Wasco A-829410 User manual

Handbuch

wasco®

User‘s Guide

wasco®

OPTOIO-PCIe16

ULTRA

EDP-No.: A-829410

16 optocoupler isolated digital inputs

16 optocoupler isolated digital outputs

16*32 -bit Counter

Timer

OC and IC Units

Board Identication

OPTOIO-PCIe16

ULTRA

EDV-Nr.: A-829410

16 Eingänge über Optokoppler

16 Ausgänge über Optokoppler

16*32 Bit Zähler

Timer

OC- und IC-Einheiten

Board-Identikation

2

wasco®wasco®

Diese Dokumentation ist urheberrechtlich geschützt. Alle Rechte sind

vorbehalten.

Messcomp Datentechnik GmbH behält sich das Recht vor, die in dieser

Dokumentation beschriebenen Produkte jederzeit und ohne Vorankündigung

zu verändern.

Ohne schriftliche Genehmigung der Firma Messcomp Datentechnik GmbH

darf diese Dokumentation in keinerlei Form vervielfältigt werden.

Geschützte Warenzeichen

BASIC ist ein geschütztes Warenzeichen von Dartmouth College. Windows

ist ein eingetragenes Warenzeichen von Microsoft.

wasco® ist ein eingetragenes Warenzeichen.

Haftungsbeschränkung

Die Firma Messcomp Datentechnik GmbH haftet für keinerlei durch

den Gebrauch der Interfacekarte OPTOIO-PCIe16ULTRA und dieser

Dokumentation direkt oder indirekt entstandene Schäden.

This documentation is copyright by Messcomp Datentechnik GmbH. All

rights are reserved.

Messcomp Datentechnik GmbH reserves the right to modify the products

described in this manual at any time and without preannouncement.

No parts of this manual are allowed to be reproduced, copied, translated

or transmitted in any way without a prior written consent of Messcomp

Datentechnik GmbH.

Registered Trademarks

BASIC is registered trademark of Dartmouth College.

Windows is trademark of Microsoft.

wasco® is registered trademark.

Disclaimer

The company Messcomp Datentechnik GmbH assumes no liability for

damages neither directly nor indirectly caused by the use of the interface

card OPTOIO-PCIe16ULTRA and this documentation.

3

wasco®wasco®

Table of Contents Inhaltsverzeichnis

1. Produktbeschreibung

2. Installation der OPTOIO-PCIe16ULTRA

2.1 Installation der Karte in den Rechner

3. Anschlussstecker

3.1 Lage der Anschlussstecker auf der Platine

3.2 Steckerbelegung von CN1

3.3 Steckerbelegung von CN2

3.4 Steckerbelegung von CN2 auf D-Sub 37 (Steckerverlegungsset)

4. Systemkomponenten

4.1 Blockschaltbild

4.2 Zugriff auf die Systemkomponenten

5. 16 Optokopplereingänge

5.1 Pinbelegung der Eingangsoptokoppler

5.2 Eingangsspannungsbereiche

5.3 Eingangsbeschaltung

5.4 Eingangsstrom

5.5 Zugriff auf die Eingänge

5.6 Optokopplereingänge mit digitalem Filter

5.7 Interruptfunktionen der Optokopplereingänge

5.8 Portadressen

6. 16 Optokopplerausgänge

6.1 Pinbelegung der Ausgangsoptokoppler

6.2 Optokopplerdaten

6.3 Ausgangsbeschaltung

6.4 Funktionen der Optokopplerausgänge

6.5 Portadressen

7. Zähler

7.1 Grundfunktion

7.2 Interruptfunktion

7.3 Portadressen

8. Timer

8.1 Anwendung Intervall-Interruptauslösung

8.2 Portadressen

1. Description ........................................................................................5

2. Installation of the OPTOIO-PCIe16ULTRA ...........................................6

2.1 Installation of the card into your system ...............................................................6

3. Connectors........................................................................................7

3.1 Position of the connector plugs on the board .......................................................7

3.2 Pin assignment of CN1 .........................................................................................8

3.3 Pin assignment of CN2 .........................................................................................9

3.4 Pin assignment from CN2 to D-Sub37 (plug relocation kit) ................................10

4. System Components ......................................................................11

4.1 Block Diagram ....................................................................................................11

4.2 Access to the system components ....................................................................12

5. 16 Optocoupler Isolated Digital Inputs .........................................13

5.1 Pin assignment of the input optocouplers ...........................................................13

5.2 Input voltage ranges ...........................................................................................14

5.3 Input wiring .........................................................................................................16

5.4 Input current ........................................................................................................16

5.5 Access to the inputs ............................................................................................17

5.6 Optocoupler inputs with digital lters ..................................................................17

5.7 Interrupt functions of the optocoupler inputs .......................................................18

5.8 Port Addresses ...................................................................................................22

6. 16 Optocoupler Outputs ................................................................25

6.1 Pin assignment of the output optocouplers .........................................................25

6.2 Optocoupler data ................................................................................................25

6.3 Output wiring .......................................................................................................25

6.4 Functions of the optocoupler outputs ..................................................................26

6.5 Port Addresses ...................................................................................................27

7. Counter ............................................................................................30

7.1 Basic function .....................................................................................................30

7.2 Interrupt function .................................................................................................30

7.3 Port Addresses ...................................................................................................31

8. Timer ................................................................................................37

8.1 Using as an interval interrupt trigger ...................................................................37

8.2 Port Addresses ...................................................................................................38

4

wasco®wasco®

9. Input-Capture-Einheit

9.1 Kontinuierliche Messung periodischer Signale

9.2 Portadressen

10. Output-Compare-Einheit

10.1 PWM

10.2 Pulsausgabe

11. Interruptcontroller

12.Board-Identikation

13. Programmierung unter Windows®

13.1 Installation des Windows® Treibers

13.2 Installation der Windows® Entwicklungsdateien

13.3 Programmierung der OPTOIO-PCIe16 mit wasco®-Treiber

13.4 Zugriff auf die Karte OPTOIO-PCIe16ULTRA

13.5 Zuordnung der Memory Mapped I/O-Adressen

14. Zubehör

14.1 Passendes wasco®-Zubehör

14.2 Anschlusstechnik (Anwendungsbeispiele)

14.3 Einzelkomponenten zur Eigenkonfektionierung

15. Fehlersuche

16. Technische Daten

17. Produkthaftungsgesetz

18. EG-Konformitätserklärung

9. Input Capture Unit ..........................................................................41

9.1 Continuous measurement of periodic signals .....................................................41

9.2 Port Addresses ...................................................................................................43

10. Output Compare Unit ...................................................................47

10.1 PWM ...................................................................................................................47

10.2 Pulse output ........................................................................................................49

11. Interruptcontroller ........................................................................55

11.1 Port Addresses ...................................................................................................57

12.BoardIdentication ......................................................................69

12.1 Port Addresses ...................................................................................................70

13. Programming under Windows® ........................................................................................... 71

13.1 Installation of the Windows® driver .....................................................................71

13.2 Installation of the Windows® development les ..................................................71

13.3 Programming the OPTOIO-PCIe16 with wasco® driver ......................................74

13.4 Access to the OPTOIO-PCIe16ULTRA .......................................................................................................................75

13.5 Assignment of the Memory Mapped I/O Addresses ...........................................75

14. Accessories ..................................................................................76

14.1 Compatible wasco® accessories .........................................................................76

14.2 Connection Technique (application examples) ...................................................76

14.3 Single components for self-assembly .................................................................77

15. Troubleshooting ...........................................................................78

16.Specications ...............................................................................79

17. Product Liability Act .....................................................................80

18. Declaration of Conformity ...........................................................82

5

wasco®wasco®

1. Description 1. Produktbeschreibung

OPTOIO-PCIe16ULTRA (board name: WASCO-PCIe8117) provides 16 digital

inputs and 16 digital outputs, every single channel is galvanically isolated

by optocouplers of high quality. Special high-power output optocouplers

manage a switching current of up to 150 mA. Each input or output is

protected from harmful voltage peaks and pulses by additional protection

diodes. You easily can adjust two different input voltage ranges by setting

jumpers. A programmable lter can be assigned to each input channel to

hide input pulses below an adjustable impulse duration.

In addition to the galvanically isolated inputs and outputs several counters

are available as well as Output Compare units (e.g. PWM) and Input Capture

units (e.g. for period measurement). All optocoupler inputs, counters, IC

units and the two 32-bit timers (time-dependent) can initiate an interrupt.

The output optocouplers are connected to a 37-pin Sub-D female on a

board mounted slot bracket. Optocoupler inputs are connected to a 40-pin

onboard box header. As an option a special plug-in cable set (female

connector, at ribbon cable and 37-pin female connector with bracket) is

available, to relocate the connection to a slot of your PC case.

The pin assignment as of the optocoupler inputs and outputs is identical

to ISA bus card OPTOIO-16, PCI bus card OPTOIO-PCI16 and PCIe

bus card OPTOIO-PCIe16. Therefore a switch to PCIe16ULTRA is easy to

implement.

Furthermore, the card provides a jumper block for card identication in

order to distinguish several identical cards in your system.

Die OPTOIO-PCIe16ULTRA (Boardname: WASCO-PCIe8117) bietet 16

digitale Eingänge und 16 digitale Ausgänge mit galvanischer Trennung,

einzeln für jeden Kanal. Die Potentialtrennung gewährleisten bei den

Ein- wie Ausgängen hochwertige Optokoppler. Spezielle, leistungsfähige

Ausgangsoptokoppler bewältigen einen Schaltstrom von bis zu 150 mA.

Jeder Ein- und Ausgang ist zusätzlich durch Schutzdioden gegen schädliche

Spannungsspitzen und Impulse geschützt. Über Jumperblöcke sind zwei

verschiedene Eingangs-Spannungsbereiche einstellbar. Jedem Eingang

kann ein programmierbarer Filter zugeordnet werden, um Eingangsimpulse

unter einer einstellbaren Impulsdauer auszublenden.

Neben den galvanisch getrennten I/Os stehen mehrere Zähler, Output-

Compare-Einheiten (z.B. PWM) und Input-Capture-Einheiten (z.B.

Periodenmessung) zur Verfügung. Interruptauslösungen sind durch alle

Optokopplereingänge, Zähler und IC-Einheiten sowie zeitabhängig durch

zwei 32-Bit-Timer möglich. Die Anschlüsse der Ausgangsoptokoppler sind

der am Slotblech der Platine montierten 37poligen D-Sub-Buchse zugeführt.

Die Optokoppler-Eingänge liegen am 40poligen Pfostenstecker auf der

Platine an. Über ein als Option erhältliches Steckerverlegungs-Set ist die

Verlegung auf eine 37polige D-Sub-Buchse mit Slotblech möglich.

Die Steckerbelegung ist bezüglich der Optokoppler-Ein/Ausgänge

identisch zu den ISA-Bus-Karten OPTOIO-16, zu den PCI-Karten

OPTOIO-PCI16 und zu OPTOIO-PCIe16, ein Umstieg auf PCIe16ULTRA ist

dadurch einfach realisierbar.

Des Weiteren besitzt die Karte einen Board-Identikations-Jumperblock,

um mehrere identische Karten im PC unterscheiden zu können.

6

wasco®wasco®

2. Installation of the OPTOIO-PCIe16ULTRA 2. Installation der OPTOIO-PCIe16ULTRA

2.1 Installation der Karte in den Rechner

Achten Sie vor dem Einbau der OPTOIO-PCIe16 darauf, dass der Rech-

ner vom Netz getrennt oder zumindest ausgeschaltet ist. Beim Einbau

der Interface-Karte in den laufenden Rechner besteht die Gefahr, dass

neben der OPTOIO-PCIe16 auch andere Karten des PCs oder Rechners

beschädigt oder zerstört werden.

Wählen Sie in Ihrem Rechner einen freien PCIe-Steckplatz in den Sie

dann die Karte einsetzen. Nehmen Sie dazu auch das Benutzerhandbuch

Ihres Computers zu Hilfe. Verschrauben Sie das Slotblech der Platine mit

dem Rechnergehäuse, damit sich die Karte nicht während des Betriebs

unter Einwirkung der Anschlusskabel aus dem Steckplatz lösen kann.

2.1 Installation of the card into your system

Before you insert the OPTOIO-PCIe16 unplug the power cord or make

sure, there is no current to/in the computer. Inserting the interface card

in a running system may cause damaging or destroying not only the card

OPTOIO-PCIe16ULTRA, but even other already inserted cards of your com-

puter.

Select an empty PCIe slot of your computer for then inserting the card.

Please refer to the computer‘s manual for support. Secure the circuit

board by screwing the slot bracket to the casing of the computer to avoid

a card‘s loosening by effects of the connecting cables.

7

wasco®wasco®

3. Connectors

3.1 Position of the connector plugs on the board

CN1: Optocoupler Output OUT00...OUT15

CN2: Optocoupler Input IN00...IN15

CN1 CN2

3. Anschlussstecker

3.1 Lage der Anschlussstecker auf der Platine

CN1: Optokoppler-Ausgänge OUT00...OUT15

CN2: Optokoppler-Eingänge IN00...IN15

CN1 CN2

8

wasco®wasco®

3.2 Steckerbelegung von CN1

Vcc:

Interne Versorgungsspannung (+ 5V) der PCIe-Karte (nur durch Einlöten einer Drahtbrücke

an L11). Hier niemals eine externe Spannung anlegen.

GND:

Masse des Rechners (nur durch Einlöten einer Drahtbrücke an L12)

NC:

Pin nicht belegt

OUT00-

OUT01-

OUT02-

OUT03-

OUT04-

OUT05-

OUT06-

OUT07-

OUT08-

OUT09-

OUT10-

OUT11-

OUT12-

OUT13-

OUT14-

OUT15-

GND

OUT00+

OUT01+

OUT02+

OUT03+

OUT04+

OUT05+

OUT06+

OUT07+

OUT08+

OUT09+

OUT10+

OUT11+

OUT12+

OUT13+

OUT14+

OUT15+

NC

Vcc

1

2

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

31

32

33

34

35

36

37

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

3.2 Pin assignment of CN1

Vcc:

Connector for the card’s internal voltage source (+ 5V) (a wiring bridge must be soldered

to L11). Never apply an external voltage across this pin.

GND:

Ground connection (only when a wiring bridge is soldered to L12).

NC:

not connected

OUT00-

OUT01-

OUT02-

OUT03-

OUT04-

OUT05-

OUT06-

OUT07-

OUT08-

OUT09-

OUT10-

OUT11-

OUT12-

OUT13-

OUT14-

OUT15-

GND

OUT00+

OUT01+

OUT02+

OUT03+

OUT04+

OUT05+

OUT06+

OUT07+

OUT08+

OUT09+

OUT10+

OUT11+

OUT12+

OUT13+

OUT14+

OUT15+

NC

Vcc

1

2

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

31

32

33

34

35

36

37

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

9

wasco®wasco®

3.3 Steckerbelegung von CN2

Vcc:

Interne Versorgungsspannung (+ 5V) der PCIe-Karte (nur durch Einlöten einer Drahtbrücke

an L21). Hier niemals eine externe Spannung anlegen.

GND:

Masse des Rechners (nur durch Einlöten einer Drahtbrücke an L22)

NC:

Pin nicht belegt

NC NC

NC Vcc

GND Vcc

GND NC

IN15- IN15+

IN14- IN14+

IN13- IN13+

IN12- IN12+

IN11- IN11+

IN10- IN10+

IN09- IN09+

IN08- IN08+

IN07- IN07+

IN06- IN06+

IN05- IN05+

IN04- IN04+

IN03- IN03+

IN02- IN02+

IN01- IN01+

IN00-

40 39

38 37

36 35

34 33

32 31

30 29

28 27

26 25

24 23

22 21

20 19

18 17

16 15

14 13

12 11

10 9

8 7

6 5

4 3

2 1 IN00+

3.3 Pin assignment of CN2

Vcc:

Connector for internal voltage source (+ 5V) ( a wiring bridge must be soldered to L21),

Never apply an external voltage across this pin.

GND:

Ground connection (only when a wiring bridge is soldered to L22).

NC:

not connected

NC NC

NC Vcc

GND Vcc

GND NC

IN15- IN15+

IN14- IN14+

IN13- IN13+

IN12- IN12+

IN11- IN11+

IN10- IN10+

IN09- IN09+

IN08- IN08+

IN07- IN07+

IN06- IN06+

IN05- IN05+

IN04- IN04+

IN03- IN03+

IN02- IN02+

IN01- IN01+

IN00-

40 39

38 37

36 35

34 33

32 31

30 29

28 27

26 25

24 23

22 21

20 19

18 17

16 15

14 13

12 11

10 9

8 7

6 5

4 3

2 1 IN00+

10

wasco®wasco®

3.4 Steckerbelegung von CN2 auf D-Sub 37 (Steckerverlegungsset)

Vcc:

Interne Versorgungsspannung (+ 5V) der PCIe-Karte (nur durch Einlöten einer Drahtbrücke

an L21). Hier niemals eine externe Spannung anlegen.

GND:

Masse des Rechners (nur durch Einlöten einer Drahtbrücke an L22)

NC:

Pin nicht belegt

IN00-

IN01-

IN02-

IN03-

IN04-

IN05-

IN06-

IN07-

IN08-

IN09-

IN10-

IN11-

IN12-

IN13-

IN14-

IN15-

GND

IN00+

IN01+

IN02+

IN03+

IN04+

IN05+

IN06+

IN07+

IN08+

IN09+

IN10+

IN11+

IN12+

IN13+

IN14+

IN15+

NC

Vcc

1

2

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

31

32

33

34

35

36

37

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

3.4 Pin assignment from CN2 to D-Sub37 (plug relocation kit)

VVcc:

Connector for internal voltage source (+ 5V) (a wiring bridge must be soldered to L21),

Never apply an external voltage across this pin.

GND:

Ground connection (only when a wiring bridge is soldered to L22).

NC:

not connected

IN00-

IN01-

IN02-

IN03-

IN04-

IN05-

IN06-

IN07-

IN08-

IN09-

IN10-

IN11-

IN12-

IN13-

IN14-

IN15-

GND

IN00+

IN01+

IN02+

IN03+

IN04+

IN05+

IN06+

IN07+

IN08+

IN09+

IN10+

IN11+

IN12+

IN13+

IN14+

IN15+

NC

Vcc

1

2

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

31

32

33

34

35

36

37

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

11

wasco®wasco®

4.1 Blockschaltbild

4. Systemkomponenten

4.1 Block Diagram

4. System Components

PCIe x1

PCIe Bus

Interface

Control

and

Interrupt

Logic

+12V

32-bit

Internal Data Bus

+12V 5V

GND

40-pin Pin Header 37-pin Sub-D Jack

Optocoupler Inputs

IN00...IN15 Optocoupler Outputs

OUT00...OUT15

Board Identification

2* OC

Unit

16* Counter

2* IC

Unit

Quartz

2* 32-bit

Timer

Filter

PCIe x1

PCIe Bus

Interface

Steuer-

und

Interrupt

Logik

+12V

32 Bit interner Datenbus

+12V 5V

GND

40poliger Pfostenstecker 37polige D-Sub Buchse

Optokopplereingänge

IN00...IN15 Optokopplerausgänge

OUT00...OUT15

Board Identifikation

2* OC-

Einheit

16* Zähler

2* IC-

Einheit

Quarz

2* 32 Bit

Timer

Filter

12

wasco®wasco®

4.2 Access to the system components

You can access to the hardware components of the OPTOIO-PCIe16 by

reading from or writing to Memory Mapped I/O addresses using library

functions. The addresses relevant to the OPTOIO-PCIe16 arise depending

on the BIOS assigned base address. Access to the OPTOIO-PCIe16 is

exclusively in double-word access. For reasons of compatibility the wasco

driver features only process or allow for the least signicant byte.

(You will nd more information in the chapter Programming as well as in

the sample programs on the supplied CD)

PCIe Bus

Interface Control

Logic

32 Bit PCIe Connector

32 Bit

internal

Data Bus

PCIe Bus

Interface Steuer-

Logik

32 Bit PCIe Connector

32 Bit

interner

Datenbus

Fig. 4.1

4.2 Zugriff auf die Systemkomponenten

Der Zugriff auf die Hardware-Komponenten der OPTOIO-PCIe16 erfolgt

durch das Lesen von bzw. Schreiben in Memory-Mapped I/O-Adressen

mit Hilfe von Library-Funktionen. Die für die OPTOIO-PCIe16 relevanten

Adressen ergeben sich abhängig von einer vom Bios vergebenen

Basisadresse. Der Zugriff auf die OPTOIO-PCIe16 erfolgt ausschließ-

lich im Doppel-Word-Zugriff, wobei die WASCO-Treiber-Funktionen aus

Kompatibilitätsgründen nur das niederwertigste Byte verarbeiten bzw.

berücksichtigen. (Hinweise hierzu nden Sie im Kapitel Programmierung

sowie in den Beispielprogrammen auf der mitgelieferten CD).

Abb. 4.1

13

wasco®wasco®

Die OPTOIO-PCIe16 verfügt über 16 Eingangskanäle, deren galvanische

Trennung mittels Optokoppler erreicht wird. Die Isolationsspannung zwi-

schen Masse des Computers und Eingang beträgt 500 Volt, während die

Spannung zwischen den Eingangskanälen auf 50 Volt begrenzt ist.

5.1 Pinbelegung der Eingangsoptokoppler

5. 16 Optokopplereingänge

The OPTOIO-PCIe16 provides 16 input channels, each of which is optically

isolated by optocouplers. The isolation voltage between GND and input is

500 VDC. The voltage within the input channels is limited to 50 VDC.

5.1 Pin assignment of the input optocouplers

5. 16 Optocoupler Isolated Digital Inputs

16,14,12,10 15,13,11,9

1,3,5,7 2,4,6,8

16,14,12,10 15,13,11,9

1,3,5,7 2,4,6,8

Fig. 5.1

14

wasco®wasco®

5.2 Input voltage ranges

You can choose between two different input voltage ranges for each opto-

coupler input by setting jumpers on the blocks JP4, JP6, JP7 and JP8.

JP7 JP8

JP4 JP6

5.2 Eingangsspannungsbereiche

Durch das Setzen von Jumpern auf den Blöcken JP4, JP6, JP7 und JP8

kann für jeden Optokopplereingang zwischen zwei Eingangsspannungs-

bereichen gewählt werden.

JP7 JP8

JP4 JP6

Fig. 5.2 Abb. 5.2

15

wasco®wasco®

By placing a jumper over Pin1 and Pin2 of the jumper block JP4 the input

voltage range of IN00 changes from 0..2V (Low) and 14..30V (High) to

0..1V (Low) and 5..15V (High). The remaining input voltage ranges keep

unaffected.

For the data of the two input voltage ranges, please refer to the following

table:

Jumper LOW HIGH

closed 0...1 V 5...15 V

open 0...2 V 14...30 V

1 2

3 4

5 6

7 8

IN05

IN06

IN07

NC

JP6

9 10

NC

1 2

3 4

5 6

7 8

IN13

IN14

IN15

NC

JP8

9 10

NC

Durch das Setzen eines Jumpers zwischen Pin1 und Pin2 des Jumper-

blocks JP4 wechselt der Eingangsspannungsbereich des IN00 von 0..2V

(LOW) und 14..30V (HIGH) auf 0..1V (LOW) und 5..15V (HIGH). Die rest-

lichen Eingangsspannungsbereiche bleiben unverändert.

1 2

3 4

5 6

7 8

IN08

IN09

IN10

IN11

JP7

9 10

IN12

1 2

3 4

5 6

7 8

IN00

IN01

IN02

IN03

JP4

9 10

IN04

Die Daten der zwei Eingangsspannungsbereiche entnehmen Sie bitte

der folgenden Tabelle:

Jumper LOW HIGH

gesetzt 0...1 V 5...15 V

nicht gesetzt 0...2 V 14...30 V

1 2

3 4

5 6

7 8

IN05

IN06

IN07

NC

JP6

9 10

NC

1 2

3 4

5 6

7 8

IN13

IN14

IN15

NC

JP8

9 10

NC

1 2

3 4

5 6

7 8

IN08

IN09

IN10

IN11

JP7

9 10

IN12

1 2

3 4

5 6

7 8

IN00

IN01

IN02

IN03

JP4

9 10

IN04

16

wasco®wasco®

5.3 Input wiring

5.4 Input current

UE - 1,1V

3400Ω

IE ≈ (Jumper open)

UE - 1,1V

1000Ω

IE ≈ (Jumper closed)

5.3 Eingangsbeschaltung

5.4 Eingangsstrom

UE - 1,1V

3400Ω

IE ≈ (Jumper nicht gesetzt)

UE - 1,1V

1000Ω

IE ≈ (Jumper gesetzt)

Optokoppler

Jumper

IN.. +

IN.. -

1K 2K4

UESchutzdiode

Abb. 5.3 Abb. 5.3

Optocoupler

Jumper

IN.. +

IN.. -

1K 2K4

UEProtection

Diode

17

wasco®wasco®

5.5 Access to the inputs

In order to determine the state of the optocoupler inputs, the register

OPTOIN has to be read out. Every bit of the 32-bit value stands for one

input as shown in the register table.

Application example:

As an example every third optocoupler input of the input plug shall be

set to HIGH and all the rest to LOW. When the register OPTOIN is read,

the card returns the value 0x4444(hex)/17476(dec)/0b0100010001000

100(bin). Out of this value you can lter the states of every single input

by an AND-link operation.

5.6Optocouplerinputswithdigitallters

Each of the optocoupler inputs of the board WASCO-PCIe8117 has its

own congurable digital lter to lter spurious pulses and transients of the

input signal.

For that the lter checks whether or not a signal is applied long enough,

as shown in g. 5.5. If this is not the case, a too short pulse for example

will be ignored. In register OPTOINFILx you can adjust the minimum time

of how long the signal has to be applied to be considered. You can adjust

a lter width of 0 - 65535µs in steps of 1µs.

In state of default the lter is deactivated, say the lter duration is 0 µs.

OPTOIN(0)

IC-Einheit

Filter

0-65535μs OPTOIN-Interrupts(0)

a b

IN00

1 3 5 7 9 11 13

a

b

μs

Fig. 5.4 Fig. 5.5

5.5 Zugriff auf die Eingänge

Um den Zustand der Optokopplereingänge zu ermitteln, muss das Register

OPTOIN ausgelesen werden. Jedes Bit des 32bit-Wertes steht für jeweils

einen Eingang wie aus der Registertabelle zu entnehmen.

Anwendungsbeispiel

Als Beispiel wird jeder dritte Optokopplereingang des Eingangssteckers

auf HIGH und der Rest auf LOW gelegt. Wird das Register OPTOIN

gelesen, so liefert die Karte den Wert 0x4444(hex)/17476(dec)/0b0100

010001000100(bin) zurück. Aus diesem Wert können nun die Zustände

der einzelnen Eingänge durch eine Und-Verknüpfung herausgeltert

werden.

5.6 Optokopplereingänge mit digitalem Filter

Jeder Optokopplereingang des Boards WASCO-PCIe8117 besitzt

einen eigenen konfigurierbaren digitalen Filter, um Störungen oder

Einschwingungen des Eingangssignals zu ltern. Dabei überprüft der

Filter wie in Abb. 5.5 gezeigt, ob ein anliegendes Signal lange genug

anliegt. Ist dies nicht der Fall, so wird z.B. ein zu kurzer Puls ignoriert. Die

Mindestzeit, welche eine Signaländerung am jeweiligen Eingang anliegen

muss, um nicht geltert zu werden, wird über das Register OPTOINFILx

eingestellt. Hier kann eine Filterbreite von 0 - 65535µs in 1-µs-Schritten

eingestellt werden. Im Default-Zustand ist der Filter deaktiviert, sprich die

Filterdauer beträgt 0µs.

OPTOIN(0)

IC-Einheit

Filter

0-65535μs OPTOIN-Interrupts(0)

a b

IN00

1 3 5 7 9 11 13

a

b

μs

Abb. 5.4 Abb. 5.5

18

wasco®wasco®

Using the lters please note, that the optocoupler inputs on one hand have

response times much longer than 1µs and on the other hand may vary in

steepness of rising and falling curves. This is not considered at the lter

conguration, as the optocouplers may show varying component tolerances.

The user has to allow for this by himself. Not considerung these switching

times may lead to a ltering out of signals at the optocoupler input, even

though theoretically they are applied long enough.

5.7 Interrupt functions of the optocoupler inputs

To detect changes to the optocoupler inputs without periodically querying the

input state via PC, the OPTOIO-PCIe16 offers several interrupt options.

On one hand the card is aible to trigger an interrupt on one of the inputs on

a rising edge. On the other hand the card can signal to the PC a general

change of the input states by an interrupt.

For further information please see the chapter Interrupt Controller.

Zu beachten ist bei der Verwendung der Filter, dass die Optokopplereingänge

zum einen weit längere Schaltzeiten über 1µs besitzen und zum anderen

unterschiedlich steile Steigungs- und Fallkurven aufweisen. Diese werden

bei der Filterkonguration aufgrund von Bauteiltoleranzen unter den

Optokopplern nicht berücksichtigt und müssen vom Anwender selbst mit

einberechnet werden. Werden diese Schaltzeiten nicht mit einberechnet,

kann dies dazu führen, dass Signale am Optokopplereingang geltert

werden, obwohl sie theoretisch lange genug anliegen.

5.7 Interruptfunktionen der Optokopplereingänge

Um Änderungen an den Optokopplereingängen ohne regelmä-

ßiges Abfragen der Eingänge durch den PC zu erkennen, bietet die

OPTOIO-PCIe16 mehrere Interruptmöglichkeiten an. So gibt es zum einen

die Möglichkeit, dass die Karte bei einer steigenden Flanke an einem

der Eingänge einen Interrupt am PC auslöst, oder zum anderen, dass

sie dem PC durch einen Interrupt eine generelle Änderung der Eingänge

signalisiert.

Neben diesem Kapitel lesen Sie bitte das Kapitel Interruptcontroller

durch.

19

wasco®wasco®

5.7.1 Edge detection

In order to detect rising edges at the optocoupler inputs, each single input

provides an edge detection with connectable interrupt function. For this

purpose, a 32-bit interrupt register (OPTOINIF) is provided which makes

available one bit per input channel for edge detection. As soon as the card

detects a rising edge, the respective bit is set in register OPTOINIF. If at

least one of the enabled bits is set, this will be passed over a line to the

interrupt controller.

The interrupt function is enabled by writing the 32bit register

OPTOINFe. Each single bit represents one input. As shown in the table

port addresses (chapter 11.1) the respective bit indicates activation of the

interrupt function with a 1 and deactivation with a 0. So, if the bit is 0, the

corresponding bit in the register OPTOINIF will be set on a rising edge,

but it will not be considered when the interrupt is triggered.

All of the interrupt channels are deactivated in default state.

After the interrupt has been triggered, the source must be determined in

the relevant interrupt service routine by reading the register OPTOINIF.

Then the bit has to be cleared by setting the source channel bit in the

register OPTOINFr. After the card has executed the reset command, the

bit is reset automatically.

5.7.1 Flankenerkennung

Um steigende Flanken an den Optokopplereingängen zu erkennen,

besitzt jeder einzelne Eingang eine Flankenerkennung mit zuschaltbarer

Interruptfunktion. Dafür wird ein 32bit Interruptregister (OPTOINIF) bereit-

gestellt, welches für jeden Eingangskanal ein Bit zur Flankenerkennung

zur Verfügung stellt. Sobald an einem Eingang eine steigende Flanke

durch die Karte erkannt wird, wird das jeweilige Bit im Register OPTOINIF

gesetzt. Ist mindestens eines der freigeschalteten Bits gesetzt, wird dies

über eine Leitung an den Interruptcontroller weitergeleitet.

Das Freischalten der Interruptfunktion erfolgt durch das Beschreiben des

32bit Registers OPTOINFe. Dabei repräsentiert jedes einzelne Bit einen

Eingang. Wie aus der Tabelle Portadressen (Kapitel 11.1) zu entnehmen

ist, bedeutet eine 1 im jeweiligen Bit eine Aktivierung und eine 0 eine

Deaktivierung der Interruptfunktion. Steht im Bit also z.B. eine 0, so wird

bei einer steigenden Flanke im Register OPTOINIF zwar das entspre-

chende Bit gesetzt, jedoch wird dieses Bit bei der Interruptauslösung nicht

berücksichtigt.

Im Defaultzustand sind alle Interruptkanäle deaktiviert.

Nach dem ausgelösten Interrupt muss in der entsprechenden Interrupt-

Service-Routine durch das Einlesen des Registers OPTOINIF die Quelle

ermittelt und anschließend das Bit gelöscht werden, indem das zum

Quellenkanal gehörige Bit im Register OPTOINFr gesetzt wird. Nachdem

die Karte den Resetbefehl duchgeführt hat, wird das Bit automatisch

zurückgesetzt.

20

wasco®wasco®

Application example:

You want an edge detection with interrupt triggering on channel IN01.

The following example lists each step of how to perform the conguration

and what needs to be done in the interrupt service routine to re-enable

the interrupt.

Please note that in this example the interrupt conguration of the driver is

not indicated. For the discription of this please refer to the driver.

Additional, more program examples are made available for download on

our homepage.

Conguration:

1. Activation of the card‘s interrupt function (see chapter Interrupt

Controller)

2. Enable the required interrupt

Before enabling an edge detection interrupt, please check whether or not

the edge memory register OPTOINIF is reset completely. Otherwise, an

interrupt might be triggered immediately after enabling the interrupt. If not

all of the bits are reset in register OPTOINIF, value 0 is writtenxffffffff(hex)

into the register OPTOINIFr.

See the table how to set bit 1 in register OPTOINIFe to activate an edge

detection interrupt on channel IN01. This way, with the help of the PCIe

write command, the value 0x00000002(hex) resp. 2(dec) is written to

this register.

Anwendungsbeispiel:

Gewünscht wird eine Flankenerkennung mit Interruptauslösung am Kanal

IN01. Im folgenden Beispiel werden die einzelnen Schritte aufgezählt, wie

die Konguration durchgeführt werden muss und was in der Interrupt-

Service-Routine zur erneuten Freigabe des Interrupts unternommen

werden muss.

Bitte beachten Sie, dass in diesem Beispiel nicht die Interruptkonguration

des Treibers aufgelistet ist. Eine Beschreibung hierzu liegt dem Treiber

bei.

Neben diesem Beispiel sind zudem auf unserer Homepage Beispiel-

programme zum Download bereitgestellt.

Konguration:

1. Freischaltung der Interruptfunktion der Karte (siehe Kapitel

Interruptcontroller)

2. Freischalten des gewünschten Interrupts

Bevor der Flankenerkennungsinterrupt freigeschaltet wird, muss über-

prüft werden, ob das Flankenspeicherregister OPTOINIF vollständig

zurückgesetzt ist, da sonst eventuell sofort nach der Freigabe des

Interrupts ein Interrupt ausgelöst wird. Sind nicht alle Bits im Register

OPTOINIF zurückgesetzt, schreiben Sie den Wert 0xffffffff(hex) in das

Register OPTOINIFr.

Aus der Tabelle ist zu entnehmen, dass zur Freischaltung des

Flankenerkennungsinterruptes am Kanal IN01 Bit 1 im Register

OPTOINIFe gesetzt werden muss. Mit Hilfe des PCIe-Schreibbefehls

wird also der Wert 0x00000002(hex) bzw. 2(dec) in dieses Register

geschrieben.

Page is loading ...

Wasco A-829410 User manual

Wasco A-829410 User manual

Other documents