《多功能數(shù)據(jù)采集卡》PPT課件.ppt

1、虛擬儀器12,電子科技大學(xué)自動化學(xué)院 詹惠琴 ,第十章 多功能數(shù)據(jù)采集卡 第十一章 數(shù) 據(jù) 采 集,第十章 多功能數(shù)據(jù)采集卡,虛擬儀器硬件的基本組成：,數(shù)據(jù)采集卡（DAQ: Data Acquisition ),數(shù)據(jù)采集卡：具有模擬輸入/輸出、數(shù)字輸入/輸出和定時/計數(shù)等多種功能，并且?guī)в嬎銠C(jī)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(jī)并口、USB總線、GPIB總線、VXI總線等 根據(jù)是否插入計算機(jī)內(nèi)又分為有外置式和內(nèi)置式兩種。 習(xí)慣上把虛擬儀器所用的基本硬件電路統(tǒng)稱為數(shù)據(jù)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：,

2、1模擬輸入 通道數(shù)：8路單端輸入或4路雙端輸入，DC耦合。 A/D轉(zhuǎn)換器：逐次逼近型，12位，100KS/S。 輸入范圍：5V（雙極性）、010V（單極性）劃分為七檔 每檔通道增益分別為：1、2、5、10、20、50、100 FIFO緩存容量：4096次采樣值。 2模擬輸出 通道數(shù)： 2路電壓輸出 分辨力： 12位、1/4096 典型更新速率： 20S/S1KS/S 輸出范圍： 010V，5V電壓輸出，DC耦合,3數(shù)字I/O 通道數(shù)： 24 I/O TTL電平 4定時I/O 通道數(shù)： 3路計數(shù)器/定時器 分辨力： 16位 基本時鐘：2MHz,PCI-1200卡的組成原理,PCI-1200卡I/

3、O連接器引腳說明,第十一章 數(shù) 據(jù) 采 集,11-1 DAQ配置 在啟動計算機(jī)時，自動加載數(shù)據(jù)采集卡的驅(qū)動程序。但在使用數(shù)據(jù)采集卡之前，必須先進(jìn)行配置。 可運行MAX（Measurement & Automation Explorer）來對采集卡進(jìn)行通道配置，如設(shè)置通道名、輸入輸出類型、測量類型等等,進(jìn)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(shù)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(shè)備及通道號。 例：1.新建一個模擬輸入通道 2.通道類型Anal

4、og Input , 3.通道名 Ain1 4.測量類型 Voltage 5.單位：V,范圍 5V5V 6.刻度模式 No Scaling 7.設(shè)備：PCI-1200 通道：0 ACH0,例：對已配置好的PCI1200卡的模擬輸入0通道進(jìn)行測試，輸入一個正弦波信號,11-2 數(shù)據(jù)采集函數(shù),Data Acquisition模板分成六個子模板： Analog Input（模擬輸入）， Analog Output（模擬輸出）， Digital I/O（數(shù)字I/O）， Counter（計數(shù)器）， Calibration And Configuration（校準(zhǔn)器和配置）， Signal Conditi

5、oning（信號調(diào)理）。,11.2.1 模擬輸入,連續(xù)單通道輸入 連續(xù)多通道輸入 單點單通道輸入 單點多通道輸入,AI Sample Channel.vi,該函數(shù)可以對指定通道的信號進(jìn)行測量，并返回測量的電壓值。 device端口可指定DAQ板的設(shè)備號，為一個數(shù)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； high limit和low limit可指定輸入信號的范圍，默認(rèn)的輸入是5V和5V； sample端口可輸出采樣到的電壓值，為一個數(shù)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(shù)。 AI Acqu

6、ire Waveform.vi 函數(shù)以指定的采樣速率采集一定數(shù)目的采樣點，并以數(shù)組的形式輸出采集到的電壓值。 number of samples端口可指定采樣點數(shù)，為一個數(shù)字（整型）；sample rate端口可指定采樣速率，即每秒采樣的點數(shù)，為一個浮點數(shù)； waveform端口以一維數(shù)組的形式輸出采集到的電壓值 actual sample period端口是實際采樣周期，單位是秒。,實驗連線圖,數(shù)據(jù)采集舉例,YB1634函數(shù)發(fā)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(shù)據(jù)采集模板的模擬輸入子模板中的”AI Acquire Wav

7、eform”進(jìn)行采集，采樣率設(shè)為100kHz，采樣點數(shù)為1000。 采集結(jié)果用波形圖形和波形數(shù)組顯示。 采集的周期數(shù)（采樣點數(shù)被測信號頻率/采樣頻率）,多路模擬輸入,單A/D，模擬開關(guān)進(jìn)行多路輸入的分時切換和轉(zhuǎn)換 例如4個通道掃描的序列為：CH3、CH2、CH1、CH0、CH3、CH2、CH1、CH0、CH3、,AI Acquire Waveforms.vi函數(shù),以指定的采樣速率對多路通道進(jìn)行采樣，并返回采集到的數(shù)據(jù)。 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； number of samples/ch端口可指定每個通道的采樣點數(shù)，為一個

8、整數(shù)； waveforms端口將輸出采集到的多路模擬輸入的電壓數(shù)據(jù)（單位為伏特），為一個數(shù)字型的二維數(shù)組，數(shù)組的一列為一個通道的采樣數(shù)據(jù)；,11.2.2 模擬輸出,Data Acquisition模板中的Analog Output（模擬輸出）子模板中含有可以完成D/A轉(zhuǎn)換或其他多種轉(zhuǎn)換的函數(shù)。,連續(xù)單通道輸出 連續(xù)多通道輸出 單點單通道輸出 單點多通道輸出,單點輸出 AO Update Channel.vi AO Generate Waveform.vi函數(shù)以指定的更新速度在模擬輸出通道產(chǎn)生一個電壓波形。,11.2.4 數(shù)字信號的輸入和輸出,Data Acquisition模板中的Digita

9、l I/O（數(shù)字輸入輸出）子模板中含有可以對數(shù)字端口或數(shù)字位線進(jìn)行讀寫的函數(shù)。,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）,Write To Digital Port函數(shù)可以把一個十進(jìn)制數(shù)以二進(jìn)制的模式輸出到指定的數(shù)字端口。 port width端口可指定數(shù)字端口的位數(shù)，為一個整數(shù)，默認(rèn)為8； device端口可指定DAQ板的設(shè)備號，為一個整數(shù)； digital channel端口可指定數(shù)字端口的通道號，為一個字符串； pattern端口可指定要輸出到數(shù)字端口的數(shù)據(jù)（十進(jìn)制整數(shù)）。,實驗內(nèi)容：,1、利用DAQ CHANNEL WIZARD配置PCI-1200卡的模擬輸入和輸出通道。 2、利用信號發(fā)生器產(chǎn)生信號，用PCI-1200卡完成信號采集，并顯示采集的模擬波形，同時利用示波器進(jìn)行對照驗證。分別輸入正弦波、方波、三角