某模擬器的虛擬信號產(chǎn)生方法研究

摘要：介紹了研華PCI-1721的主要特點(diǎn)，它具有最大更新速率為10 MHz的波形輸出功能、自動校準(zhǔn)功能和板卡ID等，是要求高速連續(xù)模擬量輸出或?qū)崟r(shí)波形輸出應(yīng)用的理想選擇。給出正確的信號連接方式，在某模擬器的應(yīng)用中討論了使用PCI-1721產(chǎn)生虛擬信號的具體的較簡易的一種方法。使用PT_FAOWaveFormStart配置模擬量輸出通道等信息，使用模擬量輸出函數(shù)(DRV_FAOWaveFormStart)，通過DMA方式實(shí)現(xiàn)模擬量波形輸出。
關(guān)鍵詞：PCI-1721；虛擬信號；模擬器；波形輸出

0 引言
研華PCI-1721是一款高性能的PCI模擬量輸出卡，每個(gè)模擬量輸出通道都帶有一個(gè)12位的雙緩沖器DAC。此輸出卡具有許多強(qiáng)大的獨(dú)特功能，比如最大更新速率為10 MHz的波形輸出功能、自動校準(zhǔn)功能和板卡ID等。PCI-1721是要求高速連續(xù)模擬量輸出或?qū)崟r(shí)波形輸出應(yīng)用的理想選擇。
在某模擬器中大量使用到高速連續(xù)模擬量輸出或?qū)崟r(shí)波形輸出，深入研究此板卡的模擬信號產(chǎn)生方法很有必要。

1 PCI-1721的主要特點(diǎn)
PCI～1721具有以下特點(diǎn)：
自動校準(zhǔn)功能 通過使用校準(zhǔn)程序可以提供自動校準(zhǔn)功能。PCI-1721內(nèi)建的校準(zhǔn)電路對模擬量輸出通道中的增益和偏移誤差進(jìn)行修正，無須調(diào)整外部設(shè)備和用戶設(shè)置。
PCI總線數(shù)據(jù)傳輸 研華PCI-1721支持PCI總線DMA(Direct Memory Access)功能用于高速數(shù)據(jù)傳輸和無間隔的模擬量輸出。通過設(shè)置PC的內(nèi)存，PCI-1721可執(zhí)行總線數(shù)據(jù)傳輸，而不需要CPU的干預(yù)，可使CPU去執(zhí)行其他更重要的工作，比如數(shù)據(jù)分析和圖形操作。這種功能允許用戶全速使用所有的I／O功能且不丟失數(shù)據(jù)。
系統(tǒng)重啟動后保持輸出值 用戶可以單獨(dú)將4個(gè)通道的輸出設(shè)為不同的范圍：0～+5 V，0～+10 V，-5～+5 V，-10～+10 V，0～20 mA或4～20 mA，所有范圍都可以通過軟件進(jìn)行選擇。當(dāng)系統(tǒng)熱重啟動(電源不關(guān)閉)時(shí)，根據(jù)跳線設(shè)置，PCI-1721能夠保持上一次的模擬量輸出設(shè)置或輸出值，或者返回到默認(rèn)配置。這種特有的功能能夠避免在系統(tǒng)意外重啟動過程中的誤操作帶來的危險(xiǎn)。
板卡ID 研華PCI-1721帶有一個(gè)DIP撥碼開關(guān)，當(dāng)計(jì)算機(jī)機(jī)箱中安裝了多塊PCI-1721板卡時(shí)，可使用此開關(guān)來定義每個(gè)板卡的ID。當(dāng)用戶使用多塊PCI-1721板卡構(gòu)建自己的系統(tǒng)時(shí)ID設(shè)置功能將極為有用。如果板卡的ID設(shè)置正確，用戶就可以很方便地在硬件配置和軟件編程過程中區(qū)分和訪問每塊板卡。
卡上FIFO(先入先出)存儲器 研華PCI-1721卡上提供了FIFO(先入先出)存儲器，可存儲1K D／A轉(zhuǎn)換值。
可編程定時(shí)器／計(jì)數(shù)器 通過使用卡上的可編程計(jì)數(shù)器／定時(shí)器，PCI-1721提供了可編程的定時(shí)器和計(jì)數(shù)器，用于為D／A變換提供觸發(fā)脈沖。定時(shí)器／計(jì)數(shù)器芯片為82C54，含有3個(gè)16位10 MHz時(shí)鐘。其中有一個(gè)計(jì)數(shù)器作為事件計(jì)數(shù)器，用來對輸入通道的事件進(jìn)行計(jì)數(shù)。另外兩個(gè)計(jì)數(shù)器級連在一起，用作脈沖觸發(fā)的32位定時(shí)器。
波形模擬量輸出 研華PCI-1721提供4路模擬量輸出通道。它們均可產(chǎn)生連續(xù)的波形輸出，對一個(gè)模擬量輸出通道可產(chǎn)生每秒10 ms的數(shù)據(jù)輸出，用戶也可以對波形數(shù)據(jù)存儲在卡上的FIFO中，這樣可以產(chǎn)生循環(huán)的波形輸出。PCI-1721卡上的FIFO可以存儲2～1 024個(gè)波形采樣。

2 信號連接
在數(shù)據(jù)采集應(yīng)用中，為了達(dá)到準(zhǔn)確測量并防止損壞應(yīng)用系統(tǒng)，正確的信號連接是非常重要的。要正確連接模擬信號的輸出連接，首先要了解它的管腳。PCI-1721有一個(gè)68芯I／O接口，管腳圖如圖1所示。