九江学院学士毕业论文
9. 两个 10-bit PWM 脉宽调制输出口 (3kHz- 333kHz), 占空比百分比0~100
10. 16路双向数字I/O线 (250HZ) 11.一个 16-Bit计数器 (Counter)
12.240 bytes EEPROM 空间留给用户储存数据 13.多个iUSBDAQs 可以被联接于一台计算机
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基于U120816卡的数据采集软件设计
第四章 虚拟示波器的软件设计
4.1 数据采集软件功能分析
脉冲宽度调制(PWM)，是英文“Pulse Width Modulation”的缩写，简称脉宽调制，是利用微处理器的数字输出来对模拟电路进行控制的一种非常有效的技术，广泛应用在从测量、通信到功率控制与变换的许多领域中。
脉宽调制（PWM）基本原理：控制方式就是对逆变电路开关器件的通断进行控制，使输出端得到一系列幅值相等的脉冲，用这些脉冲来代替正弦波或所需要的波形。也就是在输出波形的半个周期中产生多个脉冲，使各脉冲的等值电压为正弦波形，所获得的输出平滑且低次谐波少。按一定的规则对各脉冲的宽度进行调制，即可改变逆变电路输出电压的大小，也可改变输出频率。
在采样控制理论中有一个重要的结论，即冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上，其效果基本相同。冲量既指窄脉冲的面积。这里所说的效果基本相同。是指该环节的输出响应波形基本相同。如把各输出波形用傅里叶变换分析，则它们的低频段特性非常接近，仅在高频段略有差异。
根据上面理论我们就可以用不同宽度的矩形波来代替正弦波，通过对矩形波的控制来模拟输出不同频率的正弦波。
例如，把正弦半波波形分成N等份，就可把正弦半波看成由N个彼此相连的脉冲所组成的波形。这些脉冲宽度相等，都等于 ∏/n ，但幅值不等，且脉冲顶部不是水平直线，而是曲线，各脉冲的幅值按正弦规律变化。如果把上述脉冲序列用同样数量的等幅而不等宽的矩形脉冲序列代替，使矩形脉冲的中点和相应正弦等分的中点重合，且使矩形脉冲和相应正弦部分面积（即冲量）相等，就得到一组脉冲序列，这就是PWM波形。可以看出，各脉冲宽度是按正弦规律变化的。根据冲量相等效果相同的原理，PWM波形和正弦半波是等效的。对于正弦的负半周，也可以用同样的方法得到PWM波形。
在PWM波形中，各脉冲的幅值是相等的，要改变等效输出正弦波的幅值时，只要按同一比例系数改变各脉冲的宽度即可，因此在交－直－交变频器中，整流电路采用不可控的二极管电路即可，PWM逆变电路输出的脉冲电压就是直流侧电压的幅值。
根据上述原理，在给出了正弦波频率，幅值和半个周期内的脉冲数后，PWM波形各脉冲的宽度和间隔就可以准确计算出来。按照计算结果控制电路中各开关器件的通断，就可以得到所需要的PWM波形。
随着电子技术的发展，出现了多种PWM技术，其中包括：相电压控制PWM、脉宽PWM法、随机PWM、SPWM法、线电压控制PWM等，而在镍氢电池智能充电器
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中采用的脉宽PWM法，它是把每一脉冲宽度均相等的脉冲列作为PWM波形，通过改变脉冲列的周期可以调频，改变脉冲的宽度或占空比可以调压，采用适当控制方法即可使电压与频率协调变化。可以通过调整PWM的周期、PWM的占空比而达到控制充电电流的目的。模拟信号的值可以连续变化，其时间和幅度的分辨率都没有限制。9V电池就是一种模拟器件，因为它的输出电压并不精确地等于9V，而是随时间发生变化，并可取任何实数值。与此类似，从电池吸收的电流也不限定在一组可能的取值范围之内。模拟信号与数字信号的区别在于后者的取值通常只能属于预先确定的可能取值集合之内，例如在{0V,5V}这一集合中取值。 模拟电压和电流可直接用来进行控制，如对汽车收音机的音量进行控制。在简单的模拟收音机中，音量旋钮被连接到一个可变电阻。拧动旋钮时，电阻值变大或变小；流经这个电阻的电流也随之增加或减少，从而改变了驱动扬声器的电流值，使音量相应变大或变小。与收音机一样，模拟电路的输出与输入成线性比例。 尽管模拟控制看起来可能直观而简单，但它并不总是非常经济或可行的。其中一点就是，模拟电路容易随时间漂移，因而难以调节。能够解决这个问题的精密模拟电路可能非常庞大、笨重（如老式的家庭立体声设备）和昂贵。模拟电路还有可能严重发热，其功耗相对于工作元件两端电压与电流的乘积成正比。模拟电路还可能对噪声很敏感，任何扰动或噪声都肯定会改变电流值的大小。通过以数字方式控制模拟电路，可以大幅度降低系统的成本和功耗。此外，许多微控制器和DSP已经在芯片上包含了PWM控制器，这使数字控制的实现变得更加容易了。
本论文是基于PWM的原理，通过U120816数据采集卡，把模拟信号转换成数字信号。
4.2 模拟波形采集模块设计
Labview中的前面板中的控件和指示器可以很好的模拟示波器的面板上的各种旋钮以及屏幕。简单的说前面板就是一个用户界面，由输入，输出控制和显示三部分构成，用户通过它与程序交互。当运行VI时，必须打开前面板，以便向执行程序输入数据。前面板主要是由控件和指示器组成的联合体。控件模拟典型的输入对象，如旋钮、开关。控件可以让用户输入值，向VI框图提供数据。指示器显示由程序产生的输出信息。以下用两个表达式，可以充分理解控件和指示器：
控件=来自用户的输入=数据源
指示器=给用户的输出=数据的目的地或“接收器” 两者是不能互换的。
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基于U120816卡的数据采集软件设计
4.2.1数据采集功能实现
U120816 数据采集卡做信号发生器使用时，可以再PWM口上接入一个滤波电路如下图 4.1：
图 4.1
U120816 数据采集卡PWM口内部接有： PWM1：R37-470欧，接地电阻R36-1兆。 PWM2：R35-470欧，接有电阻R34-1兆。
在此需要把470欧电阻换成4.7K，1兆接地电阻换成1uF电容，此时PWM输出口就转变成了模拟量输出。或直接在PWM口外面接图所示，由于PWM内部已接有470欧电阻所以外接电阻时需减掉，必要时可以再输出端另接放大器。
U120816 数据采集卡与电脑连接：先安装U120816 数据采集卡驱动，再连接1.新建NewVI。
2.添加PWM驱动模块。(如下图 4.2)
电脑与打开U120816 数据采集卡，接着打开LabVIEW软件编译器。
PWM模块 图4.2 3.添加信号模块。（如下图4.3）
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图4.3 信号模块
4.完成好的模块图（如下图 4.4）
图 4.4 数据采集模块
5.前版模块（如下图 4.5）
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