【３】ブロック図

絶縁型 12BIT A/D 変換ボード

CAT68013 ADC-12I

D0～D3チャネル
セレクタ

AIN 0～AIN 7

フォトカプラ８ｃｈ
ﾏﾙﾁ
ﾌﾟﾚｸｻ

取扱説明書
データ
バッファ

1998.03.26-2002.09.03

D0～D15ＣＮ１シフトレジスタ

D0～D15８ｃｈ
ﾏﾙﾁ
ﾌﾟﾚｸｻ

【１】概要
CONT

CAT68013 ADC-12I は A/D 変換 IC に ADS7808 を使用した絶縁型 12 ビッ
ト A/D 変換ボードです。シングルエンド 16 チャンネルまたは差動 8 チャンネルで使用できます。
入力電圧は、0 ～ 4V、0 ～ 5V、0 ～ 10V、± 3.33V、± 5V、± 10V の 6レンジが切り替え可能です。ボード上に± 15V の D C － D C コンバータを搭載していますので 5V 単一電源を供給するだけで外部に専用電源を設ける必要はありません。

コントロール
バッファ

CLK

DATA
40P

CAT68KＢＵＳ

JP3

フォト
カプラ

STATUS

ｺﾝﾄﾛｰﾙ信号

ADDR

AIN 8～
AIN15

シングル／
差動選択

Ａ／Ｄ
ADS7808

R/C

デコード＆コント
ロール

Ａ／Ｄ
コント
ロール BUSYフォト
カプラ

GAIN/OFFSET
アジャスト

ロジック

絶縁
DIPコｰドスイッチ

【２】仕様

5V
ＣＮ０

●分解能：12 ビット●チャンネル数
差動時： 8 チャンネル
シングル時 ：16 チャンネル●使用素子
A/D コンバータ ：ADS7808（サンプルホールド内蔵）
マルチプレクサ ：MAX358 または相当品
計測アンプ：INA111●変換時間
チャンネル切り替えあり：28 μ sec MAX
チャンネル切り替えなし：18 μ sec MAX●アナログ入力レンジ
ユニポーラ：0 ～ 4.096V， 0 ～ 5.120V， 0 ～ 10.240V( 0 ～ 4V )( 0 ～ 5V )( 0 ～ 10V )バイポーラ：± 3.2768V， ± 5.120V，± 10.240V( ± 3.333V ) ( ± 5V )( ± 10V )●最大入力電圧：± 15V（アナロググランド基準）●出力コード：" ストレートバイナリ " または "2 の補数バイナリ " のいずれかをジャンパーにより選択●入力抵抗：約 1M Ω
●直線性誤差：± 0.9LSB MAX●ゲインエラー、ゼロエラー：ボリュームにより調整可能●絶縁方法：
高速フォトカプラにより、システムグランドとアナロググランドを絶縁（チャンネル間は絶縁されていません）●使用温度範囲：0 ～ 50℃●電源：＋ 5V ± 5％ MAX 550mA●重量：約 135g
●基板：
基板寸法 120 × 128 mm（コネクタ等、突起部分は含まない）
基板材質 ガラス布基材エポキシ樹脂 1.6t 4 層基板

IRQ

JP1

ＤＣ－ＤＣ
コンバータ

+15V
-15V

INT

【４】Ｉ／Ｏアドレスの設定■ 16/32 ビット CPU を使用している場合
アドレス信号の A8 ～ A11 を DIP コードスイッチで選択して I/O アドレスを設定します。スイッチを指先で回して希望のアドレス番号と▲印を合わせて下さい。 アドレスの下位 8 ビット ( A0 ～ A7) は固定になっており変更できません。また、アドレスの上位 (A12 以上 ) は、組合せて使用する C P U ボードにより決まりますので使用する C P U ボードの説明書を参照して下さい。

A12以上 A11～A8

A7～A0
ワード
アクセス

バイト
アクセス

10～FF
04～0F
0～F
CPUﾎﾞｰﾄﾞ ｽｲｯﾁでで固定
選択

選択内容
リード命令

ライト命令

本ボードでは使用していません
00～03 番地のイメージ
ステータスレジスタの読み込み

チャンネル固定で変換開始

01

下位データの読み込み

指定チャンネルで変換開始

00

上位データの読み込み

03
02
02

00

(注記）
各ポートへのアクセスは､バイト単位（８ビット）、ワード単位（１６ビット）のどちらでも可能です。

■ 8 ビット CPU を使用している場合
アドレス信号の A4 ～ A7 を D I P コードスイッチで選択して I / O アドレスを設定します。スイッチを指先で回して希望のアドレス番号と▲印を合わせて下さい。 アドレスの下位 4 ビット ( A0 ～ A3) は固定になっており変更できません。
A7～A4

A3～A0（固定）４～Ｆ０～Ｆ
ｽｲｯﾁで選択

68013-1

選択内容
ＩＮ命令

ＯＵＴ命令

０～３番地のイメージ

３
２

ステータスレジスタの読み込み

１

上位データの読み込み

０

下位データの読み込み

チャンネル固定で変換開始指定チャンネルで変換開始

●アドレス設定例【７】割込みについて■ 16/32ビットCPUボード使用時(CAT68201を使用した時の例)
スイッチの設定が左図の時アドレスは00400800H～00400803Hになります。

６８Ａ

このボードは、A ／ D 変換の終了を割り込みを使って確認することができます。ジャンパ［JP1］で割込みレベルを選択します。
［ＪＰ１］割り込みレベル選択■ 8ビットCPUボード使用時
スイッチの設定が左図の時アドレスは80H～83Hになります。

ジャンパ番号１２３４
ジャンパ無し【５】Ａ／Ｄ変換の動作
ADC-12I の A/D 変換は変換チャンネルを指定する方法と、変換チャンネルを指定しない方法の 2 種類があります。変換チャンネルを指定しない場合は、前回の変換時に指定したチャンネルが変換対象となり、同じチャンネルを連続して変換する場合などに変換時間を短縮できます。
A / D 変換の終了は、割り込みまたはステータスレジスタをポーリングすることにより知ることができます。 また、次の変換開始を行うまで前の変換データを保持していますので繰り返し変換データを読み込むことができます。
■ 16/32 ビット CPU を使用している場合 (CAT68201 使用時の例 )チャンネルを指定する変換は、00400X01H 番地に変換チャンネル番号を書き込むことにより開始されます。
（チャンネル番号はシングル入力時 0 ～ F、差動入力時 0 ～ 7 です。
）
チャンネルを指定しない変換は、00400X03H 番地に書き込みを行うことにより開始されます。
（この時に書き込むデータには意味がありませんのでデータの内容は何でもかまいません）
変換終了後、00400X00H 番地をリードすることにより上位 4 ビットのデータが読み込まれます。下位 8 ビットのデータは、00400X01H 番地のリードにより読み込まれます。
（00400X00 番地をワード単位でリードすれば 1 回のアクセスで読み込めます。
）

例１）
割り込みを使用しない場合

割り込みレベル
ＩＲＱ１
ＩＲＱ２
ＩＲＱ３
ＩＲＱ４割り込み無し

例２）
ＩＲＱ３で割り込みを使用する場合

[JP1]

[JP1]

１
２
３
４

１
２
３
４

（ジャンパ無し）（３をジャンパ）

A / D 変換が終了したとき、選択した割り込みレベルで割り込みが発生します。この割り込みは 16/32 ビット C P U ( C A T68201 の場合 ) 使用時
00400X00H 番地をリードすることでクリアできます。8 ビット CPU 使用
時は X1H 番地をリードすることでクリアできます。
（X は D I P コードス
イッチで設定したアドレス値）【８】入力方式の設定
このボードは、入力を 16 チャンネルのシングルエンド入力と 8 チャンネルの差動入力の 2 種類が使用できます。設定は J P2 と J P3 により下図のように行います。シングルエンド入力の設定では入力チャンネル数が 16 チャンネル、差動入力の設定では入力チャンネル数が 8 チャンネルになります。
１６チャンネル
シングルエンド入力

８チャンネル差動入力

[JP2]

[JP3]

[JP2]

[JP3]

１２

１２３

１２

１２３

Xはスイッチにより設定した値
00400X00H番地
00400X01H番地
D15 D14 D13 D12 D11 D10 D9 D8MSB
無効

D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
LSB

上位データ

下位データ

【９】入力レンジの設定
入力レンジの設定は、JP4 により下図のように行います。
チャンネルごとに個別の入力レンジを設定することはできません。

■ 8 ビット CPU を使用している場合
チャンネルを指定する変換は、X0H 番地に変換チャンネル番号を書き込むことにより開始されます。
（チャンネル番号はシングル入力時0 ～ F、差動入力時 0 ～ 7 です。
）
チャンネルを指定しない変換は、X2H 番地に書き込みを行うことにより開始されます。
（この時に書き込むデータには意味がありません
のでデータの内容は何でもかまいません）
変換終了後、X0H 番地をリードすることにより下位 8 ビットのデータが読み込まれます。上位 4 ビットのデータは、X1H 番地のリードにより読み込まれます。

Xはスイッチにより設定した値
X1H番地

D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0MSB
無効

ユニポーラ ０～４．０９６Ｖ[JP4]
０～４．０００Ｖ

１２３４５６７８９
ユニポーラ ０～５．１２０Ｖ[JP4]
０～５．０００Ｖ

１２３４５６７８９
ユニポーラ ０～１０．２４０Ｖ[JP4]
０～１０．０００Ｖ

X0H番地

D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0LSB

１２３４５６７８９

バイポーラ ±５．１２０Ｖ[JP4]±５．０００Ｖ

１２３４５６７８９
バイポーラ ±１０．２４０Ｖ[JP4]±１０．０００Ｖ

１２３４５６７８９【１０】出力コードの設定【６】ステータスレジスタ
このレジスタ (16/32 ビット CPU(CAT68201 の場合 ) 使用時は 00400X03H
番地、8 ビット C P U 使用時は X2H 番地 ) を読みだすことによって A / D
変換が終了したかどうかが確認できます。D7 ビットが "0" で変換終了、"1" で変換中です。

このボードは、出力コードをストレートバイナリと 2 の補数バイナリの 2 種類が使用できます。設定は JP5 により下図のように行います。

ステータスレジスタ(変換中判定フラグ)
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0

１：変換中

１２３４５６７８９

下位データ

上位データ０：変換終了

バイポーラ ±３．２７６８Ｖ[JP4]±３．３３３３Ｖ

Ｄ６～Ｄ０の読み込み
データは不定です｡

68013-2

ストレートバイナリ[JP5]２の補数バイナリ
[JP5]

１２１２

【１１】アナログ入力レンジ、変換データの対応
ユニポーラ
０～４．０９６Ｖ

ユニポーラ
０～５．１２０Ｖ

ユニポーラ
０～１０．２４０Ｖ＋４．０９５５＋３．０７２０＋２．０４８０＋１．０２４０
０．００００＋５．１１９４＋３．８４００＋２．５６００＋１．２８００
０．００００＋１０．２３８８＋７．６８００＋５．１２００＋２．５６００
０．００００バイポーラ±３．２７６８Ｖ

バイポーラ±５．１２０バイポーラ±１０．２４０Ｖ＋３．２７６０＋１．６３８４
０．００００－１．６３８４－３．２７６８＋５．１１８８＋２．５６００
０．００００－２．５６００－５．１２００＋１０．２３７５＋５．１２００
０．００００－５．１２００－１０．２４００

ユニポーラ
０～４．０００Ｖ

ユニポーラ
０～５．０００Ｖ

ユニポーラ
０～１０．０００Ｖ＋３．９９９０＋３．００００＋２．００００＋１．００００
０．００００＋４．９９８８＋３．７５００＋２．５０００＋１．２５００
０．００００＋９．９９７６＋７．５０００＋５．００００＋２．５０００
０．００００バイポーラ±３．３３３３Ｖ

バイポーラ±５．０００バイポーラ±１０．０００Ｖ＋３．３３１７＋１．６７００
０．００００－１．６７００－３．３３３３＋４．９９７６＋２．５０００
０．００００－２．５０００－５．００００＋９．９９５１＋５．００００
０．００００－５．００００－１０．００００【１３】入力コネクタのピン配列及び型番

変換データ(HEX)
ｽﾄﾚｰﾄ
ﾊﾞｲﾅﾘ
ＦＦＦ
Ｃ００
８００
４０００００

変換データ(HEX)
ｽﾄﾚｰﾄ 2の補数
ﾊﾞｲﾅﾘ
ﾊﾞｲﾅﾘ
ＦＦＦ
７ＦＦ
Ｃ００
４００
８０００００
４００
Ｃ０００００
８００

OFFSET

VR1

［ＣＮ１］

信号名
ｼﾝｸﾞﾙｴﾝﾄﾞ入力時

差動入力時

ﾁｬﾝﾈﾙ 0
ﾁｬﾝﾈﾙ 8ﾁｬﾝﾈﾙ 1
ﾁｬﾝﾈﾙ 9ﾁｬﾝﾈﾙ 2
ﾁｬﾝﾈﾙ10
ﾁｬﾝﾈﾙ 3
ﾁｬﾝﾈﾙ11
ﾁｬﾝﾈﾙ 4
ﾁｬﾝﾈﾙ12
ﾁｬﾝﾈﾙ 5
ﾁｬﾝﾈﾙ13
ﾁｬﾝﾈﾙ 6
ﾁｬﾝﾈﾙ14
ﾁｬﾝﾈﾙ 7
ﾁｬﾝﾈﾙ15

ﾁｬﾝﾈﾙ 0(+)
ﾁｬﾝﾈﾙ 0(-)
ﾁｬﾝﾈﾙ 1(+)
ﾁｬﾝﾈﾙ 1(-)
ﾁｬﾝﾈﾙ 2(+)
ﾁｬﾝﾈﾙ 2(-)
ﾁｬﾝﾈﾙ 3(+)
ﾁｬﾝﾈﾙ 3(-)
ﾁｬﾝﾈﾙ 4(+)
ﾁｬﾝﾈﾙ 4(-)
ﾁｬﾝﾈﾙ 5(+)
ﾁｬﾝﾈﾙ 5(-)
ﾁｬﾝﾈﾙ 6(+)
ﾁｬﾝﾈﾙ 6(-)
ﾁｬﾝﾈﾙ 7(+)
ﾁｬﾝﾈﾙ 7(-)

アナロググランド
＋１５Ｖ出力－１５Ｖ出力

ピンＮｏ．
１Ａ
２Ａ
３Ａ
４Ａ
５Ａ
６Ａ
７Ａ
８Ａ
９Ａ
１０Ａ
１１Ａ
１２Ａ
１３Ａ
１４Ａ
１５Ａ
１６Ａ
１７Ａ
１８Ａ
１９Ａ
２０Ａ

１Ｂ
２Ｂ
３Ｂ
４Ｂ
５Ｂ
６Ｂ
７Ｂ
８Ｂ
９Ｂ
１０Ｂ
１１Ｂ
１２Ｂ
１３Ｂ
１４Ｂ
１５Ｂ
１６Ｂ
１７Ｂ
１８Ｂ
１９Ｂ
２０Ｂ

信号名

アナログ
グランド

＋１５Ｖ出力－１５Ｖ出力注１) ±１５Ｖ出力はＭａｘ１５ｍＡ外部で使用可能です。
注２) アナロググランドは±１５ＶのＧＮＤです。
システム電源（５Ｖ）とは絶縁されています｡●入力コネクタの型番（オムロン製）
名 称
ヘッダー
（基板側）
ソケット ＋ ストレインリリーフ
２列ソケット（バラ線圧接用）
セミカバー（バラ線圧接用）
ロックレバー（バラ線フラット共用）

ＣＮ１型番
ＸＧ４Ｃ－４０３４
ＸＧ４Ｍ－４０３０－Ｔ
ＸＧ５Ｍ－４０３２－Ｎ
ＸＧ５Ｓ－２００１
ＸＧ４Ｚ－０００２

備 考
付属品
AWG24用

【１４】アナログ信号の接続
アナログ信号の入力形式にはシングルエンド入力と差動入力がありそれぞれ信号との接続方法が異なります。
1．シングルエンド入力の接続例
ボード
入力

信号源
アナログ
グランド

(この設定では１ＬＳＢがキリのいい値になります)

オフセット調整電圧
０．５ｍＶ
０．６ｍＶ
１．３ｍＶ
０．８ｍＶ
１．３ｍＶ
２．５ｍＶ

ゲイン調整電圧
４．０９４５Ｖ
５．１１８１Ｖ
１０．２３６３Ｖ
３．２７４４Ｖ
５．１１６３Ｖ
１０．２３２５Ｖ

１ＬＳＢ
１．０００ｍＶ
１．２５０ｍＶ
２．５００ｍＶ
１．６００ｍＶ
２．５００ｍＶ
５．０００ｍＶ

オフセット調整電圧０．５ｍＶ
０．６ｍＶ
１．２ｍＶ
０．８ｍＶ
１．２ｍＶ
２．４ｍＶ

ゲイン調整電圧
３．９９８５Ｖ
４．９９８２Ｖ
９．９９６３Ｖ
３．３３０９Ｖ
４．９９６３Ｖ
９．９９２７Ｖ

１ＬＳＢ
０．９７６５６ｍＶ
１．２２０７０ｍＶ
２．４４１４０ｍＶ
１．６２７６０ｍＶ
２．４４１４０ｍＶ
４．８８２８１ｍＶ

2．差動入力の接続例
ボード（＋）入力
信号源

（－）入力

校正電圧表②

レンジ
０～ ４．０００Ｖ
０～ ５．０００Ｖ
０～１０．０００Ｖ±３．３３３３Ｖ±５．００００Ｖ±１０．００００Ｖ

4 3 2 120 19 18 17

VR2

ボードの外側より見た図

変換データ(HEX)
ｽﾄﾚｰﾄ 2の補数
ﾊﾞｲﾅﾘ
ﾊﾞｲﾅﾘ
ＦＦＦ
７ＦＦ
Ｃ００４００８０００００
４００
Ｃ０００００８００

調整は適当な表示器に毎秒 5 回程度の割合で変換結果を表示させながら行います。表示させる変換結果は A / D 変換の平均値を用いると表示が安定して調整しやすくなります。
なお、校正用の電圧発生器はリップル、ノイズの少ないものを使用してください。表示器、表示ソフト等はユーザー様にてご用意下さい。
調整手順は以下の通りです。
（数値は 16 進ストレートバイナリーで表現しています。
）①調整したいレンジに基板上のジャンパを設定して電源を入れ、表示ソフトを走らせます。
② " 校正電圧表 " のオフセット調整電圧を入力します。
③ユニポーラの場合：
OFFSET ボリュームで、表示値が "0" と "1" の間でチラつく様に調整します。
バイポーラの場合：
OFFSET ボリュームで、表示値が "800" と "801" の間でチラつく様に調整します。
④ " 校正電圧表 " のゲイン調整電圧を入力します。
⑤ GAIN ボリュームで表示が "FFE" と "FFF" の間でチラつく様に調整します。
レンジ
０～ ４．０９６Ｖ
０～ ５．１２０Ｖ
０～１０．２４０Ｖ±３．２７６８Ｖ±５．１２００Ｖ±１０．２４００Ｖ

CN1GAIN

AB

変換データ(HEX)
ｽﾄﾚｰﾄ 2の補数
ﾊﾞｲﾅﾘ
ﾊﾞｲﾅﾘ
７ＦＦ
ＦＦＦ
４００
Ｃ００
８０００００
４００
Ｃ０００００８００【１２】ゼロ及びフルスケール調整

校正電圧表①●入力コネクタのピン配列

2の補数
ﾊﾞｲﾅﾘ
７ＦＦ
４０００００Ｃ００８００同相ノイズ
アナログ
グランド（注記）
出荷時は校正電圧表①の "0 ～ 10.240V" レンジで調整してあります ｡（注意）●測定点のグランドと本ボードのアナロググランドは必ず接続して下さい。未接続の場合の変換データは不安定になります。
●入力するアナログ信号はボードのアナロググランドを基準にして±15V を越えないようにしてください。越えた場合、ボードが破損することがあります。

68013-3

注意
本製品は取扱いを間違えたり不適切な状態で使用されますと部品が破損したり、発火する可能性があり危険ですので以下の注意事項を必ずお守り下さい。
●電源の極性を逆に接続したり、使用範囲外の電圧を加えたりしないで下さい。
●各種出力信号、入出力双方向信号を電源やグランドに直接接続したり、過負荷で使用しないで下さい。
（必ず適正な負荷範囲内で使用して下さい。）●サージ電圧、ノイズ等の発生が予想される機器、部品等の近くで使用する場合は、発生源に十分なノイズ対策を行って下さい。
●本製品は部品や部品のリード線がそのまま露出していますので指などに怪我をしないように取扱いには注意して下さい。
●当社製品は、人命にかかわるような状況下や、極めて高い信頼性が要求される用途の製品・設備に組込まれることを目的として設計・製造されたものではありません。

エーワン株式会社 FAX(0568)85-8501 http://www.aone.co.jp/cat/〒 486-0852 愛知県春日井市下市場町 6-9-20