Emtronix ETA104 数据采集模块数据手册
1. 概述 1.1 ETA104 介绍 ETA104 模拟数据采集模块 ( 下文简称 :ETA104 模块 ) 是基于英创公司 SBC840 工控应用底板 符合 DM5028 标准应用扩展模块 ETA104 模块上的模数转换功能, 采用 ADS7871 模拟信号转换芯片, 占用 ESMARC 工控主板的 SPI 总线进行通讯, 最高可实现 48K 的数据转换率, 最大支持 8 路 14bit 模拟信号转换 同时 ETA104 模块集成了 2 路 RS485,3 路 RS232 通讯总线 通过配置 ETA104 模块的模拟转换芯片的控制寄存器, 可实现 8 路单极性信号采集, 或者 4 路单分信号采集, 或者差分 / 单极性混合模式采集 短接 ETA104 模块上的跳线器, 还可以实现输入信号为 4~20mA 电流信号采集 为了提高应用底板 EMC 特性,ETA104 上所使用的控制 通讯信号均使用光电隔离 ETA104 的特点如下 : 可配置 8 路单极性模拟信号输入 可配置 4 路差分模拟信号输入 可配置 4~20mA 电流信号输入 3 路 3 线制 RS232 通讯总线 2 路 RS485 总线 所有控制 通讯信号均进行光电隔离 www.emtronix.com 2
1.2 机械尺寸 2. 接口描述 2.1 ADC 控制信号与串口信号接口 CN1 是 ETA104 串口信号与 SPI 信号接口, 通过 SBC840 的 J1 插针, 连接到 ESMARC 工控主板的串口 SPI 与电源等信号 采用 2.0mm 50 芯 IDC 插座, 连接到 SBC840 工控 应用底板 J1 插针 CN1 具体信号定义如下 : 信号描述 J1 PIN# 信号描述 GND 49 50 GND +5V 47 48 +5V GND 45 46 GND 43 44 GPIO31 41 42 GPIO30 39 40 GPIO29 37 38 GPIO28 35 36 www.emtronix.com 3
33 34 31 32 29 30 IRQ1 27 28 PWM1 25 26 23 24 21 22 UART6_TXD 19 20 UART6_RXD 17 18 15 16 13 14 UART5_RXD 11 12 UART5_TXD UART4_RXD 9 10 UART4_TXD UART3_RXD 7 8 UART3_TXD UART2_RXD 5 6 UART2_TXD +3.3V 3 4 +3.3V GND 1 2 GND 信号功能说明 : 信号名称功能描述 GPIO28 GPIO29 GPIO30 GPIO31 SPI_MISO SPI_MOSI SPI_CLK SPI_CSn 控制 ADC 器件的 SPI 总线信号 PWM1 PWM 信号输出用于等时采样时, 启动动 AD 转换 IRQ1 系统中断输入读取 AD 数据信号 UART2_RXD UART2 接收 UART2_TXD UART2 发送 COM2 串口信号, 用于 RS232 端口 www.emtronix.com 4
UART3_RXD UART3 接收 UART3_TXD UART3 发送 UART4_RXD UART4 接收 UART4_TXD UART4 发送 UART5_RXD UART5 接收 UART5_TXD UART5 发送 UART6_RXD UART6 接收 UART6_TXD UART6 发送 COM3 串口信号, 用于 RS232 端口 COM4 串口信号, 用于 RS232 端口 COM5 串口信号, 用于 RS485 端口 COM6 串口信号, 用于 RS485 端口 2.2 模拟信号输入接口 ETA104 支持的 8 路模拟信号输入从 ETA104 模块上的 IDC20-2.54mm 双排针 CN3 输入, 信号 引脚 信号 Ain1, 模拟信号输入端 1 1 2 GND Ain2, 模拟信号输入端 2 3 4 GND Ain3, 模拟信号输入端 3 5 6 GND Ain4, 模拟信号输入端 4 7 8 GND Ain5, 模拟信号输入端 5 9 10 GND Ain6, 模拟信号输入端 6 11 12 GND Ain7, 模拟信号输入端 7 13 14 GND Ain8, 模拟信号输入端 8 15 16 GND GND, 公共地 17 18 GND GND 19 20 GND 关于输入信号的进一步说明 : 信号名称单极性信号功能差分信号功能 Ain1 模拟信号输入端 1 Ain2 模拟信号输入端 2 模拟差分输入端 1 www.emtronix.com 5
Ain3 模拟信号输入端 3 Ain4 模拟信号输入端 4 Ain5 模拟信号输入端 5 Ain6 模拟信号输入端 6 Ain7 模拟信号输入端 7 Ain8 模拟信号输入端 8 模拟差分输入端 2 模拟差分输入端 3 模拟差分输入端 4 GND 模拟输入参考地平面 4~20mA 电流信号输入采集配置 : 通过短接 ETA104 模块上的跳线器,ETA104 模块的模拟信号输入可配置为 4~20mA 电流信号输入 单极性信号与差分输入信号均可以实现 4~20mA 电流信号采集 当输入信号为 4~20mA 电流信号时, 采用 120 欧姆 /1%/1/10W 0603 贴片采样电阻进行采样, 并且一共设计了 4 个 4 芯跳线器 :JP1 JP2 JP3 JP4 分别对应 8 路模拟信号输入端口 :Ain1~Ain2 Ain3~Ain4 Ain5~Ain6 Ain7~Ain8 的 4~20mA 电流信号采集配置 跳线器引脚号排列如下图所示 : P1 P3 P2 P4 JP1~JP4 跳线器脚号排列示意 JP1~JP4 跳线器 跳线器短接 : 实现 4~20mA 电流信号 120 欧姆电阻采样输入 跳线器断开 : 电压信号输入 4~20mA 电流信号输入时, 模拟输入通道与跳线器短接对应表格 : 4~20mA 输入端口单极性输入方式差分输入方式 Ain1 Ain2 JP1(1-3) JP1(2-4) JP1(1-2) www.emtronix.com 6
Ain3 Ain4 Ain5 Ain6 Ain7 Ain8 JP2(1-3) JP2(2-4) JP3(1-3) JP3(2-4) JP4(1-3) JP4(2-4) JP2(1-2) JP3(1-2) JP4(1-2) 2.3 RS232 RS485 接口 ETA104 支持的 3 路 RS232 2 路 RS485, 连接到 ETA104 信号输入 / 输出端口 CN2, 引出后连接到 SBC840 工控应用底板 CN4 连接件上 CN2 信号定义如下 : ETA104 信号 P2 PIN# UART2_RS232_TXD 27 28 RFU UART2_RS232_RXD 25 26 RFU GND 23 24 RFU UART3_RS232_TXD 21 22 RFU UART3_RS232_RXD 19 20 RFU GND 17 18 RFU UART4_RS232_TXD 15 16 RFU UART4_RS232_RXD 13 14 RFU GND 11 12 RFU UART5_RS485_A 9 10 RFU UART5_RS485_B 7 8 RFU GND 5 6 RFU UART6_RS485_A 3 4 RFU UART6_RS485_B 1 2 RFU SBC840 应用底板 CN2 信号说明 : www.emtronix.com 7
ETA104 信号 SBC840 端子编号说明 UART2_RS232_TXD UART2_RS232_RXD P14 P13 COM2 端口 RS232 电平信号 GND P12 通讯口公共参考地 UART3_RS232_TXD UART3_RS232_RXD P11 P10 COM3 端口 RS232 电平信号 GND P9 通讯口公共参考地 UART4_RS232_TXD UART4_RS232_RXD P8 P7 COM4 端口 RS232 电平信号 GND P6 通讯口公共参考地 UART5_RS485_A UART5_RS485_B P5 P4 COM5 端口 RS485 总线信号 GND P3 通讯口公共参考地 UART6_RS485_A UART6_RS485_B P2 P1 COM6 端口 RS485 总线信号 2.4 跳线器说明 : 跳线编号 功能说明 JP1~JP4 4~20mA 电流信号输入配置跳线, 详见 :4~20mA 电流信 号输入采集配置 SPI 总线信号相位控制 JP5 断开 :CLK 上升沿数据有效 短接 :CLK 下降沿数据有效 COM5 RS485 总线 120 欧姆端口匹配电阻配置 JP6 短接 :COM5 的 RS485 总线信号匹配 120 欧电阻 断开 :COM5 的 RS485 总线信号匹配 120 欧电阻 COM RS485 总线 120 欧姆端口匹配电阻配置 JP7 短接 :COM6 的 RS485 总线信号匹配 120 欧电阻 断开 :COM6 的 RS485 总线信号匹配 120 欧电阻 www.emtronix.com 8
3. 基本电气特性 3.1 推荐的操作参数 参数名称 最小值 典型值 最大值 单位 简要说明 DC5V 4.5 5.0 5.5 V DC3.3V 2.8 3.3 3.5 V 存储温度 -60-120 工作温度 -10-60 商业级产品 -40-85 工业级产品 3.2 RS232 输入输出特性 参数 测试条件 最小值 最大值 单位 输入范围 -25 25 V 输入负载 3 7 kω 输出电压 负载 :3kΩ ±5 ±9 V 输出电流 - ±10 ma 输出电阻 300 - Ω 3.3 RS485 输入输出特性 参数测试条件最小值最大值单位 差分输出电压 R=100 2.0 5.0 R=54 1.5 5.0 V 输出短路电流 20 250 ma 输入电流 (A B) 200 250 ua ESD 保护 (A B) 空气放电 15 人体放电 15 KV www.emtronix.com 9
3.4 模拟信号输入特性 参数 测试条件 最小值 最大值 单位 单极性有效输入范围 0 +2.5 V 差分有效输入范围 -2.5 +2.5 V www.emtronix.com 10
4. 订货信息 Module Type ETA104 数据采集模块 Description 基于 SBC840 工控应用底板 符合 DM5028 规范 集 模拟信号采集 RS232 RS485 的功能扩展模块 www.emtronix.com 11
5. 技术支持 用户还可以访问英创网站或直接与英创公司联系以获得 ESMARC 系列工控主板的其他相关资料 英创信息技术有限公司联系方式如下 : 地址 : 成都市高新区高朋大道 5 号博士创业园 B 座 407# 邮编 :610041 联系电话 : 传真 :028-85141028 网址 :www.emtronix.com 电子邮件 :support@emtronix.com www.emtronix.com 12
6. 版本历史 手册版本适用底板简要描述日期 V3.0 ETA104 V3.0 新版本 ETA104 数据手册更新, 适应 SBC840 工控应用底板 2018-03-29 注意 : 英创会不断的完善本手册的相关技术内容, 请客户适时从公司网站下载最新版本的数据手册, 恕不另行通知 如有意见或建议, 欢迎随时与我们联系, 以便我们及时改进 完善 www.emtronix.com 13