CAMAC電子儀器系統(tǒng)

CAMAC電子儀器系統(tǒng)

及其運(yùn)用閆真2004.4.26提綱什么是CAMAC電子儀器系統(tǒng)CAMAC機(jī)箱的機(jī)械特征機(jī)箱控制器插件電源CAMAC總線的特點(diǎn)HEGP現(xiàn)有的CAMAC設(shè)備運(yùn)用CAMAC機(jī)箱進(jìn)展數(shù)據(jù)采集幾個(gè)實(shí)例建立數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的步驟未完成的任務(wù)什么是CAMAC電子儀器系統(tǒng)CAMAC是ComputerAutomatedMeasurementandControl計(jì)算機(jī)輔助丈量與控制的簡(jiǎn)稱(chēng)。CAMAC電子儀器系統(tǒng)是為了實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)和電子儀器系統(tǒng)之間時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換、模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換而開(kāi)展起來(lái)的儀器系統(tǒng)。與普通的電子學(xué)儀器不同，CAMAC儀器系統(tǒng)有以下幾個(gè)特點(diǎn)：它用于實(shí)現(xiàn)信息與數(shù)字之間的轉(zhuǎn)換，而不是用于脈沖信號(hào)的放大成型甄別等電子學(xué)變換。它具有簡(jiǎn)單的指令系統(tǒng)。我們可以經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)對(duì)他進(jìn)展一定的指令操作。雙面向性。它既能向電子儀器設(shè)備，經(jīng)過(guò)CAMAC系統(tǒng)的各種插件送出和接受電脈沖信號(hào)，又面向電子計(jì)算機(jī)，借助CAMAC機(jī)箱控制器(如u型控制器)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)與控制信息的交換。CAMAC機(jī)箱的機(jī)械特征DATAWAY機(jī)箱數(shù)據(jù)通道機(jī)箱數(shù)據(jù)通道經(jīng)過(guò)并行的多個(gè)86芯插座〔有兩排接點(diǎn)，每排43個(gè)〕與一切插入站相銜接。普通機(jī)箱中有25個(gè)插座，每個(gè)插座稱(chēng)為一個(gè)站。最左邊開(kāi)場(chǎng)為第一站，1-24站為普通站，25號(hào)站為控制站。24-25號(hào)站為機(jī)箱控制器占有，1-23站插入其它功能模板。CCU機(jī)箱控制器24、25兩個(gè)公用站，是CAMAC機(jī)箱可以發(fā)出命令的獨(dú)一功能插件，是機(jī)箱數(shù)據(jù)通道的主設(shè)備，也是計(jì)算機(jī)和插件之間交換數(shù)據(jù)的中繼站。CAMAC機(jī)箱功能插件CAMAC機(jī)箱電源CAMAC總線的特點(diǎn)CAMAC經(jīng)過(guò)總線轉(zhuǎn)換模板可和各種計(jì)算機(jī)相連，數(shù)據(jù)線寬度為24位，數(shù)據(jù)傳輸速率最高可達(dá)500Kbi/s〔在一些先進(jìn)的CAMAC數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，可達(dá)幾Mbit〕。間隔普通為25m~50m，假設(shè)采用平衡差分長(zhǎng)線傳輸驅(qū)動(dòng)器，間隔可達(dá)幾百米甚至上千米，采用串行公路傳輸那么可更遠(yuǎn)些，但傳輸速率最高為35Kbit/s。CAMAC是一種具有假設(shè)干功能單元的模塊化系統(tǒng)，用這些功能單元可以組成各種復(fù)雜的安裝。功能單元的電路運(yùn)用集成電路和類(lèi)似的高密度的元件。功能單元制成插件單元裝在規(guī)范機(jī)箱之中。每個(gè)插入單元直接和數(shù)據(jù)通道(Dataway)相銜接。這個(gè)數(shù)據(jù)通道構(gòu)成機(jī)箱的一個(gè)組成部分，由它傳送數(shù)字信號(hào)、控制信號(hào)和電源。一臺(tái)機(jī)箱和多個(gè)插入單元組成的安裝可以銜接到一臺(tái)在線的計(jì)算機(jī)上。插入單元的對(duì)外銜接可以遵守所銜接的傳感器和計(jì)算機(jī)等的數(shù)字信號(hào)規(guī)范或模擬信號(hào)規(guī)范，也可以遵守本規(guī)范所給的引薦規(guī)范。多機(jī)箱安裝可以經(jīng)過(guò)并行公路或串行公路來(lái)相互銜接。名稱(chēng)符號(hào)接點(diǎn)數(shù)在插件中的用途命令站號(hào)N1選擇插件（從控制器連來(lái)的單線）子地址A1,2,4,84選擇插件的一部分功能碼F1,2,4,8,165確定插件內(nèi)將完成的功能定時(shí)選通1S11控制第一階段的操作（機(jī)箱數(shù)據(jù)通道信號(hào)可變化）選通2S21控制第二階段的操作（機(jī)箱數(shù)據(jù)通道信號(hào)可變化）數(shù)據(jù)寫(xiě)W1-W2424輸出信息到插件讀R1-R2424從插件取信息狀態(tài)L－請(qǐng)求L1忙B1響應(yīng)Q1接收到命令X1公共控制初始化Z1禁止I1清除C1非標(biāo)準(zhǔn)連接自由總線連線P1,P22備用接點(diǎn)P3-P53推薦的電源線+24Vdc+241+6Vdc+61-6Vdc-61-24Vdc-2410V02附加電源現(xiàn)+12Vdc+121-12Vdc-121清潔地E1保留Y1,Y22CAMAC總線的功能1).命令操作一條數(shù)據(jù)路操作命令必需含有N、A、F、B、S1和S2這六種信號(hào)。N－站號(hào)。A－子地址，用四位二進(jìn)制碼A1、A2、A4和A8表示。F－功能碼，用五位二進(jìn)制碼F1、F2、F4、F8和F16表示〔F0-F31〕。S1、S2－選通脈沖。每個(gè)命令操作期間必需產(chǎn)生這兩個(gè)選通訊號(hào)。B－數(shù)據(jù)通道忙。2〕數(shù)據(jù)線操作在寫(xiě)操作時(shí)，控制器在W線上產(chǎn)生數(shù)據(jù)信號(hào)，在讀操作時(shí)，模板把數(shù)據(jù)信號(hào)置于R線上。在S1前，W和R線上的信號(hào)必需到達(dá)穩(wěn)定?？刂破骰蚰０灞匦柙赟1時(shí)辰選通接納數(shù)據(jù)。S2時(shí)可以改動(dòng)W或R線上的信號(hào)形狀，否那么在整個(gè)操作期間都應(yīng)堅(jiān)持信號(hào)形狀不變。3〕形狀信息Q呼應(yīng)：讀和寫(xiě)操作期間，被尋址模板必需在S1前把Q＝0或Q＝1的信號(hào)建立起來(lái)，并且至少在S2前堅(jiān)持不變。在規(guī)范中，對(duì)Q呼應(yīng)的用法有三種硬性的規(guī)定：測(cè)試LAM懇求。這時(shí)用F(8)功能碼，把Q線上的形狀送給控制器。形狀測(cè)試。這時(shí)用F(27)功能碼，把Q線上的形狀送給控制器。塊傳送。命令被接納X信號(hào)：在命令操作期間，當(dāng)被尋址的模板識(shí)別出它能執(zhí)行的命令，該模板必需在X線產(chǎn)生一個(gè)X＝1的信號(hào)。X＝0應(yīng)該表示一次嚴(yán)重的缺點(diǎn)。LAM懇求：LAM是LOOKATME的縮寫(xiě)，表示模板要求效力。每個(gè)普通站的LAM線用單線與控制器相銜接。4〕公共控制Z、C是非尋址操作信號(hào)，由控制器發(fā)出。I信號(hào)與數(shù)據(jù)路操作無(wú)關(guān)。(1)初始化信號(hào)Z：普通在系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)運(yùn)用。它具有最高優(yōu)先權(quán)。Z＝1時(shí)，一切的數(shù)據(jù)存放器必需置于已確定的初始形狀下；一切的LAM形狀存放器必需復(fù)位，假設(shè)能夠的話，必需制止LAM懇求。同時(shí)還必需啟動(dòng)B1，S2和I＝1。接受Z信號(hào)的單元必需用S2來(lái)選通Z信號(hào)的動(dòng)作。(2)制止信號(hào)I：它的作用是當(dāng)I＝1時(shí)，必需制止該信號(hào)在模板內(nèi)與其相關(guān)的任何動(dòng)作。例如計(jì)數(shù)器停頓計(jì)數(shù)，存放器制止輸出等。(3)去除信號(hào)C：它的作用是去除一切與其相聯(lián)的存放器和雙穩(wěn)態(tài)電路。HEPG現(xiàn)有的CAMAC相關(guān)配套設(shè)備我們實(shí)驗(yàn)室引進(jìn)了CAMAC3000機(jī)箱以及一系列的CAMAC電子學(xué)插件，包括ADC、TDC等等，配合已有的NIM機(jī)箱及其插件，可以根據(jù)不同需求組成靈敏高效的數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)。最根本的CAMAC系統(tǒng)就是一臺(tái)銜接到主機(jī)算機(jī)的機(jī)箱。假設(shè)把微型計(jì)算機(jī)與機(jī)箱控制器結(jié)合在一同，就可以構(gòu)成一個(gè)自治的CAMAC系統(tǒng)。對(duì)于中小型實(shí)驗(yàn)室來(lái)說(shuō)，只需完成特定的丈量或控制，運(yùn)用技術(shù)成熟的CAMAC系統(tǒng)不失為一個(gè)優(yōu)選方案。硬件部分DDS(DataDesignSCSICrate)3000系列CAMAC機(jī)箱集成了機(jī)箱控制器，總線規(guī)范IEEE583-1975，傳輸率大于2.5MB/S，共有11站可用。該機(jī)箱的特點(diǎn)是采用規(guī)范SCSI〔SmallComputeSystemInterface小型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)〕數(shù)據(jù)接口，經(jīng)過(guò)SCSI-PCI轉(zhuǎn)接卡與計(jì)算機(jī)進(jìn)展通訊。LeCroy2249W型ADC(電荷靈敏型模數(shù)轉(zhuǎn)換單元)是單站CAMAC規(guī)范插件，它具有最大12道模擬信號(hào)輸入、12bit的量程、轉(zhuǎn)換率0.25pc/count、100us的轉(zhuǎn)換時(shí)間等主要目的。LeCroy2228A型8道TDC〔時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換單元〕NIMsignalLeCroy3420型16道CFD〔常分量甄別器〕thresholdrange-20mVto-1.33V；individualprogrammable；ECLoutputsignalAdaptec2930SCSI-PCI轉(zhuǎn)接卡，安裝到計(jì)算機(jī)后，在win2000下可以自動(dòng)被識(shí)別。NIM機(jī)箱及其插件LeCroy428F扇入扇出單元BH1218放大器LeCroy821甄別器LeCroy222雙門(mén)產(chǎn)生器FH1055A延時(shí)器PhilippeXP2262PMT光電倍增管直徑51mm，加1900V高壓對(duì)應(yīng)107的增益。軟件部分LabVIEW〔LaboratoryVirtualInstrumentEngineeringWorkbench，實(shí)驗(yàn)室虛擬儀器工程平臺(tái)〕是由美國(guó)NI公司〔NationalInstrumentCompany〕開(kāi)發(fā)的基于G言語(yǔ)〔圖形化編程言語(yǔ)〕的虛擬儀器軟件開(kāi)發(fā)工具，經(jīng)過(guò)它所提供的各種函數(shù)、子程序，可以實(shí)現(xiàn)硬件系統(tǒng)的軟件化，設(shè)計(jì)符合用戶(hù)要求的測(cè)試控制系統(tǒng)。HEPG購(gòu)買(mǎi)了LabVIEW6.i正版軟件，配合CAMAC機(jī)箱建立數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。運(yùn)用CAMAC進(jìn)展數(shù)據(jù)采集的幾個(gè)實(shí)例Cs能譜丈量PMT暗電流丈量及單光電子峰標(biāo)定TGC信號(hào)丈量〔LabVIEW軟件編程〕Cs能譜丈量實(shí)物圖鉛罐放射源Csγ譜儀運(yùn)用γ探頭丈量Cs的能譜SourceFanIn/Out延遲器甄別器ADCPC高壓電源門(mén)產(chǎn)生器30mv塑料閃爍晶體Cs100nsCAMACγ探頭2000V40nsLabVIEW實(shí)驗(yàn)流程表示圖Cs在塑料閃爍體中的電荷幅度譜ADCCountADCChannelCharacters:Total50000HV2000VGW100nsDelay40nsTH30mv單光電子峰康普頓平臺(tái)全能峰〔未能很好的與康普頓平臺(tái)分別〕PMT單光電子峰丈量LEDPMTDark_BoxPMT_BasePMT_ShieldBox_ShieldPMT單光電子峰標(biāo)定延遲器甄別器ADCPC高壓電源門(mén)產(chǎn)生器250mvPhilipsXP2262CAMACPMT2000V40nsLabVIEW實(shí)驗(yàn)流程表示圖NIM100nsLEDTTL1kHzPulserPMT的暗電流譜意義：光電倍增管處于任務(wù)形狀的時(shí)候，即使陰極完全沒(méi)有光輸入，陽(yáng)極電路也能察看到電流，這一電流稱(chēng)為陽(yáng)極暗電流。Characters:Total100000HV1800VGW100nsDelay40nsTH30mvMean17.41運(yùn)用LabVIEW控制CAMAC機(jī)箱控制函數(shù)〔functionofcamaccratecontrol〕首先將CAMAC機(jī)箱自帶的動(dòng)態(tài)銜接庫(kù)文件CW3220MT.DLL、ddcam32.dll和wnaspi32.dll拷貝到系統(tǒng)盤(pán)winnt/system32目錄下，LabVIEW和CAMAC機(jī)箱的接口程序?qū)⒁\(yùn)用。接口創(chuàng)建函數(shù)〔createfunctionofinterface〕在LabVIEW中創(chuàng)建advancedfunction－calllibraryfunction組件，右鍵點(diǎn)擊進(jìn)入configure設(shè)置，找到指定的ddcam32.dll后，在functionname的下拉菜單中就可以選擇CAMAC機(jī)箱的控制函數(shù)了。函數(shù)聲明頭文件ddcam32.Hextern"C"int_exportWINAPIfan(BYTEf,BYTEa,BYTEn,DWORDw,BYTE*status);extern"C"int_exportWINAPIcrate_clr_init(BYTEz,BYTEc);extern"C"int_exportWINAPIcrate_inhibit(BYTEinhibit);extern"C"int_exportWINAPIcamac_read_word(BYTEword_size,DWORD*data,BYTE*status);extern"C"int_exportWINAPIcamac_read_block(BYTEword_size,WORDwords,BYTEflow_control,DWORD*data,BYTE*status);extern"C"DWORD_exportWINAPIcamac_read_to_file(BYTEword_size,DWORDwords,BYTEflow_control,char*filename,BYTE*status);extern"C"int_exportWINAPIcamac_status(BYTE*status,DWORD*LAM);extern"C"int_exportWINAPIfind_crate(BYTEcrate_address);主要函數(shù)列表與功能闡明Find_Crate搜索CAMAC機(jī)箱CAMAC_Status機(jī)箱形狀,按位與出LQXI信息LLookAtMe懇求Q讀寫(xiě)命令呼應(yīng)信號(hào)X尋址呼應(yīng)信號(hào)I制止信號(hào)FAN指令操作〔F－functionnumber，A－subaddress，N－stationnumber，Data－codeofchannel〕CAMAC_Read_Word從FAN中讀取DataLabVIEW數(shù)據(jù)采集程序?qū)嵗鼸:\BackupofOld_DB\document\PbWO4測(cè)試系統(tǒng)的建立\LabVIEWProgram109\Camac機(jī)箱控制.vi子程序簡(jiǎn)介(a)Dri