Labview12

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
• 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。
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2～4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。
物理信号 模拟电信号
传感器
数据采集卡 （含信号调理电路）
数字电信号
计算机
（总线）
虚拟仪器软件
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、100 – FIFO缓存容量：4096次采样值。
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 －5V～＋5V 6.刻度模式 No Scaling 7.设备：PCI-1200 通道：0 ACH0
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
• 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）。
12
3 12 4
校准 12Bit D/A 12Bit D/A 82C53 B 1 24
82C53 A
82C55
DRQ 1
1M 10M 分频器 8
12
1
8
PCI-1200卡I/O连接器引脚说明
引脚 1-8 9 10 11 12 13，50 14～37 38～40 41~48 49 信号名 ACH<7..0> AISENSE/AIGND DAC0OUT AGND DAC1OUT DGND PA<7..0>、B<7..0> PC<7..0> EXTTRIG、UPDATE CONV OUTB、GATB、 CLKB +5V 方向 AI I/O AO N/A AO N/A DIO DI DO、DI DO 参考 AGND 模拟输入地 AGND D/A通道——模拟输出通道0。 N/A 模拟输出地 数字地 24根数字I/O端口——端口A、 B、C的双向数据线 用于A/D外部触发、外部更新、 外部转换 3个计数器的输出信号、门控信 号、外部时钟信号。 AGND D/A通道——模拟输出通道1。 N/A DGND DGND DGND 说 明 AGND 8个A/D通道——模拟输入通道
信号 输入
信号 输出
标准接口
整形电路
定时计数器
数字I/O
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。
DGND +5V
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
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
• 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
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）
• 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）。
• 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；
实验连线图
信号输入
10
示波器
DAC0 CB-50LP
计算机
PCI120N0 9 AIGND
信号源
地
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）
《虚拟仪器》－12
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：
计算机 显示器 信号分 采集多路器 信号调理 A/D 变换器 数据 存储器 析处理 及控制 单片机 信号调理 D/ A 变换器 数据 存储器 波形数 据发生 DSP、 FPGA） 键盘 人 机 接 口
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
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）。
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、……
转换时间
CH3 CH2 CH1 CH0 采样间隔
CH3 CH2 CH1 CH0
CH3 CH2 CH1 CH0
t
AI Acquire Waveforms.vi函数
PCI-1200卡的组成原理
高频抖 动电路 数据地址 PCI 37 总 接口控制 线 6 错误报告 2 判优 2 系统信息 2 中断 1 地址 5 数据 8 控制 4 中断 1 数 字 控 制 逻 辑
16 FIFO
PCI 总 线 接 口 芯 片
12Bit A/D
程控 增益
4
输入 多路器
8 I/O 连 接 器
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。 • 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。