labview——DAQ边沿计数

单片机

我们知道常规的数据采集卡均包括模拟量输入、模拟量输出、数字量输入输出和计数器输入输出功能。今天我们主要讨论计数器输入中最简单最基本的边沿计数功能。由于各种板卡采用的计数器芯片不同，所以可以实现不同的特殊功能，但是基本的功能一般都会支持的，我们以NI公司M系列的数据采卡为例，从原理、编程和外部连接的角度，谈一谈如何使用计数器。

M系列板卡提供给用户两个32位通用计数器和一个频率发生器，看看它的原理示意图：

每个计时器有7个输入端，但是实际上只有几个是供用户直接使用的，在具体应用中，也只会使用其中的一个或者几个，下面的示意图描述了计数器默认的几个外部连接管脚。

我们注意到CTRO A、B、Z实际上和CTRO SRC、CTRO AUX、CTR0 GATE是相同的管脚，ABZ主要是用于编码器应用的，采用ABZ的描述方式与编码器的描述方式一致，从计数器的角度看，计数器具有三个输入管脚，分别是：SRC（计数器源）、GATE（门控）和AUX（辅助），具有一个输出管脚OUT（输出）。每个管脚都是可编程功能接口（PFI），PFI是一个非常重要的概念，可以简单地理解可编程管脚，类似于8051单片机的管脚复用功能，我们以后将专门讨论。

计数器的最基本功能是对外部信号进行计数，外部信号连接到CTR0 SRC，当计数器准备好（使能）后，在外部信号的上升沿或者下降沿，计数器会自动进行加一或者减一的操作，前者称作增量计数器（加计数器），后者称作减减量计数器，选用上升沿计数还是下降沿计数是通过软件设置实现的，增量计数还是减量计数是通过AUX（CTR0 B）连接的外部数字信号控制的，默认情况下是增量计数器。

一、单点边沿计数

以上升沿增量计数器为例，随着外部信号（连接到SRC）每发生一个沿的跳变，即上升沿后，计数器自动进行加一操作，它的当前的计数器值存储在板卡内部的寄存器中。

所谓单点计数指的是根据需要，通过软件不断查询板卡计数器中寄存器的值，由于计数器寄存器只能存储当前值，因此只能返回一个标量的值，表示当前计数器的值。

下面我们看下NI 例程中提供的单点计数器边沿计数的例子。

下面我们详细分析一下上面程序框图实现过程：
基本过程为：配置虚拟通道、启动任务、循环读取计数器当前值、清除任务
1）配置虚拟通道
上图中，我们使用的第一个函数节点是创建虚拟通道节点，在虚拟通道函数中，首先要选择我们想使用的计数器。对于一款数据采集卡，可能具备多个计数器。单点边沿计数是最为简单的应用，只需要一个单独的计数器即可。计数器的高级应用需要多个计数器级联，我们以后会谈谈到。

计数器通常情况下，配置初始化后，计数器的当前值默认为0。个别情况下，比如我们对生产线上生产的零件进行计数，每天结束停机断电后，第二天需要从前一天计数开始继续计数。类似情况下，可以通过设置计数器初始计数值实现。
计数方向有三种选择：增计数、减计数和外控计数。
设定增计数时，当计数源发生变化时，计数器增加一个计数。反之，如果设定为减计数，计数器减少一个计数。
我们特别要注意的是外控计数方式。在计数器AUX端引入一个控制信号时，可以通过外部控制计数器为增计数器还是减计数器。这样我们可以通过TTL电平人为操控增减计数器，这种方式在PLC 中很常见，在某些单片机中也能见到。
另外一个重要的选择是计数时刻的选择，我们可以选择上升沿计数或者下降沿计数。
2、启动任务
启动任务函数负责采集任务的启动，不仅仅是计数器，其他类型的采集采用同样的启动任务函数。
3、循环采集当前计数
在循环中，我们通过软件设置时间间隔，上面的例子中，每100毫秒读取一次计数器的当前值。需要注意的是由于是单点采集，所以必须设置为：1采样。
4、结束清除任务
采集结束后，必须调用清除任务函数，释放分配的系统资源。