基于LabVIEW 語言的信號采集與處理

　　2 PCI-1714 數(shù)據(jù)采集卡

　　Advantech 公司的PCI-1714 是一款PCI 接口的高速4 通道同步數(shù)據(jù)采集卡， 可用于高速數(shù)據(jù)采集應(yīng)用，性價比較高，適用于儀器測試、圖像處理、視頻數(shù)字化處理及聲音與振動測試等領(lǐng)域。

　　PCI-1714 是高速、高分辨力、高容量的PCI 數(shù)據(jù)采集卡， 配備4 組模擬輸入端， 具備同步采集功能。其特性可歸納為：a）內(nèi)含4 個獨立ADC（模數(shù)轉(zhuǎn)換器），可使4 個信道同步取樣，當(dāng)4 組模擬輸入同時使用時，采樣頻率理論最高可達(dá)30 MS/s。b）每路ADC 內(nèi)建32 K FIFO 內(nèi)存，使用者在高速采樣時有足夠緩沖區(qū)可供暫存， 以維持?jǐn)?shù)據(jù)采集速度及完整性。c）提供多種輸入范圍，包含±5 V、±2.5 V、±1 V、±0.5 V 等， 使用者通過工具程序即可輕松完成設(shè)定。d） 高達(dá)6 種觸發(fā)模式， 包含軟件觸發(fā)、Pacer、Post-Trigger、Pre-Trigger、Delay-Trigger 及About-Trigger 觸發(fā)方式，方便客戶按需求自行設(shè)定。

　　基于PCI-1714 的通用高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2 所示。

圖2 基于PCI-1714 的高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。

　　將需監(jiān)測的現(xiàn)場信號經(jīng)濾波器濾波后送入PCI-1714 板卡， 卡上A / D 轉(zhuǎn)換器對信號進行高速模數(shù)轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)首先暫存在板卡的32 K 板載FIFO （先入先出） 中， 當(dāng)FIFO 半滿或全滿時，向DMA（動態(tài)內(nèi)存存?。┛刂破靼l(fā)送DMA 請求，使用直接內(nèi)存存取方式，經(jīng)PCI（外設(shè)組件互連）總線將數(shù)據(jù)從FIFO 輸出到內(nèi)部緩沖區(qū)中，PCI 總線傳輸帶寬很寬， 可以滿足4 通道高速同步采樣時所帶來的高速數(shù)據(jù)傳輸要求。

　　內(nèi)部緩沖區(qū)作為高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的海量緩存，它與用戶緩沖區(qū)一樣，都是數(shù)據(jù)采集程序動態(tài)分配給驅(qū)動程序使用的兩塊內(nèi)存區(qū)域， 區(qū)別在于內(nèi)部緩沖區(qū)存放的是從FIFO 取來的原始值， 用戶緩沖區(qū)存放的是經(jīng)轉(zhuǎn)換之后的電壓值。

　　在進行長時間高速數(shù)據(jù)采集時，PCI-1714 多采用循環(huán)方式。在此方式下，啟動一次采集過程能進行無數(shù)次的A / D 轉(zhuǎn)換。此時內(nèi)部緩沖區(qū)分成前后對等的兩個半?yún)^(qū)使用，當(dāng)前半?yún)^(qū)填滿后，將此半?yún)^(qū)的數(shù)據(jù)向用戶緩沖區(qū)傳送， 同時將新轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)放在內(nèi)部緩沖區(qū)的后半部分。當(dāng)后半?yún)^(qū)填滿后，此半?yún)^(qū)數(shù)據(jù)向用戶緩沖區(qū)傳送。同時自動將新轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)放到早已傳輸完畢的前半個緩沖區(qū)?？赏ㄟ^查詢狀態(tài)寄存器的狀態(tài)來判斷FIFO 緩沖區(qū)的狀態(tài)， 分別判斷空標(biāo)志位（Empty flag）、半滿標(biāo)志位（Half full flag）以及全滿標(biāo)志位（Full flag）。

　　內(nèi)部緩沖區(qū)和用戶緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)可以在程序控制下以文件的形式保存至計算機中， 實現(xiàn)采集數(shù)據(jù)永久性存儲，便于后期數(shù)據(jù)分析處理。