用NI的数据采集卡实现简单电子测试之6——数字I/O及测试平台

本文从本人的163博客搬迁至此。

前面几个例子介绍了NI数据采集卡的模拟输入和输出功能，本例则集中介绍USB-6009的数字输入输出功能。本例包括基本数字IO电路及在LabVIEW中控制USB-6009的数字IO的方法。作为"用NI的数据采集卡实现简单电子测试"系列的结束，本文最后还介绍了本系列博文的实验板/平台。

一、数字I/O电路

1、数字输入电路

为了形象的展示I/O口的输入功能，使用了图1a所示的电路，其中的DIP_SW是四位拨码开关（又称DIP开关或平拨开关），P1.0~P1.3被直接连接到USB-6009的数字输入端口。

       

图1a 数字输入电路图                         图1b四位拨码开关

四位拨码开关外形如图1b所示，向上拨动则开关导通，向下拨动则开关断开。为使开关向上拨时输出高电平，采用了图1a所示的电阻下拉电路。值得注意的是，如本系列第一篇所述，USB-6009的I/O口在即使在输入状态下也具有4.7K欧姆的上拉电阻，为使拨动开关断开时获得低电平输出，电路采用了1K欧姆的下拉电阻——与普通单片机电路不同。

2、数字输出电路

数字I/O的输出功能，可由数字输出I/O连接的LED的亮或灭得到展示。但当USB-6009的I/O口被配置为输出功能时，也只能提供4.7K欧姆的上拉——如果只用于点亮一只普通的LED灯则不够明亮。如果反过来用USB-6009的灌电流来电量LED，则与学生"高电平亮，低电平灭"的思维习惯相左。因此我采用了图2所示的LED驱动电路。

 

图2 数字输出电路

二、测试程序

1、数字输入程序

数字输入程序框图如下图所示。 

 

图3 数字输入程序框图

输入的二进制值时以数组的形式从读取函数中输出的，采用"数组索引"函数将其分解为单个二进制值，最后再分别送到前面板显示控件，如下图所示。

图4 数字输入程序运行图

2、数字输出程序

数字输出控制程序框图如下图所示。 

 

图5 数字输出控制程序  

其中"P0.0控制"、"P0.1控制"……"P0.7控制"为八个二进制开关输入控件。它们全部被一个事件结构所控制，只在波动二进制开关输入控件数组变化时，才被统一置位和清零。运行时前面板如下图所示。  

 

图6 数字输出控制程序运行效果

三、本系列的实验平台

为完成上述基于数据采集卡的测试实验，我设计了一块面积为78×68mm的双层实验电路板，PCB图和实物图如下所示。  

 

图7 实验平台PCB图