虚拟仪器及硬件在环第十三讲

1、Labview数据采集数据采集 第三部分第三部分 数字信号采样数字信号采样&输出输出目 录TTL信号的接受与发送数采卡的counter的功能&介绍脉冲信号输出脉宽、频率、周期测量DAQ编程数字信号说明数字信号并不关心幅值数字信号并不关心幅值，而是指定一段电压范围为高状态，一段为低状态。对于数数字信号，我们关心状态和频率字信号，我们关心状态和频率这两个参数。例：当我们要开关一盏灯时，主要关注状态信息。当我们要控制电机或使用编码器测量数字脉冲从而获得电机转速时，主要关注频率信息。DAQ编程数字信号TTLTTL信号设定了一个0到5V的电压区间，0到0.8V为低状态，2到5V为高状态，0.8到2V为不

2、确定状态，也就是会随机认定为高或低状态，使用TTL标准信号时一定要避免出现0.8到2V的电压。DAQ编程接线端子的数字线可以用多根数字线，形成不同类型的字符串。DAQ编程单线数字采集line grouping引脚允许我们将数字线分组，如果我们要同时用到一个或多个Port，可选择“one channel for all lines”，而对一根或多根line独立操作时选择“one channel for each line”（可以用一根 数字线进行采集，也可以用多根数字线组合后采集）DAQ编程主要控件说明根据不同的配置，可以任意组合形成不同长度的二进制数据串。如：8根数字线可以组成一个U8型的二进

3、制数，32根组成U32型，如果数字线不够，前位补0。DAQ编程多根数字线采集软件定时的缺点在于不够精确，模拟信号采集中的硬件定时也可以用在数字信号采集上，不过并不是所有采集卡的数字线都支持硬件定时。一些系列数字线并没有独立的硬件时钟，但Port0上的数字线可以引用外部时钟源来完成硬件定时，这种方式我们称为“相关数字相关数字IO”。DAQ编程相关数字IO（外部时钟）特点：因为线程中CTR0和P0.0属于同一张板卡，通过这种方式可将计数器（CTR0）生成的脉冲内部路由给数字口（P0.0）做时钟源，避免了外部接线。硬件定时的方式可以帮助我们采集高频数字信号，并直接得到数字波形。DAQ编程单根数字线输

4、出一种简单的，根据按钮输出0、1数字信号的程序范例：DAQ编程输出方波说明：单根数字线输出，数据为“1000”，且硬件时钟为10KHz，所以输出的是频率为2.5KHz，占空比为25%的方波信号。DAQ数采卡的counter功能介绍&使用范例DAQ编程Counter&TTLCounter只接受TTL标准的信号：电平特性在5V，00.8V为逻辑低，2V5V为逻辑高，上升沿/下降沿小于50ns，脉宽长度大于10ns。DAQ编程Counter的结构NI的数据采集卡中的counter由四个结构组成，gate、Source、计数器寄存、输出端。DAQ编程接线端子与Counter结构的关联不同接线端子上对于

5、接线方式的定义都不完全一样，可以打开MAX软件，查看引脚图进行配置连接。DAQ编程边沿计数下面是一条边沿检测的线程编辑，流程跟AI采集比较类似。需要注意的是，我们在程序框图中设置了100ms的延时，但这个并不意味着计数器的至每秒只能改变十次。这里的延时，只是针对从缓存器中读取的数据的时间间隔。DAQ编程Pause Trigger下面的是实现“暂停触发”的Labview程序框图。DAQ编程带缓存的边沿计数借助Gate端完成带缓存的边沿计数：在这种利用方式当中，数采卡的”计数器寄存器“中的计数值不会受到影响，会不断刷新，但不会发送到计算机内存中，直到当Gate端接收到上升/下降沿的时候，才会将当前

6、的值发送到计算机内存中。（相当于设定了一定的缓冲时间，而不是一采到数据就直接发送至内存。）DAQ编程带缓存的边沿计数这种带缓存的边沿计数方式类似于模拟输入的连续采集，需要配置DAQmx Timing.vi。脉冲信号输出DAQ编程脉冲Counter对于脉冲信号，也可以像模拟信号、数字信号那样，除了测量脉冲之外，也可以输出脉冲。DAQ编程脉冲输出DAQ编程重触发&脉冲生成下面是一个生成有限脉冲序列的例子，通过PFI接入数字信号进行触发，每次触发会使主程序生成1000个脉冲信号。生成有限的脉冲需要用到两个counter：一个counter负责生成脉冲序列，另一个counter负责控制前者生成的脉冲个

7、数。程序效果：每遇到一个触发，就输出1000个脉冲。DAQ编程重采样利用外部时钟，遇到触发信号，采集1000个样本。跟之前数字/模拟信号输出的那些架构大同小异。脉宽测量DAQ编程脉宽测量（某种程度上说，基频就是相对于信号频率的采样率，这点在对频率进行采样分析时尤为明显。）DAQ编程脉宽测量DAQ基础单端测量频率测量DAQ编程同步误差频率测量有三种方式，可以根据待测信号的频率和测量精度要求进行选择。同步误差的产生，简而言之，就是对计数边沿的漏判。漏判的边沿为1个，其相对于单个采集频段内所应采集的准确数值的百分比，就是相应的误差率。DAQ编程同步误差同步误差的存在，且必为1,范围内。因此，Gate

8、和Source端的信号频率相差的数量级越大，最终导致的误差率就越小。DAQ编程低频信号采集低频测量，只需要一个counter即可完成。什么是低频信号？信号频率低于数采卡基频1/100的信号，此时同步误差低于1%。DAQ编程低频信号采集这种方式只能测量低频信号，对高频信号，误差过大，甚至会无法反应真实频率信息。DAQ编程高频信号测量方法1高频信号测量方法：如果需要测量高频信号，则需要使用到同时利用两个Counter的测量方法High frequency with 2 Counters.原理：将待测信号接入到Source端，而使用另一个Counter生成一个已知的低频信号作为Gate信号，用待测信号去量它。原先的低频测量，是看一个待测信号波形时，走过多少个基频的波形，从而得出待测波形的信息；变更后，是看一个新生成的低频信号波形内，走过多少个待测信号的波形，从而得出待测波形的信息。DAQ编程高频信号测量方法1在高频测量的编程当中，只需要选择负责测频的Counter，生成已知低频信号的Counter由板卡自动选择闲置的Counter来完成。DAQ编程高频信号测量方法1需要注意的是，编程时须填写measurement time，这个值决定了新生成的Gate信号频率的大小。DAQ编程高频信号测量方法2第三种测量：将信号拉长放大后进行测量。例：AHz的基频，在放大倍数为B的