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《虚拟仪器》－12 电子科技大学自动化学院 詹惠琴 zhanhq@uestc.edu.cn 第十章 多功能数据采集卡 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 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。 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 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 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 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）。 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）。 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。 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 Wavef