研华板卡自带软件Navigator使用说明（基于PCIE1751）
文章目录
- 一. 研华Navigator软件界面说明
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- 1. 设备信息页
- 2. 设备配置页
- 3. 功能测试页
- 4. 应用场景页
- 5. 硬件参考手册
- 6. 研华SDK说明手册
- 二. 研华板卡类型说明
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- 1. 即时AI（Instant AI）
- 2. 同步单缓冲AI（Synchronous One Buffered AI）
- 3. 异步单缓冲AI（Asynchronous One Buffered AI）
- 4. 流式AI（Streaming AI）
- 5. 触发的AI（Triggered AI）
- 6. 静态AO（Static AO）
- 7. 同步单波形AO （Synchronous One Waveform AO）
- 8. 异步单波形AO（Asynchronous One Waveform AO）
- 9. 流式AO（Streaming AO）
- 10. 静态DI（Static DI）
- 11. DI中断（DI Interrupt）
- 12. DI模式匹配中断（DI Pattern Match interrupt）
- 13. DI状态更改中断（DI Status Change interrupt）
- 14. 静态DO（Static DO）
- 15. 事件计数器（Event Counter）
- 16. 频率测量（Frequency Measurement）
- 17. 延迟脉冲生成（Delayed Pulse Generation）
- 18. 带定时器中断的脉冲输出（Pulse Output with Timer Interrupt）
- 19. 脉冲宽度测量（Pulse Width Measurement）
- 20. PWM输出（PWM Output）
- 21. UpDown计数器（UpDown counter）
- 22. 快照计数器（Snap Counter）
- 23. 继续比较（Continue compare）
- 24. 缓冲事件计数器（Buffered Event Counter）
- 25. 缓冲脉冲宽度测量（Buffered Pulse Width Measurement）
- 26. 缓冲PWM输出（Buffered PWM Out）
- 27. 缓冲上下计数器（Buffered UpDown counter）
一. 研华Navigator软件界面说明
1. 设备信息页
包含已安装的硬件的基本信息
2. 设备配置页
可以对已安装的硬件设备进行一些基础的配置，例如端口的输入输出模式
3. 功能测试页
可以直接操作硬件的端口，例如设置一个I/O端口的输出为1
4. 应用场景页
应用场景页面则详细介绍该硬件的一些使用场景案例
5. 硬件参考手册
硬件参考手册里面则详细说明了该硬件的使用方法，包括详细的硬件特性，硬件的引脚及接线说明，硬件的设置方法以及硬件的软件编程SKD说明
6. 研华SDK说明手册
详细说明了研华设备的类型以及每种类型的SDK使用方式
二. 研华板卡类型说明
数据采集卡的功能是将自然界中的物理量转换为数字信号，供计算机处理。它的应用范围广泛但复杂，而其用途可能因数据采集卡的组件、设计差异和传感器响应的限制而千差万别。因此，研华为其数据采集卡提出了“场景”的概念和设计。场景可以将某些给定的用途分类为特定的操作过程模型，并通过示例说明数据采集卡的操作方法和过程，这将有助于用户在编程前预见可能的结果，并选择应用于用户程序开发的特定代码段。
1. 即时AI（Instant AI）
即时AI强调实时响应。当调用即时AI功能时，驱动器将尽快返回当前模拟值。一般来说，如果某个应用程序在处理完某个模拟数据后被用作下一步的命令，则会使用即时AI命令，如PID控制、SCADA控制等。在DAQNavi中，即时AI的调用流程非常简单，一个命令就可以完成所有动作。对于ADC的一些设置功能，它们可能并不总是在运行时执行，驱动程序会直接使用设备配置页面中的设置。
2. 同步单缓冲AI（Synchronous One Buffered AI）
一个缓冲的AI支持读取有限数量的模拟数据，这些数据的数量可能不止一个。每个ADC转换都需要来自卡本身或外部时钟的特定触发信号才能启动。同步单缓冲AI意味着调用返回既可以完成数据采集并将其保存到缓冲区，也可以直接进入下一步数据处理，而无需任何额外的代码来决定是否完成多任务同步操作。由于ADC的转换效率不断提高，所以当使用高采样率时，获取特定量的数据的时间可能较短。如果程序操作可以接受这一时间要求（例如，以1MHz的采样率在1ms内完成1000条巨大的数据采集），则可以使用同步单缓冲AI的场景，使整个调用过程就像获得一条数据一样简单。
3. 异步单缓冲AI（Asynchronous One Buffered AI）
一个缓冲的AI支持一次读回有限数量的模拟数据，模拟数据的数量可能不止一个。每个ADC转换都需要来自卡本身或外部时钟的特定触发信号才能启动。异步单缓冲AI只能在返回调用时完成启动动作，然后驱动程序会发送DataReady和Stop事件，通知调用方一段数据已经采样完毕，采样完成，使程序实现同步多任务。在功能操作过程中，调用方可以根据操作状态随时停止One Buffered AI的操作。多任务同步调用的使用可能比较复杂，但可以实现整个程序操作的高效率。如果整个采样时间较长（如超过100ms），可能会影响操作的流畅性，建议使用异步单缓冲AI。
4. 流式AI（Streaming AI）
流式AI意味着数据采集开始后，ADC将根据触发时钟将模拟信号转换为数字值。然后，数据将由驾驶员连续发送到调用程序，直到要求其停止。根据应用程序的实际要求，每个ADC转换都需要来自卡本身或外部时钟的特定触发信号才能启动。
流式AI没有特定的停止机制，属于同步运行模式。调用返回时只能完成启动动作，然后驱动程序将数据保存到缓冲区，并发出指定数量的DataReady事件，使程序实现同步多任务。由于数据是连续发送的，因此驾驶员必须了解程序的处理情况才能维持整个操作状态。如果发出“是否有数据丢失”的事件，司机会要求来电者发送握手电话作为响应来清除该事件，那么整个操作就可以顺利正确。
5. 触发的AI（Triggered AI）
触发AI是指在数据采集开始后，ADC将根据触发时钟将模拟信号转换或停止为数字值。对于单缓冲AI，触发AI有两种方式，例如启动和停止ADC。对于流式AI，触发式AI只有一种方式，比如启动ADC。
6. 静态AO（Static AO）
在呼叫过程中，模拟输出通道上的数据应实时更新，以完成输出数据的更新。在呼叫返回过程中，AO通道上的电平可能无法达到目标电平。由于不同的DAC支持不同的转换效率，并且转换效率也与转换前后的电平差有关，导致输出延迟不同，因此驱动器不适合锁定整个程序的操作以等待转换结束，从而在输出命令完成时返回调用方。常见的系统设计通常配备有反馈回路，以了解运行状态，例如PID控制。如果没有反馈回路，在程序开发过程中应特别注意延迟的时间要求。
7. 同步单波形AO （Synchronous One Waveform AO）
一个波形AO意味着输出一段波形后，输出将自动停止。Synchronous One Waveform AO表示当函数调用返回时，所有数据都已发送到数据采集卡，这并不意味着所有波形都已输出，因此可以使用时间等待方法或“Stopped”事件来确认波形是否已完全输出。关于设备的设计，应该设计缓冲区，以确保连续的数据输出。当数据已保存到缓冲器中时，它将根据预定义的时钟频率逐个更新到DAC。当所有波形数据都已完全输出到设备的缓冲区时，Synchronous One waveform AO的调用功能会返回调用者，但有些数据可能无法输出到通道。由于计算机性能的提高，将一段波形发送到设备的缓冲器所需的时间可能非常短。例如，如果设备上有2K的缓冲器，并且应该输出包括1K数据的任何类型的波形，则无论DAC的更新频率的要求如何，所需时间都非常短。在这种情况下，可以使用同步一波形AO的场景，使整个调用过程像AO一样简单，即使不额外设计多任务同步动作也不会影响程序操作的流畅性。
8. 异步单波形AO（Asynchronous One Waveform AO）
一个波形AO意味着输出一段波形后，输出将自动停止。异步单波形AO是指在完成所有传输设置并启动Buffered AO功能后返回调用者，然后驱动程序根据数据输出状态发出事件，供调用者进行多任务同步操作。关于设备的设计，应该设计缓冲区，以确保连续的数据输出。当数据已保存到缓冲器中时，它将根据预定义的时钟频率逐个更新到DAC。在异步单波形AO的场景中，假设当所有数据都已发送到设备时，该操作可以终止，并可以开始新的AO操作；然而，此时设备可能不会完全停止运行，缓冲器中可能仍有一些输出数据等待通过时钟触发发送到ADC。即使驱动程序已经停止运行，它仍然会监视设备的运行状态，看看是否所有数据都已输出，从而发出输出完成的事件。尽管异步的操作模式比同步的操作模式更复杂，但当由于完成时间过长或不确定而成为唯一的选择，并且需要确保程序操作的流畅性时，异步将是唯一理想的选择。
9. 流式AO（Streaming AO）
流式AO将根据预定义的时钟信号频率不断地将缓冲器中的数字数据更新为模拟输出通道，直到呼叫者要求停止。流式AO没有特定的停止机制，因此在应用程序中是一种异步操作机制。在操作过程中，驱动程序将始终监控缓冲区的状态，并在适当的时间向调用方发送需要新数据的事件，然后调用方应准备新段的数据，并在接收到该事件后将其发送给驱动程序，以使驱动程序在缓冲区耗尽之前完成传输。另一个可能的目的是不断重复地输出特定的波形。常见的方法是将所有数据加载到计算机的缓冲区中，让驱动程序连续读取数据并将数据从计算机的缓冲区时传输到设备的缓冲区。缓冲AO提供两种输出状态，以满足不同应用的需求：一种是立即停止模拟通道上的数据更新，无论计算机或设备的缓冲区中是否仍有未发送的数据；另一种是当所有计算机通道上的数据都已发送到AO通道时，停止AO通道更新。
10. 静态DI（Static DI）
在调用过程中，设备应立即获得指定的DI端口值。
11. DI中断（DI Interrupt）
当DI位遇到预定义的边缘变化（上升或下降）时，会产生中断。
12. DI模式匹配中断（DI Pattern Match interrupt）
当DI端口上某个指定通道的值等于某个预定义的匹配值时，驱动程序会立即读取指定数字通道的值，并发出事件通知调用者。
13. DI状态更改中断（DI Status Change interrupt）
当DI端口上某个指定通道的级别发生变化时，驱动程序会立即读取指定数字通道的值，并发出事件通知调用者。DI端口是否支持状态更改检测功能取决于设备的设计。
14. 静态DO（Static DO）
在通话过程中，数字值应立即输出到设备的DO端口。中继和隔离DO操作也属于这种情况。由于这些终端的响应通常远慢于程序的功能调用，并且驱动程序不会停止对这些终端的程序操作，因此在程序设计过程中应格外注意响应延迟要求，以免错过应有的状态变化。
15. 事件计数器（Event Counter）
连续计数来自计数器输入的信号的脉冲数。
16. 频率测量（Frequency Measurement）
这个场景可以计算数字信号的当前脉冲频率。
17. 延迟脉冲生成（Delayed Pulse Generation）
设备上的某个引脚可以用于检测外部脉冲。当检测到外部脉冲时，另一个引脚将在某个缓冲脉冲帐户后输出脉冲。
18. 带定时器中断的脉冲输出（Pulse Output with Timer Interrupt）
该设备将以预定义的间隔发出脉冲；同时，驾驶员将发出一个事件。
19. 脉冲宽度测量（Pulse Width Measurement）
该场景可以测量连续脉冲的高电平和低电平的持续时间。
20. PWM输出（PWM Output）
生成PWM（脉宽调制）信号。
21. UpDown计数器（UpDown counter）
上下计数器功能输入由两个方波输入组成。计数器的递增或递减取决于计数类型以及输入通道A和B的相位。
选择四AB相位编码器计数器的计数类型。统计外部数字信号产生的脉冲次数。
22. 快照计数器（Snap Counter）
Snap计数器是使用触发信号来锁存当前计数器值的功能。
选择快照事件ID。启动快照计数器功能，当指定的事件发生时，立即从指定的计数器通道内存中读回数据以返回缓冲区。
23. 继续比较（Continue compare）
当计数值与预先设置的比较值匹配时，继续比较功能可以发出事件。
设置比较值并启动上下计数器。当计数器值和比较值匹配时，发送一个事件。
24. 缓冲事件计数器（Buffered Event Counter）
根据采样时钟速率连续计数来自计数器输入的信号的脉冲数。
25. 缓冲脉冲宽度测量（Buffered Pulse Width Measurement）
该场景可以根据采样时钟速率测量连续脉冲的高电平和低电平的持续时间。
26. 缓冲PWM输出（Buffered PWM Out）
生成PWM（脉宽调制）信号。脉冲波的高周期和低周期应在功能之前设置和填充，并可在接收到DataTransmitted事件后更新。
27. 缓冲上下计数器（Buffered UpDown counter）
上下计数器功能输入由两个方波输入组成。计数器的递增或递减取决于计数类型以及输入通道A和B的相位。选择四AB相位编码器计数器的计数类型。统计外部数字信号产生脉冲的次数，并通过缓冲方法检索数据。