1、虚拟仪器12,电子科技大学自动化学院詹惠琴,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: 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。,PCI-1200多功能采集卡主要性能：,1模拟输入
2、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,PCI-1200卡的组成原理,PCI-1200卡I/O连接器引脚说明,第十一章 数 据 采
3、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,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
4、Voltage 5.单位：V,范围 5V5V6.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）。,11.2.1 模拟输入,连续单通道输入连续多通
5、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）。,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
6、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。,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”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
7、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、,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
8、组的一列为一个通道的采样数据；,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。,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（
9、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）。,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。,
