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승효 진
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1 USB-DIO6400 User s Manual Windows, Windows2000, Windows NT and Windows XP are trademarks of Microsoft. We acknowledge that the trademarks or service names of all other organizations mentioned in this document as their own property. Information furnished by DAQ system is believed to be accurate and reliable. However, no responsibility is assumed by DAQ system for its use, nor for any infringements of patents or other rights of third parties which may result from its use. No license is granted by implication or otherwise under any patent or copyrights of DAQ system. The information in this document is subject to change without notice and no part of this document may be copied or reproduced without the prior written consent. Copyrights 2007 DAQ system, All rights reserved

2 목 차 1. Introduction 2. USB-DIO6400 내부블록도 3. 보드설명 3.1 외형도 3.2 커넥터핀맵 USB 커넥터 : JP D-SUB 37Pin Socket : J D-SUB 37Pin Plug : J2 3.3 디지털입력회로 3.4 디지털출력회로 3.5 전원옵션설정 JP2 점퍼설정 J7 점퍼설정 JP7 점퍼설정 4. 장치설치 4.1 하드웨어설치 제품내용물 4.2 드라이버설치 5. 샘플프로그램설명 5.1 프로그램인터페이스 5.2 기능설명 Reference -2-

3 1. Introduction USB-DIO6400 보드는 32 비트절연디지털입 / 출력보드로산업용 PC들과완벽하게호환되며, Full Speed(12Mb/s) USB 인터페이스를사용하는보드이다. USB-DIO6400은 USB 케이블에서전원을공급받아서동작을하므로별도의외부전원을공급하여사용하지않는다. 이보드의모든제어는 FPGA (Field Programmable Gate Array) 로설계되어기능보강이나수정이자유로우며사용자의요구에쉽게업그레이드가가능하다. DAQ System Digital I/O 제품들 Product No. In/Out Timer/Counter Specification cpci-dio /32 Isolated Input/Output cpci-dio channels Software Configurable 16bit 단위 8Group 로 Read/Write PCI-DIO /32 Isolated Input/Output PCI-DIO /None Isolated Input PCI-DIO6402 None/64 Isolated Output PCI-DIO01 32/32 Software Configurable 1/1 TTL Level Input/Output 32bit Counter/Timer PCI-DIO02 PCI-DIO12 PCI-MOT channels Software Configurable 16/16 or 32/32 Software Configurable 24/24 (Isolated) 1/1 16bit 단위 8Group 로 Read/Write 128Mbyte DDR SDRAM Data transfer rate up to 400Mb/s 1 Channel PWM, 2 Channel Encoder, 1 Channel ADC PCI-PWM02 6/12(Isolated) 4 Channel Triggered PWM outputs PCI-TC03 16/16 8/8 PCI-EK01 24(shared) 1/1(32bit) 32bit resolution Differential Counter/Timer 12bit 8 Channel A/D Input 12bit 8 Channel D/A Output PCIe-DIO05 32/32 TTL Level Input/Output USB-AIO10 USB-DIO12800 USB-DIO /32 USB-MULTI 24/24(Isolated) 128 channels Software Configurable 2/None 4-Ch Analog Input and Output RS ,200bps Interface 16bit 단위 8Group 로 Read/Write Isolated Input/Output 12Mbps Isolated Input/Output 16bit Counter In & Timer Out USB-PWM10 6/8(Isolated) 4 Channel Triggered PWM outputs -3-

USB-DIO6400 보드는 PC에서 USB 인터페이스를통하여외부센서나 Actuator로디지털신호를주고받으며원하는기능을수행할수있는장치이다. Digital Input 32개, Digital Output 32개를가지고다양한신호와연동하여사용할수가있다.

4 USB-DIO6400 보드는 PC에서 USB 인터페이스를통하여외부센서나 Actuator로디지털신호를주고받으며원하는기능을수행할수있는장치이다. Digital Input 32개, Digital Output 32개를가지고다양한신호와연동하여사용할수가있다. 제품의동작은사용자프로그램 API 호출에의하여제어되며아래의그림은제품의연동동작을그림으로나타내고있다. [ 그림 1. USB-DIO6400 사용예 ] [ 그림 1-1] 에서보면, USB-DIO6400 은 USB 케이블에서전원을공급받아서동작을하므로별도의 외부전원을공급하여사용하지않는다

5 2. USB-DIO6400 내부블럭도 아래그림에서보듯이 USB-DIO6400의경우 USB 통신을 Micro Controller에서담당을하고그외 I/O 제어는 FPGA에서담당하고있다. 주기능으로는디지털입 / 출력이있다. 이러한기능들은 USB 인터페이스를통하여 PC에서 API를이용하여수행된다. 제품은 USB 인터페이스를통하여 5V 전원을공급받아제어부의전원으로사용한다. [ 그림 2. USB-DIO6400 Internal Block Diagram] USB-DIO6400 의경우 [ 그림 2] 와같이 Isolated 한 32 개의디지털입력포트와 32 개의디지털출 력포트를가지고외부와인터페이스를할수있도록구성되어있다. GENERAL DESCRIPTION USB Full Speed device USB HID Interface 4ch Triggered PWM output Digital I/O 4 channel Isolated input voltage up to 24V Compact, half-size PCB -5-

6 APPLICATION Data acquisition Laboratory instrumentation Process control systems Factory automation SPECIFICATION Isolated Digital Input Number of Channels : 32 Number of Common Input : 4 Maximum Input Range(Non-polarity) : 24V Digital Logic Levels : Input High level 5 ~24V Input Low voltage 0 ~ 1.5V Input Resistance : 4.7Kohm@1.2W Isolation Voltage : 2500Vrms Isolated input voltage up to 24V Data Transfer : Programmed I/O Isolated Digital Output Number of Channels : 32 Output type : Open collector Darlington transistor Sink Current : 500mA for one 100% duty 500mA for all 20% duty Power Dissipation : Max 2.36W per chip (8DO channels) Supply Voltage : 5V USB or isolated 5V(inside equipped) Isolation Voltage : 5000Vrms Data Transfer : Programmed I/O SOFTWARE Operating System Windows 2000/XP/7/8/10 Support Visual basic/c++ with Board API(DLL -6-

7 3. 보드설명 각각의중요한보드기능에대하여간략히설명한다. 자세한기능에대한내용은부품사양을참 조하기바랍니다. 3.1 USB-DIO6400 외형도 J J3 U44 U45 J6 U46 U47 J1 J4 U27 J5 U40 JP7 U35 USB-DIO6400 Rev. A J7 U36 LED1 U41 1 JP1 U13 JP4 LED2 LED3 SW3 JP Y1 D2 P1 [ 그림 3. USB-DIO6400 외형 ] [ 그림 3] 은 USB-DIO6400의실제외형을보여주고있다. 아래에는 USB-B type 커넥터가있으며, 상면좌측의 37PIN D-SUB 플러그 (PLUG : J2) 커넥터를통하여 32 채널의디지털입력을사용할수가있다. 상면우측의 37PIN D-SUB 소켓 (SOCKET : J6) 커넥터를통하여 32 채널의디지털출력을사용할수가있다

8 3.2 커넥터핀맵 USB 커넥터 : JP4 USB-DIO6400에서사용하는커넥터에대하여설명을한다. 주요커넥터로는먼저, USB 연결을위한 USB-B 타입커넥터와외부 I/O 입출력의 D-sub 37pin(j2, J6) 그리고 RS232 통신을위한 D-sub 9pin 커넥터 (P1) 가있다. 먼저보드의 USB-B 타입커넥터의 PIN을케이블이연결되는전면에서볼때 [ 그림 4] 와같다. 2 1 USB B type Connector 3 4 [ 그림 4. JP4 커넥터 (USB-B type Front View)] [ 표 2. USB-B 커넥터 ] 번호 명칭 설명 비고 1 VCC USB 전원 +5V 2 D- USB신호 Minus(Negative) 3 D+ USB신호 Plus(Positive) 4 GND USB 전원 GND -8-

9 3.2.2 D-SUB 37Pin Socket : J6 USB-DIO6400 의디지털출력은 37Pin D-Sub 커넥터 ( 소켓타입 ) 을통하여이루어지며, 보드내부와는절연 (Isolation) 되어있다. DOUT31 DOUT29 DOUT27 DOUT25 DOUT23 DOUT21 DOUT19 DOUT17 OUT_VDD GROUND DOUT15 DOUT13 DOUT11 DOUT9 DOUT7 DOUT5 DOUT3 DOUT POWER DOUT30 DOUT28 DOUT26 DOUT24 DOUT22 DOUT20 DOUT18 DOUT16 GROUND GROUND DOUT14 DOUT12 DOUT10 DOUT8 DOUT6 DOUT4 DOUT2 DOUT0 [ 그림 5. USB-DIO6400 DSUB 37(Socket) J6 커넥터핀설명 ] [ 표 3. USB-DIO6400 Digital OUT 커넥터핀설명 ] 핀번호핀이름내용설명비고 1 DOUT0 절연디지털출력

10 2 DOUT2 절연디지털출력 2 3 DOUT4 절연디지털출력 4 4 DOUT6 절연디지털출력 6 5 DOUT8 절연디지털출력 8 6 DOUT10 절연디지털출력 10 7 DOUT12 절연디지털출력 12 8 DOUT14 절연디지털출력 14 9 GROUND 외부 Ground 10 GROUND 외부 Ground 11 DOUT16 절연디지털출력 DOUT18 절연디지털출력 DOUT20 절연디지털출력 DOUT22 절연디지털출력 DOUT24 절연디지털출력 DOUT26 절연디지털출력 DOUT28 절연디지털출력 DOUT30 절연디지털출력 OUT_POWER 보드전원출력 20 DOUT 1 절연디지털출력 1 21 DOUT 3 절연디지털출력 3 22 DOUT 5 절연디지털출력 5 23 DOUT 7 절연디지털출력 7 24 DOUT 9 절연디지털출력 9 25 DOUT 11 절연디지털출력 DOUT 13 절연디지털출력 DOUT 15 절연디지털출력 GROUND 외부 Ground 29 OUT_VDD 클램프다이오드공통입력핀 [ 그림 6-1] 참조 30 DOUT 17 절연디지털출력 DOUT 19 절연디지털출력 DOUT 21 절연디지털출력 DOUT 23 절연디지털출력 DOUT 25 절연디지털출력 DOUT 27 절연디지털출력 DOUT 29 절연디지털출력 DOUT 31 절연디지털출력

11 3.2.3 D-SUB 37Pin Plug : J2 USB-DIO6400 의디지털입력은 37Pin D-Sub 커넥터 ( 플러그타입 ) 을통하여이루어지 며, 보드내부와는절연 (Isolation) 되어있다. DIN31 DIN29 DIN27 DIN25 DIN23 DIN21 DIN19 DIN17 IN_COM3 IN_COM1 DIN15 DIN13 DIN11 DIN9 DIN7 DIN5 DIN3 DIN N.C DIN30 DIN28 DIN26 DIN24 DIN22 DIN20 DIN18 DIN16 IN_COM2 IN_COM0 DIN14 DIN12 DIN10 DIN8 DIN6 DIN4 DIN2 DIN0 [ 그림 6. USB-DIO6400 DSUB 37(Plug) J2 커넥터핀설명 ] [ 표 4. USB-DIO6400 Digital IN 커넥터핀설명 ] 핀번호핀이름내용설명비고 1 DIN0 절연디지털입력

12 2 DIN2 절연디지털입력 2 3 DIN4 절연디지털입력 4 4 DIN6 절연디지털입력 6 5 DIN8 절연디지털입력 8 6 DIN10 절연디지털입력 10 7 DIN12 절연디지털입력 12 8 DIN14 절연디지털입력 14 9 IN_COM0 절연디지털입력공통 0 DIN0~7 공통입력 10 IN_COM2 절연디지털입력공통 2 DIN16~23 공통입력 11 DIN16 절연디지털입력 DIN18 절연디지털입력 DIN20 절연디지털입력 DIN22 절연디지털입력 DIN24 절연디지털입력 DIN26 절연디지털입력 DIN28 절연디지털입력 DIN30 절연디지털입력 N.C No Connection 20 DIN1 절연디지털입력 1 21 DIN3 절연디지털입력 3 22 DIN5 절연디지털입력 5 23 DIN7 절연디지털입력 7 24 DIN9 절연디지털입력 9 25 DIN11 절연디지털입력 DIN13 절연디지털입력 DIN15 절연디지털입력 IN_COM1 절연디지털입력공통 1 DIN8~15 공통입력 29 IN_COM3 절연디지털입력공통 3 DIN24~31 공통입력 30 DIN17 절연디지털입력 DIN19 절연디지털입력 DIN21 절연디지털입력 DIN23 절연디지털입력 DIN25 절연디지털입력 DIN27 절연디지털입력 DIN29 절연디지털입력 DIN31 절연디지털입력

13 3.3 디지털입력회로 VCC IN_COM0 DIN0 2.4K in0 VCC DIN1 2.4K in1 VCC DIN7 2.4K In7 [ 그림 7. 디지털입력회로 ] 상기그림에서보면디지털입력회로는포트커플러로절연이되어있다. IN_COM0 쪽에플러스전압을인가하고디지털입력 (DIN0 ~ DIN7) 에마이너스전압을인가하게되면, 포토커플러로내부에있는다이오우드에전류가흐르게되고, 흐르는전류에따라서출력쪽트랜지스터가통전이된다. 보드에는위와같은회로가 4개가구비되어있다. 즉, 포토커플러 8개마다 IN_COM 신호선이있어총 IN_COM 신호선은 4개가있다 (IN_COM0 ~ IN_COM3). 완전히절연된회로를원한다면, 보드전원을사용하지말고외부전원공급장치를이용하여사용하는것이좋다. 1. 입력사용전원전압범위는 7 24V 이다

14 3.4 디지털출력회로 OUT_POWER +3.3V OUT_VDD out0 330 DOUT0 out1 330 DOUT1 out DOUT31 [ 그림 8. 디지털출력회로 ] 상기그림에서보면디지털출력회로는포트커플러로절연이되어있다. OUT_POWER 와 OUT_VDD 가출력회로에공통접속되어있다. OUT_POWER 는커넥터 JP2의점퍼설정에따라외부전원이나보드내부의 5V PCI 또는 ISO 5V (DC-DC 출력전원 ) 가된다. OUT_VDD 는보드내의회로를보호할목적으로둔클램프다이오드의애노우드에접속되는것으로일반적으로외부전원 5V를사용하면된다

15 USB-DIO6400 보드 J7 점퍼설정 DC-DC 전원 3 외부결선 2 OUT_POWER PCI 전원 V 부하 DC OUT DOUT 31-0 GROUND 외부 GROUND [ 그림 9. 출력포트외부결선 ] OUTPUT은외부전원또는내부전원을선택해서사용할수가있다. 외부전원을사용할때에는 J1의점퍼를연결하지않아야만완전한절연입력이된다. 내부전원의경우 DC-DC converter 혹은 PCI 5V 전원을선택할수가있는데 DC-DC converter를사용할경우에는 J7 점퍼설정 (3-2번쇼트 ) 을한다. PCI 5V 전원을사용할경우에는 J7 점퍼설정 (1-2번쇼트 ) 해서사용한다. 1. 출력사용전원전압범위는 5 24V 이다

16 3.5 전원옵션설정 JP2 점퍼설정 보드의내부전원은 USB 5V를사용할수도있고, JP1(Molex 2Pin Connector) 를통해입력되는외부전원을사용할수있는데점퍼로설정할수가있다. JP2 점퍼설정 1 USB 전원 3 외부 5V 전원 J7 점퍼설정외부 I/O 구성시외부전원을사용할수있는환경이되지않을경우, 보드에서전원을출력하여사용할수가있다. 이때, 보드에절연된 DC-DC Converter( 선택사양 ) 의전원을출력할것인가아니면, 보드내부전원을출력할것인가를점퍼로설정할수가있다. J7 점퍼설정 POWER PIN Floating( 외부전원사용 ) 1 DC-DC converter 전원 내부 +5V 출력 JP7 점퍼설정 GROUND 역시 DC-DC Converter ( 선택사양 ) 의 GROUND를출력할것인지아니면, 보드 GROUND를출력할것인가를선택할수있다. JP7 점퍼설정 2 1 내부 GROUND 기본옵션은출하시에점퍼가설정이되지않는다

4. 장치설치 보드설치에앞서포장내용물이이상이없는가를확인한다. 4.1 하드웨어설치 4.1.1 제품내용물 1 USB-DIO6400 보드 2 USB(A-B) 케이블 3 CD ( 드라이버 / 매뉴얼 /API/ 샘플소스등등 ) 4.2 드라이버설치 PC에보드를설치하기위하여는다음과같은순서에따라서실시한다.

17 4. 장치설치 보드설치에앞서포장내용물이이상이없는가를확인한다. 4.1 하드웨어설치 제품내용물 1 USB-DIO6400 보드 2 USB(A-B) 케이블 3 CD ( 드라이버 / 매뉴얼 /API/ 샘플소스등등 ) 4.2 드라이버설치 PC에보드를설치하기위하여는다음과같은순서에따라서실시한다. USB의경우 Hot Plug 및 Plug & Play 장치이므로보드설치를위하여특별히고려할내용은없다. 보드의사용환경은 Windows 2000 SP4 이상, Windows XP SP1 이상에서사용되어야한다. (1) 먼저박스를개봉하여 USB-DIO6400 제품을안정된위치에놓는다. (2) 제공하는 USB A-B 케이블을이용하여장비와 PC간을연결한다. 케이블을연결하게되면 Windows 운영체제에서자동으로검색하여맞는드라이버를설치할수있도록안내할것이다. (3) 드라이버설치는다음과같은순서에의하여실행한다. 특별한설명이없을경우 Windows XP를기준으로설명한다

$예 ) F:\USB-DIO6400\driver 드라이버폴더에는드라이버설치에필요한 usb_dio6400.inf 및 usb_dio6400.sys 파일이포함되어있다. 검색된보드에적당한드라이버가있을경우설치를시작하게되는데, 설치중에호환성에대 한경고윈도우가나타나는데여기에서 계속 버튼을눌러준다. 정상적으로설치가완료되면다음그림과같은메시지윈도우가나타난다.$

18 (4) 만약새로운장치가발견되면, 운영체제 (Windows XP) 에서는장치에맞는드라이버를설치 할것을요구한다. 위그림에서드라이버를설치하기위하여 목록또는특정위치에서 설치 를선택후다음버튼을누르면아래와같은드라이버검색화면이나타난다. 위의그림에서드라이버가포함되어있는 CD의 Driver 폴더를찾아보기버튼을눌러서지정해준후 다음 버튼을누른다. 예 ) F:\USB-DIO6400\driver 드라이버폴더에는드라이버설치에필요한 usb_dio6400.inf 및 usb_dio6400.sys 파일이포함되어있다. 검색된보드에적당한드라이버가있을경우설치를시작하게되는데, 설치중에호환성에대 한경고윈도우가나타나는데여기에서 계속 버튼을눌러준다. 정상적으로설치가완료되면다음그림과같은메시지윈도우가나타난다

19 (5) 설치가완료되면, 바로 USB-DIO6400 보드를사용할수있는데, 사용하기전에다시한번정상적으로드라이버가설치되었는지다음과같은방법으로확인한다. 내컴퓨터 -> 속성 -> 하드웨어 -> 장치관리자화면에서범용직렬버스컨트롤러 -> DAQ system USB Digital Input Output Board 이 ( 가 ) 설치가되었는가를확인한다

5. 샘플프로그램설명 5.1 프로그램인터페이스 보드와함께제공하는 CDROM의 APP 폴더에는보드를쉽게사용할수있도록사용샘플프로그램 DIO6400.exe 를제공하고있다. 샘플프로그램을시험하기위하여는먼저보드의드라이버가설치되어있어야한다. 샘플프로그램은보드를사용하기위하여제공되는 API를간략하게시험할수있도록소스형태로제공하므로사용자가수정하여사용할수가있다. [ 그림 9.

20 5. 샘플프로그램설명 5.1 프로그램인터페이스 보드와함께제공하는 CDROM의 APP 폴더에는보드를쉽게사용할수있도록사용샘플프로그램 DIO6400.exe 를제공하고있다. 샘플프로그램을시험하기위하여는먼저보드의드라이버가설치되어있어야한다. 샘플프로그램은보드를사용하기위하여제공되는 API를간략하게시험할수있도록소스형태로제공하므로사용자가수정하여사용할수가있다. [ 그림 9. 샘플프로그램 DIO6400.exe 실행화면 ] 위의샘플프로그램을이용하기위하여는 API(Application Programming Interface) 가필요하다. API는 DLL 형태로제공이되며, 컴파일을하기위하여는임포트 (Import) 라이브러리및헤더파일이필요하다. 상기에명시된모든파일은제공하는 CDROM에포함되어있다. 샘플프로그램을정상적으로실행하기위하여는 API DLL(USB_DIO6400.DLL) 이실행파일의폴더에있거나, Windows의시스템폴더혹은 Path 환경변수로지정된폴더에있어야한다 5.2 기능설명 (1) Model No. 사용하는모델. USB-DIO6400 선택 (2) Board No. 동작시키려는보드번호. 번호는기판의 DIP 스위치 (SW3) 로설정한다. (Board#0 ~ #3)

21 (3) Open Device button 선택된보드를 Open 한다. 보드를변경한후에도이버튼을클릭해야한다. (4) Exit button 실행정지 (5) DIN Read button 버튼클릭시 DIN 옆의창에입력포트를 Read 한값이 Hex로표시된다. 예 ) 로읽히면 15번과 0번이 On * DIN 는 USB-DIO6400용이아닌예약창이다. (6) Auto DIN Read DIN Read 를누르지않아도자동으로 DIN 옆의창에표시된다. (7) DOUT Read button 버튼클릭시 DOUT 옆의창에출력포트를 Read 한값이 Hex 로표시된다. * DIN 는 USB-DIO6400 용이아닌예약창이다. (8) DOUT Write button DOUT 옆의창에출력포트에쓰고자하는값을 Hex로입력한후이버튼을누르면각비트에해당하는값이출력된다. 예 ) 로쓰면 15번과 0번이 On * DIN 는 USB-DIO6400용이아닌예약창이다. (9) Auto DOUT Test 보드의출력을테스트하기위한것으로이박스를체크하면비트 0 에서부터 31 까지 차례대로 On 된다. (10) List Device button 이버튼을클릭하면 PC에설치된, 보드넘버들을나타낸다. 예를들어 DIP 스위치가 00 인보드 1개가 USB로연결되어있으면 DIO6400 Board Found 라는메시지가창에출력된다

22 References 1. USB 2.0 System Architecture -- Don Anderson, USB SIG ( 2. Universal Serial Bus Specification -- Compaq/Intel/Microsoft/NEC/MindShare Inc. (Addison Wesley) 3. AN201 How to build application using APIs -- DAQ system 4. AN342 USB-DIO6400 API VER DAQ system

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매뉴얼 USB-DIO12800 User s Manual Windows, Windows2000, Windows NT, Windows XP and Windows 7 are trademarks of Microsoft. We acknowledge that the trademarks or service names of all other organizations mentioned