電子科大LabVIEW課件第十二章

《虛擬儀器》－12電子科技大學自動化學院詹惠琴zhanhq@第十章多功能數據采集卡第十一章數據采集第十章多功能數據采集卡虛擬儀器硬件的基本組成：數據采集卡（DAQ:DataAcquisition)數據采集卡：具有模擬輸入/輸出、數字輸入/輸出和定時/計數等多種功能，并且帶計算機通信接口。通信接口種類：ISA總線、PCI總線、CPCI總線、RS232串口、打印機并口、USB總線、GPIB總線、VXI總線等根據是否插入計算機內又分為有外置式和內置式兩種。習慣上把虛擬儀器所用的基本硬件電路統稱為數據采集卡，即便有些卡沒有模擬輸入功能。PCI-1200多功能采集卡

主要性能：1．模擬輸入通道數：8路單端輸入或4路雙端輸入，DC耦合。A/D轉換器：逐次逼近型，12位，100KS/S。輸入范圍：±5V（雙極性）、0~10V（單極性）劃分為七檔每檔通道增益分別為：1、2、5、10、20、50、100FIFO緩存容量：4096次采樣值。2．模擬輸出通道數：2路電壓輸出分辨力：12位、1/4096典型更新速率：20S/S~1KS/S輸出范圍：0~10V，±5V電壓輸出，DC耦合3．數字I/O通道數：24I/OTTL電平4．定時I/O通道數：3路計數器/定時器分辨力：16位基本時鐘：2MHzPCI-1200卡的組成原理DRQ11M1244124188161238地址5數據8控制4中斷1數據地址37接口控制6錯誤報告2判優2系統信息2中斷1PCI總線PCI總線接口芯片數字控制邏輯I/O連接器FIFO12-BitA/D程控增益輸入多路器高頻抖動電路校準82C53A82C5512-BitD/A12-BitD/A82C53B分頻器10M12PCI-1200卡I/O連接器引腳說明引腳信號名方向參考說明1-8ACH<7..0>AIAGND8個A/D通道——模擬輸入通道9AISENSE/AIGNDI/OAGND模擬輸入地10DAC0OUTAOAGNDD/A通道——模擬輸出通道0。11AGNDN/AN/A模擬輸出地12DAC1OUTAOAGNDD/A通道——模擬輸出通道1。13，50DGNDN/AN/A數字地14～37PA<7..0>、B<7..0>PC<7..0>DIODGND24根數字I/O端口——端口A、B、C的雙向數據線38～40EXTTRIG、UPDATECONVDIDGND用于A/D外部觸發、外部更新、外部轉換41~48OUTB、GATB、CLKBDO、DIDGND3個計數器的輸出信號、門控信號、外部時鐘信號。49+5VDODGND+5V第十一章數據采集§11-1DAQ配置在啟動計算機時，自動加載數據采集卡的驅動程序。但在使用數據采集卡之前，必須先進行配置?？蛇\行MAX（Measurement&AutomationExplorer）來對采集卡進行通道配置，如設置通道名、輸入輸出類型、測量類型等等進行DAQ配置的步驟如下：1．新建一個通道2．選擇通道類型，可以選擇通道類型如模擬輸入、模擬輸出、數字I/O等。3.定義通道名。4．選擇測量類型，如電壓、電流、電阻、頻率等5．定義單位和范圍。6．定義刻度模式。7.指定DAQ設備及通道號。

例：1.新建一個模擬輸入通道2.通道類型AnalogInput,3.通道名Ain14.測量類型Voltage5.單位：V,范圍－5V～＋5V6.刻度模式NoScaling7.設備：PCI-1200通道：0ACH0例：對已配置好的PCI1200卡的模擬輸入0通道進行測試，輸入一個正弦波信號§11-2數據采集函數DataAcquisition模板分成六個子模板：AnalogInput（模擬輸入），AnalogOutput（模擬輸出），DigitalI/O（數字I/O），Counter（計數器），CalibrationAndConfiguration（校準器和配置），SignalConditioning（信號調理）。11.2.1模擬輸入

連續單通道輸入連續多通道輸入單點單通道輸入單點多通道輸入AISampleChannel.vi該函數可以對指定通道的信號進行測量，并返回測量的電壓值。device端口可指定DAQ板的設備號，為一個數字（整型）；channel端口可指定所使用的模擬輸入通道的通道號，為一個字符串；highlimit和lowlimit可指定輸入信號的范圍，默認的輸入是＋5V和－5V；sample端口可輸出采樣到的電壓值，為一個數字（浮點型）。問題：多點采樣時怎樣保證每個采樣點之間的采樣間隔相等？答案：硬件時鐘控制采集－存儲－讀數。AIAcquireWaveform.vi函數以指定的采樣速率采集一定數目的采樣點，并以數組的形式輸出采集到的電壓值。numberofsamples端口可指定采樣點數，為一個數字（整型）；samplerate端口可指定采樣速率，即每秒采樣的點數，為一個浮點數；waveform端口以一維數組的形式輸出采集到的電壓值actualsampleperiod端口是實際采樣周期，單位是秒。實驗連線圖數據采集舉例YB1634函數發生器輸出頻率為305Hz，幅度（峰值）約4V的正弦波信號，送給PC1200采集卡的模擬輸入0通道。使用數據采集模板的模擬輸入子模板中的”AIAcquireWaveform”進行采集，采樣率設為100kHz，采樣點數為1000。采集結果用波形圖形和波形數組顯示。采集的周期數＝（采樣點數×被測信號頻率/采樣頻率）多路模擬輸入單A/D，模擬開關進行多路輸入的分時切換和轉換例如4個通道掃描的序列為：CH3、CH2、CH1、CH0、CH3、CH2、CH1、CH0、CH3、……AIAcquireWaveforms.vi函數以指定的采樣速率對多路通道進行采樣，并返回采集到的數據。channels端口可指定模擬輸入通道的通道號，為一個字符串，不同的通道用逗號分開，如1，2，4；numberofsamples/ch端口可指定每個通道的采樣點數，為一個整數；waveforms端口將輸出采集到的多路模擬輸入的電壓數據（單位為伏特），為一個數字型的二維數組，數組的一列為一個通道的采樣數據；11.2.2模擬輸出

DataAcquisition模板中的AnalogOutput（模擬輸出）子模板中含有可以完成D/A轉換或其他多種轉換的函數。連續單通道輸出連續多通道輸出單點單通道輸出單點多通道輸出單點輸出AOUpdateChannel.vi

AOGenerateWaveform.vi函數以指定的更新速度在模擬輸出通道產生一個電壓波形。

11.2.4數字信號的輸入和輸出DataAcquisition模板中的DigitalI/O（數字輸入輸出）子模板中含有可以對數字端口或數字位線進行讀寫的函數。輸入（讀）一根線輸入（讀）一個口（多根線）輸出（寫）一根線輸出（寫）一個口（多根線）WriteToDigitalPort函數可以把一個十進制數以二進制的模式輸出到指定的數字端口。portwidth端口可指定數字端口的位數，為一個整數，默認為8；device端口可指定DAQ板的設備號，為一個整數；digitalchannel端口可指定數字端口的通道號，為一個字符串；pattern端口可指定要輸出到數字端口的數據（十進制整數）。實驗內容：1、利用DAQCHANNELWIZARD配置PCI-1200卡的模擬輸入和輸出通道。2、利用信號發生器產生信號，用PCI-1200卡完成信號