电子科大LabVIEW课件第十二章

《虚拟仪器》－12电子科技大学自动化学院詹惠琴zhanhq@第十章多功能数据采集卡第十一章数据采集第十章多功能数据采集卡虚拟仪器硬件的基本组成：数据采集卡（DAQ:DataAcquisition)数据采集卡：具有模拟输入/输出、数字输入/输出和定时/计数等多种功能，并且带计算机通信接口。通信接口种类：ISA总线、PCI总线、CPCI总线、RS232串口、打印机并口、USB总线、GPIB总线、VXI总线等根据是否插入计算机内又分为有外置式和内置式两种。习惯上把虚拟仪器所用的基本硬件电路统称为数据采集卡，即便有些卡没有模拟输入功能。PCI-1200多功能采集卡

主要性能：1．模拟输入通道数：8路单端输入或4路双端输入，DC耦合。A/D转换器：逐次逼近型，12位，100KS/S。输入范围：±5V（双极性）、0~10V（单极性）划分为七档每档通道增益分别为：1、2、5、10、20、50、100FIFO缓存容量：4096次采样值。2．模拟输出通道数：2路电压输出分辨力：12位、1/4096典型更新速率：20S/S~1KS/S输出范围：0~10V，±5V电压输出，DC耦合3．数字I/O通道数：24I/OTTL电平4．定时I/O通道数：3路计数器/定时器分辨力：16位基本时钟：2MHzPCI-1200卡的组成原理DRQ11M1244124188161238地址5数据8控制4中断1数据地址37接口控制6错误报告2判优2系统信息2中断1PCI总线PCI总线接口芯片数字控制逻辑I/O连接器FIFO12-BitA/D程控增益输入多路器高频抖动电路校准82C53A82C5512-BitD/A12-BitD/A82C53B分频器10M12PCI-1200卡I/O连接器引脚说明引脚信号名方向参考说明1-8ACH<7..0>AIAGND8个A/D通道——模拟输入通道9AISENSE/AIGNDI/OAGND模拟输入地10DAC0OUTAOAGNDD/A通道——模拟输出通道0。11AGNDN/AN/A模拟输出地12DAC1OUTAOAGNDD/A通道——模拟输出通道1。13，50DGNDN/AN/A数字地14～37PA<7..0>、B<7..0>PC<7..0>DIODGND24根数字I/O端口——端口A、B、C的双向数据线38～40EXTTRIG、UPDATECONVDIDGND用于A/D外部触发、外部更新、外部转换41~48OUTB、GATB、CLKBDO、DIDGND3个计数器的输出信号、门控信号、外部时钟信号。49+5VDODGND+5V第十一章数据采集§11-1DAQ配置在启动计算机时，自动加载数据采集卡的驱动程序。但在使用数据采集卡之前，必须先进行配置。可运行MAX（Measurement&AutomationExplorer）来对采集卡进行通道配置，如设置通道名、输入输出类型、测量类型等等进行DAQ配置的步骤如下：1．新建一个通道2．选择通道类型，可以选择通道类型如模拟输入、模拟输出、数字I/O等。3.定义通道名。4．选择测量类型，如电压、电流、电阻、频率等5．定义单位和范围。6．定义刻度模式。7.指定DAQ设备及通道号。

例：1.新建一个模拟输入通道2.通道类型AnalogInput,3.通道名Ain14.测量类型Voltage5.单位：V,范围－5V～＋5V6.刻度模式NoScaling7.设备：PCI-1200通道：0ACH0例：对已配置好的PCI1200卡的模拟输入0通道进行测试，输入一个正弦波信号§11-2数据采集函数DataAcquisition模板分成六个子模板：AnalogInput（模拟输入），AnalogOutput（模拟输出），DigitalI/O（数字I/O），Counter（计数器），CalibrationAndConfiguration（校准器和配置），SignalConditioning（信号调理）。11.2.1模拟输入

连续单通道输入连续多通道输入单点单通道输入单点多通道输入AISampleChannel.vi该函数可以对指定通道的信号进行测量，并返回测量的电压值。device端口可指定DAQ板的设备号，为一个数字（整型）；channel端口可指定所使用的模拟输入通道的通道号，为一个字符串；highlimit和lowlimit可指定输入信号的范围，默认的输入是＋5V和－5V；sample端口可输出采样到的电压值，为一个数字（浮点型）。问题：多点采样时怎样保证每个采样点之间的采样间隔相等？答案：硬件时钟控制采集－存储－读数。AIAcquireWaveform.vi函数以指定的采样速率采集一定数目的采样点，并以数组的形式输出采集到的电压值。numberofsamples端口可指定采样点数，为一个数字（整型）；samplerate端口可指定采样速率，即每秒采样的点数，为一个浮点数；waveform端口以一维数组的形式输出采集到的电压值actualsampleperiod端口是实际采样周期，单位是秒。实验连线图数据采集举例YB1634函数发生器输出频率为305Hz，幅度（峰值）约4V的正弦波信号，送给PC1200采集卡的模拟输入0通道。使用数据采集模板的模拟输入子模板中的”AIAcquireWaveform”进行采集，采样率设为100kHz，采样点数为1000。采集结果用波形图形和波形数组显示。采集的周期数＝（采样点数×被测信号频率/采样频率）多路模拟输入单A/D，模拟开关进行多路输入的分时切换和转换例如4个通道扫描的序列为：CH3、CH2、CH1、CH0、CH3、CH2、CH1、CH0、CH3、……AIAcquireWaveforms.vi函数以指定的采样速率对多路通道进行采样，并返回采集到的数据。channels端口可指定模拟输入通道的通道号，为一个字符串，不同的通道用逗号分开，如1，2，4；numberofsamples/ch端口可指定每个通道的采样点数，为一个整数；waveforms端口将输出采集到的多路模拟输入的电压数据（单位为伏特），为一个数字型的二维数组，数组的一列为一个通道的采样数据；11.2.2模拟输出

DataAcquisition模板中的AnalogOutput（模拟输出）子模板中含有可以完成D/A转换或其他多种转换的函数。连续单通道输出连续多通道输出单点单通道输出单点多通道输出单点输出AOUpdateChannel.vi

AOGenerateWaveform.vi函数以指定的更新速度在模拟输出通道产生一个电压波形。

11.2.4数字信号的输入和输出DataAcquisition模板中的DigitalI/O（数字输入输出）子模板中含有可以对数字端口或数字位线进行读写的函数。输入（读）一根线输入（读）一个口（多根线）输出（写）一根线输出（写）一个口（多根线）WriteToDigitalPort函数可以把一个十进制数以二进制的模式输出到指定的数字端口。portwidth端口可指定数字端口的位数，为一个整数，默认为8；device端口可指定DAQ板的设备号，为一个整数；digitalchannel端口可指定数字端口的通道号，为一个字符串；pattern端口可指定要输出到数字端口的数据（十进制整数）。实验内容：1、利用DAQCHANNELWIZARD配置PCI-1200卡的模拟输入和输出通道。2、利用信号发生器产生信号，用PCI-1200卡完成信号