第七章数字I/O
７．１  DI/O的基本知识
一般数据采集卡上都有DI/O功能，用来实现数据采集的触发、控制及计数等功能。DI/O 按TTL逻辑电平设计，其逻辑低电平在0到0.7V之间，高电平在3.4到5.0V之间。
数采板上多路(Line)数字I/O 组成一组后被称为端口（Port）。一个端口由多少路数字I/O 组成是依据其数采板而定的，在大多数情况下4或8路数字I/O 组成一个端口。当读写端口时，你可以在同一时刻设置或获取多路DI/O的状态。MIO E 系列板卡有８路数字I/O组成了一个端口，实际使用时这８路可以部分是输入，部分是输出。
数字量输入输出的应用分为以下两类：立即型（非锁存型）和定时型（锁存型）。在立即型情况下，当你调用数字I/O函数后立即更新或读取数字量某一路或端口的状态。在定时型情况下，你可以使用外部信号来控制数字量数据的传输。
LabVIEW 中关于DI/O的VI也分为低、中、高三个等级。
在以下几个不同的子模板中：
Data Acquisition » Digital I/O, 顶层—用于较简单应用中的Easy I/O VI。第二部分将讨论如何使用这些VI。LabVIEW基础教程中也将会详细讲述这些VI。
Data Acquisition » Digital I/O，底层—是一些属于中级水平应用的VI，主要用于需要时间或握手线方面的数字信号应用。这些VI可用于单字节数据的传输。第三部分将详细讨论关于这方面数字量信号的操作。图5-2 显示的是Data Acquisition » Digital I/O 子模板。Data Acquisition » Digital I/O » Advanced Digital I/O —高级水平DI/O VI 可用于作为创建其他数字VI的基本模块。这些高级数字量VI可用于立即型DI/O和定时型DI/O 。图5-3显示的是Data Acquisition » Digital I/O » Advanced Digital I/O 子模板。
图5-2. Data Acquisition » DI/O 子模板
图5-3. Data Acquisition » Digital I/O » Advanced Digital I/O 子模板
立即型DI/O
立即型DI/O 是最简单而且也是较经常使用的关于数字量方面的应用。它也叫非锁存型的DI/O，所有带有DI/O 接口的数采板都支持这种DI/O 模式。在这种模式下，当LabVIEW 调用函数后即可立即设置或获取某路DI/O的状态。当某路DI/O被设定为某一状态后，那么
该路DI/O 将一直保持这种状态直到其状态被重新设定为止。你可以通过软件改变某路DI/O 是输入或是输出方式。下面将讨论LabVIEW DAQ VI中的立即型DI/O。
Easy I/O VI
使用Easy I/O digital VI 你可以立刻输入或输出某一路（某一端口）的数字量。当你设置DI/O VI iterati
on端为缺省参数时，每当你调用一次DI/O 函数时系统将会按需要自动设置一次数采板。当你在一个循环中重复调用某个DI/O 函数时，为了避免系统重复设置数采板，你可以设置DI/O VI iteration 端为正数。这些VI 可用于所有带有数字量输入输出的NI数采板。
Write to Digital Line 设置某一端口中某一路DI/O为逻辑高或者逻辑低状态Device 是数采板的设备号（device number）；Port number 是该路DI/O 所在的端口号；Line 准备要写的该路DI/O 的通道号；Line state 是指准备要写的该路DI/O 的状态：高(true) 或低(false)。
图5-4. Write to Digital Line
Read from Digital Line 读取某路DI/O 的状态。Device 是数采板的设备号（device number）；Port number 是该路DI/O 所在的端口号；Line 准备要读取的该路DI/O 的通道号；Line state 返回要读取的该路DI/O 的状态：高(true) 或低(false)。
图5-5. Read From Digital Line
Write to Digital Port 向某一指定的端口写一数字量，从而同时设定某一端口所有路DI/O通道的状态。Device 是数采板的设备号（device number）；Port number 是准备要写的端口号；Pattern 是该端口要写的二进制或等同的十进制数字量。
图5-6. Write to Digital Port
Read from Digital Port 读取某一指定端口所有路的DI/O 通道的状态。Device 是数采板的设备号（device number）；Port number 是准备要读取的端口号；Pattern 是返回从该端口读取的数字量（十进制形式）。
图5-7. Read From Digital Port
如果在调用Easy I/O digital VI 时发生错误，系统将会弹出一对话框显示出错代码，这时你可以终止或继续执行VI。
注意：当你只调用一个Easy I/O digital VI实例读或写某个通道或端口时，程序是不会出错的。但是当再次调用函数时会通过改变移位寄存器的状态来重新改变DI/O的设置，故你不能调用多个VI实例来控制多个端口。在这种情况下你可以通过使用下面将讨论的高级VI来达到该目的。
高级VI （Advanced Vis）
使用高级DI/O VI 也可以执行立即型DI/O。（实际上，Easy I/O VI 是由多个高级VI所组成的）。使用高级VI你可以更高效的执行数字I/O的读写工作，因为当你调用高级VI 时，它不会象使用Easy I/O VI 那样每次运行时都需要去改变数采板的设置。高级VI允许你使用通道屏蔽技术更新某一端口中数个DI/O通道，而无须更新整个端口。根据高级VI提供的错误信息你可以用来开发出自己错误处理程序。这些高级VI 可用于所有带有数字量输入输出的NI 数采板。write的返回值
DIO Port Config 设置某个端口为写或读状态。Device 和port number设置板卡的设备号与端口号；Line direction map 设置端口为输入或输出状态；除了TIO-10 与MIO E 系列板卡外，其余板卡同一端口中所有各路DI/O必须是同向的，即：同是输入或者同是输出。task ID out 的输出将用于下一VI函数做为创建了一任务的唯一标识。
图5-8. DIO Port Config V
DIO Port Write根据已创建任务的标识taskID立即更新端口的DI/O通道状态。pattern 输入的是一十进制数，当其换算为二进制时代表的是要更新的各路DI/O通道的状态。举个例子来说：若设pattern为1（二进制0001）那么将仅只设通道0为高电位，若设pattern为15（二进制1111）那将设通道0，1，2，3为高电位。
图5-9. DIO Port Write VI
使用line mask 输入, 你可以仅只改变你指定的D /IO通道状态。line mask 输入的是一十进制数字，该数字的值决定了那一个DI/O通道的状态被更新。举个例子来说：若line mask设为1（二进制0001）那么只有通道0被更新，若line mask设为15（二进制1111）那么通道0，1，2，3状态将被更新。未被包含在line mask中的通道其状态将不会被改变。图5-10 显示的两个例子就是使用line mask来控制端口中那路DI/O通道状态会被更新。你可以使用Scale By Power of 2 函数来选择单路通道或输入一十进制
数直接选择多路通道。在图5-10a中，pattern 值设为8（二进制1000）时，通道3将会被更新。在图5-10b中，pattern值设为6（二进制0110）时，通道1，2将会被更新。假如你已设定该端口为输入状态，那么error out 将会返回一个错误代码。
图5-10. 利用通道屏蔽技术来更新一个或多个通道的状态
DIO Port Read 根据已创建任务的标识taskID来获得端口的DI/O通道状态。pattern 返回的
是一十进制数，当其换算为二进制时代表的是各路DI/O通道的状态。使用通道屏蔽技术你可以返回指
定的通道状态，未被包含在line mask中的通道其状态将在pattern的返回值中被设为逻辑低（也就是0）。
图5-11. DIO Port Read VI
立即型DI/O 的应用
立即型DI/O主要应用于：控制或监测继电器，作为计数器Gate口的输入或者用于其他TTL设备。例如可用立即型DI/O控制National Instruments SC-2062, SCXI-1160和SCXI-1161继电器开关。
例1—监测开关状态
本例演示如何使用Easy I/O VI Read from Digital Line 来监测一外部开关的状态，关闭该开关后即初始化LabVIEW测试程序。其硬件配置如图5-12所示。
图5-12. 使用DI/O监测开关的状态
在如图5-13所示的程序框图中，Read from Digital Line连续不停的读取端口0的第0路通道的状态直到该通道状态为TTL逻辑低（当开关关闭时），该VI退出While循环，然后运行下一测试子VI。Read from Digital Line设置端口为输入状态。
图5-13. 监测开关状态程序框图
例2—继电器控制阀门

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