【正文】 也不同。其中多功能模塊可以具有多種功能，如同一張板卡上數(shù)字輸入/輸出模塊可以分布數(shù)字輸入/輸出和模擬輸入/輸出。2．1．3 常用的幾種數(shù)據(jù)采集卡的功能1．模擬輸入在工業(yè)測控系統(tǒng)中，輸入的信號數(shù)據(jù)一般都是模擬量，這時，各種A/D芯片裝置就是用來完成把模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量的轉(zhuǎn)換。采樣最基本的功能就是模擬輸入，一般由多路開關(guān)（MUX）、放大器、采樣保持電路以及模數(shù)轉(zhuǎn)換組成。模擬輸入的質(zhì)量由模數(shù)轉(zhuǎn)換器的性能和參數(shù)決定。（D/A卡）20常州工學院畢業(yè)設(shè)計說明書計算機內(nèi)部處理的是數(shù)字量，而運行時所采用的是模擬量。 數(shù)模轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換性能指標通常由其內(nèi)部數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片來決定的。若輸出用來驅(qū)動家用節(jié)能燈、冰箱、空調(diào)等電器，就不需要較高的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換率。但是，如果用的是合適的調(diào)理設(shè)備，依舊可以用I/O卡輸出電流TTL電平信號去監(jiān)測那些電壓較高、電流較大的工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備。為了滿足同步通信的需要，其他一部分數(shù)字口還有“握手”線。4．脈沖量輸入/輸出板卡工業(yè)生產(chǎn)過程中有很多的高速脈沖信號，這些都是需要用脈沖量輸入卡或者一些專用用來測量脈沖量的儀器來進行測量。為了避免實際生產(chǎn)操作中強電的影響，該類型板卡多采用光電隔離技術(shù)，將計算機與實際信號之間全部隔離，以此來提升測試板卡的抗干擾性能。然后才能根據(jù)實驗要求選擇合適的數(shù)據(jù)采集卡。MCU按存儲器類型可分為無片內(nèi)ROM型和帶片內(nèi)ROM型兩種。帶片內(nèi)ROM型的芯片又分為片內(nèi)EPROM型（典型芯片為87C51）、MASK片內(nèi)掩模ROM型（典型芯片為8051）、片內(nèi)FLASH型（典型芯片為89C51）等類型，一些公司還推出帶有片內(nèi)一次性可編程ROM（One Time Programming, OTP)的芯片（典型芯片為97C51)。與通用微處理器相比較而言（在PC上使用的那種），它是突顯自給自足性能和成本效益的一款微處理器。一款嵌入式系統(tǒng)通常具有記憶和程序長度的最低要求，可能需要簡單但不尋常的輸入/輸出系統(tǒng)。它們可以控制電動馬達，繼電器或電壓，并且讀開關(guān)，可變電阻器或其他電子設(shè)備。與通用CPU相反，微控制器不具有地址總線或數(shù)據(jù)總線，因為它們集成在同一個芯片作為CPU上所有的RAM和非易失性存儲器。集成存儲器和其他外圍設(shè)備在單個芯片上，并測試它們作為一個單元增加了芯片的成本，但通常會導致降低了嵌入式系統(tǒng)作為一個整體的凈成本。這種趨勢導致了如此的設(shè)計。C，串行外設(shè)接口和控制器局域網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)互連如定時器和看門狗的RAM數(shù)據(jù)存儲器ROM，EPROM，EEPROM或閃存用于程序存儲的時鐘發(fā)生器 通常是振蕩器石英計時晶振，諧振器或RC電路的包括許多模數(shù)轉(zhuǎn)換器。有些微控制器能夠用哈佛結(jié)構(gòu)：獨立的內(nèi)存總線的指令和數(shù)據(jù)，允許訪問同時發(fā)生。該微控制器供應商經(jīng)常換工作頻率和對時間將產(chǎn)品推向市場從他們的客戶和降低整體系統(tǒng)成本要求的系統(tǒng)設(shè)計靈活性。微控制器架構(gòu)可從這么多的品種很多不同的供應商每個指令集架構(gòu)能夠正確地屬于一個自成一類的。[需要的引證]2．2．2微控制器的功能說明微控制器（MCU也或μC）是一種功能性的計算機上系統(tǒng)級芯片。 微控制器包括一個集成的CPU，存儲器（少量的RAM，程序存儲器，或兩者兼有），能夠輸入和輸出的外圍設(shè)備。除了一個通用微處理器通常的算術(shù)和邏輯元件，微控制器集成了額外的元素，例如讀寫內(nèi)存用于數(shù)據(jù)存儲，只讀存儲器用于程序存儲，閃存用于數(shù)據(jù)永久存儲，外設(shè)和輸入/輸出接口。他們消耗較少的功率（毫瓦甚至微瓦），并且一般要保留的功能，同時等待一個事件，例如按下按鈕或中斷的能力。微控制器用于自動地控制產(chǎn)品和設(shè)備，如汽車的發(fā)動機控制系統(tǒng)，遠程控制，辦公機器，電器，電動工具，玩具等。目前使用的大多數(shù)計算機系統(tǒng)都被嵌入在其他機械中，如汽車，電話，電器，及周邊設(shè)備的計算機系統(tǒng)，這些被稱為嵌入式系統(tǒng)。典型的輸入和輸出設(shè)備包括開關(guān)，繼電器，螺線管，指示燈，小型或定制的LCD顯示器，射頻設(shè)備和數(shù)據(jù)傳感器，例如溫度，濕度，光照水平等嵌入式系統(tǒng)通常沒有鍵盤，屏幕，磁盤，打印機，或個人計算機的其他可識別的I / O設(shè)備，并且可能會缺乏任何形式的人工交互的設(shè)備。當某些事件發(fā)生時，中斷系統(tǒng)可以發(fā)出信號處理器暫停處理當前指令序列，并開始中斷服務程序（ISR）?？赡艿闹袛嘣词窍嚓P(guān)設(shè)備，并且通常包括諸如內(nèi)部定時器溢出事件，完成模擬到數(shù)字的轉(zhuǎn)換，對輸入諸如從被按下的按鈕邏輯電平的變化，和數(shù)據(jù)通信鏈路上接收。單片機程序必須存放在可用的片上程序存儲器，因為提供與外部鏈接的，可擴展的，內(nèi)存的系統(tǒng)將是昂貴的。根據(jù)不同的設(shè)備，程序存儲器可以是永久的，只能在工廠進行編程的只讀存儲器，或程序存儲器可以現(xiàn)場改變程序或可擦除只讀存儲器。因為處理器在建造時，解釋和處理數(shù)字數(shù)據(jù)，也就是1和0，它們不能夠用通過一個器件發(fā)送給它的模擬信號做任何事情。還有一個數(shù)字到模擬的轉(zhuǎn)換器，它允許處理器將數(shù)據(jù)發(fā)送到被控制的設(shè)備。其中一個最常見的定時器類型是可編程間隔定時器，或簡稱PIT。一旦達到零，它發(fā)送一中斷到處理器，表明它已經(jīng)完成計數(shù)。時間處理單元或簡稱TPU，本質(zhì)上只是另一種計時器，而且更復雜。專用脈沖寬度調(diào)制（PWM）使得它可以為CPU控制功率轉(zhuǎn)換器，電阻性負載，電機等，而無需在緊定時環(huán)路使用大量CPU資源。對于那些想要以太網(wǎng)可以使用外部芯片像晶體半導體CS8900A，瑞昱RTL8019，或微ENC28J60，它們所有的都可以方便的與低引腳數(shù)相接。與傳統(tǒng)的采集卡不同，MPS010601不但具備八路信號采集通道，而且具備四路信號輸出（DAC）、八路數(shù)字信號輸入\輸出（DIO）、兩路計數(shù)器、兩路比較器和兩路PWM輸出等諸多附加的實用功能。MPS010601采集卡還編寫了功能豐富的應用軟件，努力為用戶提全面的方案設(shè)計，減少用戶的工作量。 圖2—1 采集卡2．3．2 性能以及接口說明? ? 使用方便，能夠?qū)崿F(xiàn)自動配置，支持設(shè)備的熱插拔即插即用? 輸入通道： 2路同步差分、4路多路差分、8路多路差分? 輸入端耐壓： 177。? 采樣： 5Ksps80Ksps內(nèi)外時鐘? 阻抗： 30K? 最大總誤差： %? 增益： 16? 輸出通道: 4路同步單端? 模輸出范圍： ? 輸出電流: 300μA? 分辨率： 12比特? 非線性誤差： 177。CP2狀態(tài)輸出，CP2+ CP2時EX8為高電平 原理2．4．1 數(shù)據(jù)信號采集功能 MPS010601具備多達八個通道的電壓信號輸入端口。MPS010601提供了三種通道模式：雙通道、四通道和八通道。噪聲也是采集卡的一個重要性能參數(shù)，這里將對MPS010601的精度進行一個簡單的測試。為了進一步提高有效分辨率和改善波形，可以軟件中進行數(shù)字濾波。平滑濾波能降低噪聲，但同時會減小帶寬，用戶可以根據(jù)需要進行設(shè)置。這些高端的配置可以滿足絕大部分應用場合的要求。正弦波、方波、三角波、鋸齒波、直流電平自然不在話下，不但頻率、幅值和相位可任意設(shè)置，而且可以人為的向信號中添加噪聲，或是對信號進行各種運算和處理，更為強大的是，還可以由外部的波形文件中讀取數(shù)據(jù)并輸出，甚至可以用鼠標去手工繪制波形。另外，MPS010601具有強大的信號輸出功能，將其靈活使用，通過與其他功能配合，可以實現(xiàn)很多有價值的復合功能。2．4．3 數(shù)字信號的輸入輸出功能 MPS010601具備了8路數(shù)字信號的輸入\輸出（DIO）通道。DIO可以實現(xiàn)軟件與外部的數(shù)字設(shè)備的通信，是一種常用的功能。DI是對數(shù)字信號的采集，可用來對數(shù)字信號進行偵測。DO功能可用來控制外部的開關(guān)器件、數(shù)字器件或邏輯器件。DIO與MPS010601的其他功能配合，也可實現(xiàn)很多的復合功能。一般的數(shù)據(jù)采集卡只具備信號采集功能，用戶就不能實現(xiàn)上述設(shè)想。例如莫非電子提供的一款“電壓在線監(jiān)測報警軟件”中就包含了這樣的功能。例如，用這套系統(tǒng)對如加熱爐進行監(jiān)測，一旦設(shè)備超出過熱即立刻通過DO控制繼電器關(guān)掉設(shè)備，溫度恢復正常后再自動重新開始加熱。復雜的閉環(huán)控制往往是在大型設(shè)備的專利，但現(xiàn)在只需一塊采集卡就可以完成，簡單易用而且成本低廉，可見MPS010601的優(yōu)越。MPS010601具備兩組純硬件實現(xiàn)的比較器，可以不需要軟件干預獨立工作。用戶可以對結(jié)果輸出進行采集和分析，也可以直接用來控制外部設(shè)備。 計數(shù)器可以對輸入的脈沖進行計數(shù)，并向計算機返回已經(jīng)記錄的脈沖個數(shù)。MPS010601提供了兩路計數(shù)器，每路計數(shù)器的硬件最大計數(shù)值為65535。PWM以作為快速的開關(guān)切換信號輸出，也可以用在控制電機轉(zhuǎn)速等方面。PWM的占空比是可控的，用戶只需要通過軟件編程就可以完成配置，得到所需要的PWM輸出。本章小結(jié) 本章節(jié)主要描述了信號采集卡的硬件模塊，先介紹了信號采集卡的組成模塊以及各個模塊的功能，然后還講述了本次畢業(yè)設(shè)計所運用的MPS010601采集卡的性能、接口說明以及工作原理，為接下來的實驗打好理論基礎(chǔ)。DLL的編制與具體的編程語言及編譯器無關(guān)，只要遵循約定的DLL接口規(guī)范和調(diào)用方式，用各種語言編寫的DLL都可以相互調(diào)用。 //定義一個函數(shù)指針 FUNC Func。 //加載dllFunc=(FUNC)GetProcAddress(hDll.FuncInDLL)。 //調(diào)用dll里的函數(shù) VB下調(diào)用DLL [Public | Private] Declare Function name Lib labname [Alias aliasname][([arglist]) [As type] Publia(可選)用于聲明在所有模塊中的所有過程都可以使用的函數(shù)；Private用于聲明只能在包含該聲明的模塊中使用的函數(shù)。若函數(shù)執(zhí)行成功，返回1；執(zhí)行失敗返回0。此參數(shù)為內(nèi)部時鐘頻率設(shè)定。若44常州工學院畢業(yè)設(shè)計說明書ExtTrigger = 0，EX1和EX5對外輸出該頻率的時鐘脈沖；若ExtTrigger = 1，只有EX1輸出時鐘脈沖。對于DA和DIO而言，SampleRate就是每個通道的工作頻率值。ADChannelNumber=2，AD1與AD5分別被設(shè)置為兩路模擬信號輸入，并且為同步采集，其余ADx口無效；ADChannelNumber=4,ADADADAD6被設(shè)置四路模擬信號輸入，AD1與AD5同步，AD2和AD6同步，相鄰通道為切換掃描模式，其余ADx口無效；ADChannelNumber=8，所有通道被設(shè)置為八路模擬信號輸入，AD1與AD5同步，AD2與AD6同步，AD3與AD7同步，AD4與AD8同步，相鄰通道為切換掃描模式。int *ADPGAofChannels：模擬端口增益輸入配置。unsigned short PWM1:PWM1輸出占空比設(shè)置。注：若SampleRate大于等于50000，PWM1時基為24M，PWM1輸出為16bit循環(huán)模式；若SampleRate小于50000，PWM1時基為2M，PWM1輸出為8bit循環(huán)模式（PWM1的高8位有效）。unsigned short PWM2:PWM2輸出占空比設(shè)置。注：若SampleRate大于等于50000，PWM2時基為24M，PWM2輸出為16bit循環(huán)模式；若SampleRate小于50000，PWM2時基為2M，PWM2輸出為8bit循環(huán)模式（PWM2的高8位有效）。int ExtTrigger：外部時鐘觸發(fā)使能。一般情況下建議使用內(nèi)部時鐘?？赏ㄟ^該功能同步多塊采集卡進行同步采集來擴展通道數(shù)。 ?extern C int DataIn（float *VoltgaIn1，float *VoltgaIn2，unsigned char*D1，int SampleNumber,int DeviceNumber）float *VoltgaIn1:第一組模擬信號輸入（AD1AD4）的數(shù)據(jù)。float *VoltgaIn2:第二組模擬信號輸入（AD5AD8）的數(shù)據(jù)。如VoltgaIn2[i]=,。VoltgaIn2所指向的數(shù)組大小應大于SampleNumber的大小。DI內(nèi)的每個元素為8位unsigned char型數(shù)據(jù)，8個信號分別代表某一時刻采樣得到的8路電平狀態(tài)。若函數(shù)執(zhí)行成功，該數(shù)組內(nèi)數(shù)據(jù)被自動更新為最新采集到的數(shù)據(jù)（更新的元素個數(shù)由SampleNumber決定）；若函數(shù)執(zhí)行失敗，該數(shù)組內(nèi)數(shù)據(jù)無效。int SampleNumber：表示每一次采集的樣本數(shù)目。該參數(shù)無最大限制，但建議一次采集樣點不要過大，以免等待時間過長。int DeviceNumber：操作所針對的設(shè)備號。因此在配置Dx為輸入模塊的同時，應對Dx輸出高電平。若函數(shù)執(zhí)行成功，該數(shù)組內(nèi)SampleNumber個數(shù)據(jù)將會被輸出；若函數(shù)執(zhí)行失敗，該數(shù)組內(nèi)數(shù)據(jù)不被輸出。該參數(shù)無最大限制，但建議一次采集樣點不要過大，以免等待時間過長影響程序執(zhí)行效率。?extern C int Counter（int *Counter1,int *Counter2，int DeviceNumber）