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基于LabVIEW的多路时序控制脉冲发生器设计

作者:时间:2009-11-24来源:网络收藏
0 引 言
在过程控制和自动测量中,经常需要一些脉冲来触发和关闭不同的控制单元和功能部件的工作。时序脉冲信号的产生,传统上一般采用硬件方式实现,早期大多采用计数器和寄存器进行设计,近年普遍采用可编程逻辑器件(PFGA)或数字信号处理器(DSA)。采用硬件方式实现的时序脉冲信号发生器存在仪器功能单一,信号输出通道路数较少,参数调节不方便,仪器的升级换代困难等缺点;而采用基于的“虚拟仪器”概念设计制作的时序却具有界面直观、功能多样、参数调节方便、容易升级换代等特点。


1 简介

实验室虚拟仪器集成环境(Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench,)是美国国家仪器(National Instruments,NI)公司推出的一种基于“图形”方式的虚拟仪器开发软件。它具备强大的信号采集、信号发生、数据分析与存储显示等功能,集开发、调试、运行于一体,广泛应用于测试测量和过程控制系统中。基于LabVIEW软件和计算机的数据采集卡,通过简单编程,可以方便地实现信号的采集和产生、分析和处理等功能,即“计算机+软件”等于仪器,比如:可以实现虚拟的信号发生器、数据记录仪、示波器等功能,具有设计灵活,界面直观,通用性强.升级方便等特点。
LabVIEW程序称为“虚拟仪器”或简称为VI,一个LabVIEW程序由前面板和程序框图两部分组成。前面板用图形方式模拟传统仪器的操作面板,包含各种控件和指示器,用来为程序提供输入值,并接受输出值;程序框图包含以图形方式表示的程序代码。
LabVlEW还为编程、查错、调试提供简单、方便、完整的环境和工具。除了具备其他语言所提供的常规函数功能外,LabVIEW中还集成了大量生成图形界面的模板,丰富实用的数值分析和数字处理功能,以及多种硬件设备驱动功能。
LabVIEW面向的是没有编程经验的用户,而不是编程专家,尤其适合从事科研开发的科学家和工程技术人员,所以被誉为“工程师和科学家的语言”。
在此,基于LabVIEW软件和NI PCI-6229数据采集卡设计制作了脉冲信号发生器,可以应用于各种过程的自动控制中。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/188503.htm

2 硬件介绍
基于LabVIEW软件和多功能数据采集卡,可以实现模拟和数字信号的采集,以及信号产生等多种功能。性价比较高。NI公司提供了大量不同接口和不同档次能与LabVIEW软件很好结合的数据采集卡,使用者可以根据实际需要进行选择。这里选择NI公司的M系列多功能数据采集卡NI PCI-6229。采用NI公司的产品,配合NI-DAQmx测量服务软件可以省去硬件驱动程序兼容性等麻烦。NI PCI-6229数据采集卡基于PCI接口,共有4路16位模拟输出,输出速率达833 kS/s,输出电压范围为-10~+10 V;32路单通道或16路双通道16位的模拟输入,通道采样频率可达250 kS/s;48路数字输入/输出通道,输出为TTL电平,板载10 MHz时钟的硬件定时数字输入/输出,能以硬件定时精度来同步数字和模拟功能;两个80 MHz,32位的计数器/定时器;采用两个DMA通道,能同时执行多个功能。该板卡具有输入/输出路数较多,配备板载硬件时钟源,分辨率较高,稳定性好,性价比较高,时钟精度可满足大多数系统的要求。

3 时序脉冲信号产生的方法
基于LabVIEW的虚拟时序脉冲信号产生一般采用定时翻转输出状态的方法。具体有:
3.1 状态延时法
如图1所示,先输出低电平,然后保持低电平并延时,再输出高电平,再保持高电平并延时,一个过程可以产生一个周期脉冲信号。循环上述过程,就可以周期性地输出脉冲信号。

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