装置，这将会造成噪声回到 PCI-1240。所以，配接时请加以注意。

脉冲

脉冲

暂停关闭

M1/M2 选择

时序输出


配接 XOUT4 到 H.O. （暂停）可控制驱动器暂停。配接 XOUT5 到 D.S.可控制微步进马达的分辨率，这将由设定 MCX314 上的 D8，D9，及 WR3。同时，可以读取 RR4,5 以了解 XIN0P/N 状况。下图是连接 PCI-1240 到 UPK 步进马达，UPK 步进马达是由 ORIENTAL 公司所制造。

图 3-19：连接 UPK 步进马达的范例

注意： PCI-1240 差动脉冲输出是接到 UPK 驱动器的 CW/CCW 的输入。XOUT4 可以藉由设定 WR3 的

D8 控制 UPK 驱动器到暂停。TIMING 及过热讯号可以藉由读取 RR4,5 得到读数。长距离的配接，最好使用成对绞线。

3.14.2. 配接到伺服马达驱动器下图显示 PCI-1240 配接到 MINAS X 系列直流伺服马达驱动器。

图 3-20：连接到 MINAS X 系列直流伺服马达驱动器


注意：

伺服驱动器必须设定在脉冲控制驱动模式且脉冲输入形态必须为 CW/CCW 模式。这个配线方

式并不适用于脉冲/方向模式，因为时序无法匹配。是否接上编码器 A/B 相位回馈讯号是选择性的。如果接上编码器讯号，使用者可以自

PCI-1240 读到真实的位置。如果环境噪声很高或连接线很长，我们建议使用双绞线来接伺服驱动器。

3.15 现场配线考虑

当您使用 PCI-1240 取得外部数据时，如果没有特别注意，环境噪声可能显著影响量测的精确度。

下列对策有助于对 PCI-1240 与讯号源间的讯号传输线降低可能的干扰。讯号线必须远离强大电磁源如电源线、大型电动马达、线路开关或焊接机具，因为他们可能

造成强大的电磁干扰。尽量让模拟讯号线远离任何视讯屏幕，因为这些装置会严重地影响数

据撷取系统。如果缆线通过有强烈电磁干扰的区域，应采用个别隔离的双绞线做为模拟输入缆线。这类的

缆线将其讯号线绞缠在一起，且以金属网遮蔽。金属网应只在一端接到讯号源的接地。避免讯号线经过任何可能有电源线通过的导线管。如果必须将讯号缆线平行于一条通有高电压或高电流的电源线，请保持其间安全距离。或应

将讯号缆线以垂直角度和电源线相交，以减少不必要的干扰。传递在缆在线的讯号直接受到缆线的质量影响。为确保较佳的讯号质量，我们建议您使用

PCL-10251 隔离线。


3.16. 输出/入信号时序 3.16.1. 电源启动(Power On)重置

图 3-21：电源启动重置时序图

(1) 在电源启动重置 250nsec 后，将决定驱动控制及通用输出讯号 ( nOUT4 ~ 7 ) 及 I/O 控制的

输出脉冲 (nP±P, nP±N) (2) 自电源启动重置 500nsec 后，使用者方可存取 PCI-1240。

3.16.2. 个别轴驱动

图 3-22：个别轴驱动时序图

(1) 在第一脉冲指令后输出指令脉冲的最大时间约为 650nsec。 (2) 当在脉冲 / 方向模式时，方向讯号将在 275nsec 后生效且脉冲输出将在方向讯号 375nsec 后

生效。

3.16.3. 插入驱动 ( Interpolation Driving )

图 3-23：插入驱动时序图

不稳定有效水平

插入驱动指令写入

方向讯号

差动驱动指令写入

有效准位前状态

不稳定不稳定有效水平方向讯号

读/写无效有效

第一脉冲第二脉冲

第一脉冲第二脉冲

低

高

关


(1) 在插入指令启动后，第一脉冲会在 775nsec 内发出。 (2) 如果使用脉冲/方向模式，方向讯号 ( nP-P ) 会在高电压脉冲讯号发出后±125nsec 内生效。

3.16.4. 输入脉冲时序编码器之象限 ( Quadrature ) 脉冲输入

图 3-24：编码器之象限 ( Quadrature ) 脉冲输入时序图 (1) 在 A/B 相位间最小时间差异为 200nsec。

上/下脉冲输入

图 3-25：上/下脉冲输入时序图 (1) 最小上/下脉冲宽度：130nsec。 (2) 最小增加/减少脉冲间隔：130nsec。 (3) 最小上/下脉冲周期：260nsec。

3.16.5. 实时停止时序外部实时停止讯号

图 3-26：外部实时停止讯号时序图

(1) 在驱动过程中当外部停止讯号被启动，最多会发出 400usec+1 脉冲，然后停止。

有效水平

倒数累加


实时停止指令

图 3-27：实时停止指令时序图

(2) 在驱动过程中发出停止指令，最多会发出一个脉冲，然后停止。

3.16.6. 减速停止时序外部减速 / 停止讯号

图 3-28：外部减速 / 停止讯号时序图

(1) 在驱动过程中当外部减速讯号启动后，最多 400usec+2 脉冲会被发出，然后停止。

减速 / 停止指令

图 3-29：减速 / 停止指令时序图

(2) 在驱动过程中发出减速 / 停止指令，最多会发出两个脉冲，然后停止。

启动减速指令写入

低电压

有效水平

停止指令写入低电压


C. 缓存器结构与格式 C.1. 概论

PCI-1240 与易于使用的 32 位 DLL 驱动程序，让使用者可在窗口操作系统下设计程控。议使用

者使用 Advantech 提供的 32 位 DLL 驱动程序来设定 PCI-1240 以避免复杂的低阶缓存器程序设

计。设计 PCI-1240 的缓存器层次的程序时，最重要的考虑是要了解卡上缓存器的功能。下列各节信

息是提供给想要自行设计缓存器层次程序的使用者们。 C.2. 输出/入端口地址图

PCI-1240 需要计算机的 I/O 中 20 个连续的地址。每个缓存器的地址均由该张卡的基准位置起算。

例如，BASE+0 是卡片的基准地址，而 BASE+8 是基准地址加上八个字节。下列章节将提供详

细的缓存器配置，同时也有对于各缓存器、驱动器及其相对于卡片基准地址的详细介绍。表 C-1 与 C-2 显示各个写入缓存器或驱动器的功能及格式，及其之于卡片基准地址的相对地址；表 C-3 及 C-4 显示读出缓存器的功能及格式及其之于卡片基准地址的相对地址。

注意：附录 C 中所有的基准地址均是以十六进制表示。使用者必须使用 16 位（两个字节）I/O 指令以存取每个缓存器。


C.3. MCX314 写入缓存器：WR0 ~ WR7 PCI-1240 缓存器从 WR0（基准地址 + 0）到 WR7（基准地址 + E）与 MCX314 芯片上的对应

缓存器相同，请参阅 MCX314 使用手册 4.3. 节到 4.9. 节以获得细节信息。 C.4. 清除插断缓存器：CLRINT

写入任何值到这个地址将清除插断缓存器。表 C-5：清除插断缓存器：CLRINT – 写入基准地址 + 10

基准地址 D15 D14 D13 D12 D11 D10 D9 D8 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0清除插断缓存器：CLRINT 10 W

清除插断缓存器 C.5. 脉冲产生器模式 / 状态缓存器： PGM / PGSTA

对于想以飞梭或手轮驱动特定轴的使用者来说，脉冲产生器功能相当强大。这里提供两种作业

模式－飞梭模式及手轮模式。以飞梭模式对应到“连续脉冲驱动模式”；手轮模式则对应到“固定脉冲驱动模式”。请参阅 MCX314 使用手册 2.6.1.章节以获得进一步信息。

表 C-6：脉冲产生器模式/状态缓存器：PGM/PGMSTA - 写 / 读基准地址 + 14

基准地址 D15 D14 D13 D12 D11 D10 D9 D8 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0脉冲产生器模式缓存器：PGM W

PGMU3 PGMU2 PGMU1 PGMU0 PGMZ3 PGMZ2 PGMZ1 PGMZ0 PGMY3 PGMY2 PGMY1 PGMY0 PGMX3 PGMX2 PGMX1 PGMX0

脉冲产生器状态缓存器：PGSTA

14

R PGMU3 PGMU2 PGMU1 PGMU0 PGMZ3 PGMZ2 PGMZ1 PGMZ0 PGMY3 PGMY2 PGMY1 PGMY0 PGMX3 PGMX2 PGMX1 PGMX0

D3 ~ 0 X 轴脉冲产生器模式控制 D7 ~ 4 Y 轴脉冲产生器模式控制 D11 ~ 8 Z 轴脉冲产生器模式控制 D15 ~ 12 U 轴脉冲产生器模式控制


表 C-7：脉冲产生器模式 – PGMn3 PGMn3, n = X, Y, Z 或 U 代表意义讯号类型

0 飞梭 ( Jog ) 模式独立数字输入 1 手轮 ( Hand Wheel ) 模式 A/B相位脉冲输入

下列的表显示外部讯号传递路径。外部讯号产生以驱动马达的脉冲接到 nEXOP+ 及 nEXOP- 这两个脚位（请参照脚位设定章节之说明）。

表 C-8：脉冲产生器讯号配接模式

PGMn2 PGMn1 PGMn0 代表意义 0 0 0 功能取消 0 0 1 自脚位 nEXOP +/- 有讯号驱动 n-轴 0 1 0 软件程设模式－自 XEXOP +/- 有讯号驱

动由脚位 U_IN2 及 U_IN1 所决定的轴 0 1 1 软件程设模式－自 YEXOP +/- 有讯号驱

动由脚位 U_IN2 及 U_IN1 所决定的轴 1 0 0 自脚位 XEXOP +/- 有讯号驱动 n-轴 1 0 1 自脚位 YEXOP +/- 有讯号驱动 n-轴 1 1 0 自脚位 ZEXOP +/- 有讯号驱动 n-轴 1 1 1 自脚位 UEXOP +/- 有讯号驱动 n-轴

注意：n = X, Y, Z, 或 U

表 C-9：软件程设模式之驱动轴

U_IN2 U_IN1 Driving Axis 0 0 X-轴 0 1 Y-轴 1 0 Z-轴 1 1 U-轴

C.6. MCX314 读取缓存器：RR0 ~ RR7

PCI-1240 从 RR0（基准地址 +0 ）到 RR7（基准地址 +E ）的缓存器和 MCX314 芯片上的

对照缓存器相同，同时，请参考 MCX314 使用手册章节 4.10. ～ 4.15. 以得到进一步信息。


C.7. 插断状态缓存器：INTSTA

表 C-10：插断状态缓存器：INTSTA – 读基准地址 + 10

基准地址 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0

插断状态缓存器：INTSTA 10 R INTF

D0 插断旗标

这个位显示到底插断是否发生。 1 代表已经发生了插断。 C.8. 机板识别号缓存器：BDID

BDID 显示 PCI-1240 的机板识别号

表 C-11：机板识别号缓存器：BDID – 读基准地址 + 12

基准地址 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0

插断状态缓存器：BDID 12 R

BDID3 BDID2 BDID1 BDID0

pci-1240 simp chinese manual - advantech

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