数据采集（DAQ）硬件用作计算机和外部信号之间的接口，并且具有许多工业应用。雷竞技安卓下载本应用笔记显示了数字数据如何从GreenPak SLG46620V [5]转移到计算机并由LabVIEW VI接收。通过使用USB到TTL模块（FT232RL），在LabVIEW和GreenPak SLG46620V之间建立一个接口。在建立串行接口后，在显示ON / OFF的LabVIEW GUI中，所接收的数字数据由8个“LED”表示。此DAQ采用8个数字输入通道，使用GreenPak SLG46620V可以完成不到10美元，这是高效，低成本和紧凑的。

LabVIEW和NI-VISA简介

虚拟仪器

LabVIEW软件被广泛用于各种应用和行业。雷竞技安卓下载LabVIEW是一个高效的开发环境，用于创建与不同领域的真实数据或信号交互的定制应用程序。雷竞技安卓下载

NI-VISA

虚拟仪器软件架构（VISA）是配置，编程和故障排除各种仪表系统的标准，包括串行接口。

它提供了硬件与LabVIEW之间的编程接口。NI-VISA是国家仪器实施的VISA I/O标准。

采集硬件设计

8-Ch DI DAQ硬件原理图如图1所示。

图1所示。8-Ch DI硬件原理图

FT232RL USB to TTL模块

FT232RL USB to Serial Breakout for the FT232RL是一个内置USB到串行UART接口的小板。这个小小的突破是围绕FTDI的FT232RL IC构建的，带有一个内部振荡器。将此板的Rx引脚连接到GreenPAK开发套件的pin 12。在GreenPAK设计器中将PIN 12编程为Tx PIN，并将串行数据发送到LabVIEW VI。

图2. FT232RL USB到TTL模块

图3.四通道5V继电器模块板

配置COM端口

当在设备管理器中检测到该模块为COM端口时，可通过NI MAX进行配置。我们使用COM端口的默认参数。COM端口的配置也可以稍后在LabVIEW编程中更改。

四通道5V继电器模块板

该模块有四个Songle继电器“0SRD-05VDC-SL-C”。每个继电器由光电耦合器817c驱动。外部5V电源用于VCC和接地引脚。SLG46620V数字销接口与继电器的常开（NO）接触。这些继电器的使用仅仅是为了产生8个数字信号，即SLG46620V可以在其输入处采样并演示功能。

GreenPAK设计规范

本设计规范由四部分组成

启用数字写操作
4比特模10计数器
重置计数器模10
串联起始位，8个数字输入和停止位

图4。启用数字写操作

启用数字写操作

这部分代码实现了从GreenPAK SLG46620V到LabVIEW的数字输入写入操作。当PIN 20设置高时，它在上升边缘上设置' DFF 6 '。复位引脚通过逆变器永久低电平。Enable Write通过P10传递给Matrix 0。

4比特模10计数器

这个4位同步计数器电路需要在8个数字输入、启动位和停止位之间切换控制。

图5。4比特模10计数器

GreenPAK中的普通计数器只有一个输出，所以不能在这里使用。触发器的四个输出(Q4、Q3、Q2、Q1)中，Q4为MSB, Q1为LSB。

同样，电路计数到10个状态，然后由复位块复位(在下一节中解释)。

单块计数器的工作

计数器的第一个块由P10启用(Enable Write)。异或门(2-L0)然后设置其输出高，这设置' DFF 0 '输出高。通过OSC和CNTO块设置CLK的时间周期为104µS。

每104μs时钟输入检查DFF 0块输入（来自XOR门（2-L0）），并将其设置为高或低。然后将高Q1输出通过下一个块的栅极（3-L0）。在CLK的下一个周期期间，XOR门（2-L0）输入的高Q1将其输出切换为零，并且它将其传递到下一个块。

因此，对于CLK的每个时钟周期，首先块的输出在0和1之间切换。

图6。4位计数器的第一块

图7。4位计数器的第二块

如图7所示，计数器的第二块类似于除了使能输入来自第一块（3-L0输出）之外的第一块。

接下来的两个块也类似于第二块。

第一个块在CLK的每个周期中启用，因此它的输出在每个周期中进行切换。
在CLK的每隔2个，第3个和第4个周期期间能够在CLK的每一个循环期间启用第二，第三和第四块，因此它们的输出分别被切换了每隔2个，第3个和第4个周期。

重置计数器模10

在正常操作的计数器(启用后)，它开始计数从0000,0001,0010…1001。

图8。重置计数器模10

表1.计数器输出和数据位

SR.no.	Q4Q3Q2Q1	小数	数据
1	0000	0	起始位(0)
2	0001	1	D1
3.	0010	2	D2
4	0011	3.	D3
5	0100.	4	D4
6	0101	5	D5
7	0110	6	D6
8	0111	7	D7
9	1000	8	D8
10	1001	9	停止位（1）

由于我们要处理10个数据位(8个数据位，启动位和停止位)，因此到达10后^thState(1001)，我们需要在下一个循环中将计数器重置为初始状态(0000)。否则它开始计数到1111(16个状态)，然后溢出。

与门(3-L3)在进入计数器的第11状态之前重置计数器，其中Q4和Q2是高的。

连接8个数字输入，起始位和停止位

在这一阶段，计数器输出触发一个10位(开始位，8数字输入和停止位)被路由到PIN 12一个接一个。示例数据流的结构如下所示。

图9。串行数据流

图9显示PIN 12的正常输出应该是高的。当数据开始写入时，发送一个起始位(0)，然后在包的末尾发送8个数据位和一个停止位(1)。

数据流的基本构造块

在GreenPAK设计中，我们使用3位LUT作为连接10位数据位的基本构建块。这3位LUT的真值表如下所示。

当IN2低时，输出与IN1相同，当IN2高时，输出与IN0相同。因为我们有很多3位LUT可用，所以我们必须将它们组合起来。

更宽的输入LUT将使设计更简单。

当启用写入低时，PIN12存在连续高。（请参阅属性中的LUT 4真值表）。

当Enable write为高，4位计数器所有4个输出都为低时，LUT8的IN1 (GND, start bit)通过块出现在PIN12上。

当CLK开始增加4个输出引脚(Q1, Q2, Q3, Q4)时，D1, D2，…D8开始出现在PIN 12上，一个接一个，每个周期(104µs)。

表2。3位LUT真值表

在2	在1	在0.	输出
0	0	0	0
0	0	1	0
0	1	0	1
0	1	1	1
1	0	0	0
1	0	1	1
1	1	0	0
1	1	1	1

图10。数据流的连接

在D8之后，输出将出现一个停止位(VDD)。这样就完成了8个数字输入的串行数据流。经过10个周期的CLK，所有10位(起始位，8位数字输入和停止位)输出到PIN12。计数器复位(参见“3”。重置Mod-10计数器”)，它继续循环输出数据在PIN12为每10周期的CLK。

该数据通过FT232RL模块的Rx引脚到达LabVIEW。以104µS / bit发送的数据在LabVIEW中以9600bps的波特率接收。104µ年代每一点)。

运行LabVIEW GUI

现在插入FT232RL模块并进入前面板。单击“选择COM端口”下拉菜单，按“刷新”，选择COM端口。在这个例子中是COM6，但在你的例子中可能是其他数字。同时，模块的Tx引脚应与GreenPAK开发套件的pin12连接，并且必须从GreenPAK芯片启用数字写操作(pin20必须高)。

选择COM端口后，按“连续运行”。它位于面板的右上角。必须注意，必须在持续运行之前选择COM端口，否则程序将不行动，然后必须从任务管理器关闭。

现在打开/关闭不同的数字引脚GreenPAK模拟器(按钮选项)，并在LabVIEW中观察相应的LED ON/OFF。

例子

当操作重型工业负载时，通常通过继电器，其可能具有未使用的触点。额外的触点可用作负载状态指示的源（开/关）。GreenPak接地可以连接到一个触点，而另一个接触进入GreenPak输入，其内部上拉载有。当接触打开时（负载关闭），数字输入读取高，并且触点关闭时（负载ON）数字输入读取低。然后通过GrabVIEW通过GreenPak芯片读取数字引脚，并在VI中打开/关闭LED。

图11.在LabVIEW中选择COM端口

这些方案是模拟（在附加视频中），其中八个继电器来自前面描述的电路板。相应的LED状态随继电器操作而改变。在将GreenPak芯片的数字输入附加到可能可用的触点之前，必须确保高压侧的适当接地。这是一般安全和所有硬件的必要设计考虑因素。

限制

该设计提供了一个低成本的DAQ解决方案，仅限于DO通道，并且DO更新速率被限制在COM端口波特率9600bps(约9600bps)。10 khz)。在将GreenPAK输入连接到继电器触点时应小心。

由于继电器接触侧的接地或电感尖端的不正常接地或电感钉引起的高压可能超过GreenPak输入的额定值，从而引起安全危险。

结论

这一应用说明说明了专用DI通道仅用于工业控制的有用性。虽然它的更新速度不能超过10kHz，但Windows应用程序通常需要200毫秒来更新。雷竞技安卓下载因此，COM端口的波特率为9600bps是比较合适的。

这种设计的成本优势使它成为专用控制的一个有吸引力的选择，允许更多的安装。

此外，使用SLG46620V的设计可以非常紧凑，这允许放置一般DAQ简单不适合的地方。此外，该应用实例与“使用Labview的8通道数字输出数据采集卡”可以组合成一个完整的工业DIO解决方案。

附录：LabVIEW编程指南（适用于应用笔记）

创建一个空白的VI后，到NI LabVIEW前面板，右键单击，控制窗口打开。选择Modern >> I/O >> VISA Resource。

添加“使能读操作”按钮，在LabVIEW前面板中再次右击，选择“现代>> Boolean >> Vertical Slide switch”。

图12。在LabVIEW前面板中添加COM端口

图13.在LabVIEW前面板中添加垂直幻灯片开关

LabVIEW编程的下一步是连接这些组件来接收来自GreenPAK SLG46620V的数据。为此，转到框图(在前面板时按CTRL + E, CTRL + E将在前面板和框图之间切换屏幕)。

添加数字常量，案例结构，Visa串行，Visa读取，Visa关闭，无符号字节数组，索引数组，Boolean阵列的编号和群组中的群集函数。可以在右上角的搜索框中搜索这些组件，然后逐个添加。

将光标悬停在“Array to Cluster”的输出位置，右键单击>>，创建>>指示器。一个八排LED显示屏出现在前面板(它可以调整为更多或更少的LED的数量)。

COM端口的配置如图14所示。连接可以通过将光标悬停在连接上，然后向左单击并向目标连接拖动来完成。

图14。LabVIEW中的COM端口配置

在这里，我们可以更改NI Max中设置的默认COM端口设置。

Enable Read Operation按钮用于选择CASE结构。下一步是配置CASE结构的TRUE窗口。当与COM端口建立连接时，控制被转移到这个窗口，数据从COM端口读取。

图15. LabVIEW中的COM端口读取配置

从COM端口读取的数据是一个字符串，它被转换为无符号字节数组，然后转换为布尔数组。结果显示为8个LED的集群。从COM口读取数据后，关闭COM口，使其可以被其他应用程序使用而不退出LabVIEW。雷竞技安卓下载

AN-1131 8通道数字输入数据采集卡使用LabVIEW

参考文献

介绍