多功能数据采集卡.ppt

多功能数据采集卡现在学习的是第1页，共22页第十章 多功能数据采集卡虚拟仪器硬件的基本组成：虚拟仪器硬件的基本组成：现在学习的是第2页，共22页数据采集卡（DAQ:Data Acquisition)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。现在学习的是第3页，共22页 PCI-1200多功能采集卡主要性能：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）、010V（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/S1KS/S输出范围：010V，5V电压输出，DC耦合3数字I/O通道数：24 I/O TTL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：2MHz现在学习的是第4页，共22页 PCI-1200卡的组成原理 DRQ 11M1244124188161238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10M12现在学习的是第5页，共22页 PCI-1200卡I/O连接器引脚说明 引脚信号名方向参考说 明1-8ACHAIAGND8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1437PA、B PCDIODGND24根数字I/O端口端口A、B、C的双向数据线3840EXTTRIG、UPDATE CONVDIDGND用于A/D外部触发、外部更新、外部转换4148OUTB、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 现在学习的是第6页，共22页第十一章 数 据 采 集 11-1 DAQ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&Automation Explorer）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 现在学习的是第7页，共22页进行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Analog Input,3.通道名 Ain1 4.测量类型 Voltage 5.单位：V,范围 5V5V6.刻度模式 No Scaling 7.设备：PCI-1200 通道：0 ACH0现在学习的是第8页，共22页例：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现在学习的是第9页，共22页11-2 数据采集函数Data Acquisition模板分成六个子模板：Analog Input（模拟输入），Analog Output（模拟输出），Digital I/O（数字I/O），Counter（计数器），Calibration And Configuration（校准器和配置），Signal Conditioning（信号调理）。现在学习的是第10页，共22页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现在学习的是第11页，共22页AI Sample Channel.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；high limit和low limit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）。现在学习的是第12页，共22页问题：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。答案：硬件时钟控制采集存储读数。AI Acquire Waveform.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。number of samples端口可指定采样点数，为一个数字（整型）；sample rate端口可指定采样速率，即每秒采样的点数，为一个浮点数；waveform端口以一维数组一维数组的形式输出采集到的电压值actual sample period端口是实际采样周期，单位是秒。现在学习的是第13页，共22页实验连线图现在学习的是第14页，共22页数据采集举例 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”AI Acquire Waveform”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）现在学习的是第15页，共22页多路模拟输入 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、现在学习的是第16页，共22页AI Acquire Waveforms.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；number of samples/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；现在学习的是第17页，共22页11.2.2 模拟输出Data Acquisition模板中的Analog Output（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现在学习的是第18页，共22页单点输出 AO Update Channel.vi AO Generate Waveform.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。现在学习的是第19页，共22页11.2.4 数字信号的输入和输出Data Acquisition模板中的Digital I/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）现在学习的是第20页，共22页Write To Digital Port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。port width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；digital channel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）。现在学习的是第21页，共22页实验内容：1、利用DAQ CHANNEL WIZARD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卡完成信号采集，并显示采集的模拟波形，同时利用示波器进行对照验证。分别输入正弦波、方波、三角波信号，幅度为4V，频率分别为100Hz，1kHz，10kHz，选择适当的采样率和采样点数，每次采集显示24个完整波形。3、将2题中采集到的波形从PCI-1200卡的模拟通道DAC0输出，选择合适的更新速度，使输出的信号频率分别为50Hz，500Hz，5kHz，利用示波器测试输出的波形。现在学习的是第22页，共22页