基于LabVIEW 语言的信号采集与处理

　　2 PCI-1714 数据采集卡

　　Advantech 公司的PCI-1714 是一款PCI 接口的高速4 通道同步数据采集卡， 可用于高速数据采集应用，性价比较高，适用于仪器测试、图像处理、视频数字化处理及声音与振动测试等领域。

　　PCI-1714 是高速、高分辨力、高容量的PCI 数据采集卡， 配备4 组模拟输入端， 具备同步采集功能。其特性可归纳为：a）内含4 个独立ADC（模数转换器），可使4 个信道同步取样，当4 组模拟输入同时使用时，采样频率理论最高可达30 MS/s。b）每路ADC 内建32 K FIFO 内存，使用者在高速采样时有足够缓冲区可供暂存， 以维持数据采集速度及完整性。c）提供多种输入范围，包含±5 V、±2.5 V、±1 V、±0.5 V 等， 使用者通过工具程序即可轻松完成设定。d） 高达6 种触发模式， 包含软件触发、Pacer、Post-Trigger、Pre-Trigger、Delay-Trigger 及About-Trigger 触发方式，方便客户按需求自行设定。

　　基于PCI-1714 的通用高速数据采集系统结构如图2 所示。

图2 基于PCI-1714 的高速数据采集系统结构框图。

　　将需监测的现场信号经滤波器滤波后送入PCI-1714 板卡， 卡上A / D 转换器对信号进行高速模数转换。转换数据首先暂存在板卡的32 K 板载FIFO （先入先出） 中， 当FIFO 半满或全满时，向DMA（动态内存存取）控制器发送DMA 请求，使用直接内存存取方式，经PCI（外设组件互连）总线将数据从FIFO 输出到内部缓冲区中，PCI 总线传输带宽很宽， 可以满足4 通道高速同步采样时所带来的高速数据传输要求。

　　内部缓冲区作为高速数据采集系统的海量缓存，它与用户缓冲区一样，都是数据采集程序动态分配给驱动程序使用的两块内存区域， 区别在于内部缓冲区存放的是从FIFO 取来的原始值， 用户缓冲区存放的是经转换之后的电压值。

　　在进行长时间高速数据采集时，PCI-1714 多采用循环方式。在此方式下，启动一次采集过程能进行无数次的A / D 转换。此时内部缓冲区分成前后对等的两个半区使用，当前半区填满后，将此半区的数据向用户缓冲区传送， 同时将新转换的数据放在内部缓冲区的后半部分。当后半区填满后，此半区数据向用户缓冲区传送。同时自动将新转换的数据放到早已传输完毕的前半个缓冲区。可通过查询状态寄存器的状态来判断FIFO 缓冲区的状态， 分别判断空标志位（Empty flag）、半满标志位（Half full flag）以及全满标志位（Full flag）。

　　内部缓冲区和用户缓冲区的数据可以在程序控制下以文件的形式保存至计算机中， 实现采集数据永久性存储，便于后期数据分析处理。