ni usb-6008/6009 daq usb · 2018. 10. 18. · 图 1. ni usb-6008/6009 原理框图 p1. p0. 数字...

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用户指南 NI USB-6008/6009 总线供电多功能 DAQ USB 设备 Français Deutsch 日本語 한국어 简体中文 ni.com/manuals NI USB-6008/6009 提供 8 个单端模拟输入(AI)通道、2 个模拟输出(AO)通道、12 个数 字输入/输出(DIO)通道、一个 32 位计数器以及全速 USB 接口。本用户指南主要介绍设 备的使用方法。 如欲查看产品规范,请参考 NI USB-6008 产品规范NI USB-6009 产品规范。文档可至 ni.com/manuals 下载。 下表为 NI USB-6008 NI USB-6009 的功能比较。 1. NI USB-6008 NI USB-6009 功能比较 功能 NI USB-6008 NI USB-6009 AI 分辨率 12 位差分,11 位单端 14 位差分,13 位单端 最大 AI 采样率,单通道 1 10 kS/s 48 kS/s 最大 AI 采样率,多通道 (多路综合)* 1 10 kS/s 48 kS/s DIO 配置 集电极开路 2 各通道可通过编程配置为集电极 开路或有源驱动 2 下图为 NI USB-6008/6009 的主要功能部件。 1 视系统而定。 2 本文档使用 NI-DAQmx 中的术语。“集电极开路”指漏极开路,“有源驱动”指推挽。

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  • 用户指南

    NI USB-6008/6009总线供电多功能 DAQ USB 设备

    Français Deutsch 日本語 한국어 简体中文ni.com/manuals

    NI USB-6008/6009 提供 8 个单端模拟输入(AI)通道、2 个模拟输出(AO)通道、12 个数字输入/输出(DIO)通道、一个 32 位计数器以及全速 USB 接口。本用户指南主要介绍设备的使用方法。

    如欲查看产品规范,请参考 NI USB-6008 产品规范和 NI USB-6009 产品规范。文档可至ni.com/manuals下载。

    下表为 NI USB-6008 和 NI USB-6009 的功能比较。

    表 1. NI USB-6008 和 NI USB-6009 功能比较功能 NI USB-6008 NI USB-6009

    AI 分辨率 12 位差分,11 位单端 14 位差分,13 位单端

    最大 AI 采样率,单通道 1 10 kS/s 48 kS/s

    最大 AI 采样率,多通道(多路综合)*1

    10 kS/s 48 kS/s

    DIO 配置 集电极开路 2 各通道可通过编程配置为集电极开路或有源驱动 2

    下图为 NI USB-6008/6009 的主要功能部件。

    1 视系统而定。2 本文档使用 NI-DAQmx 中的术语。“集电极开路”指漏极开路,“有源驱动”指推挽。

  • 图 1. NI USB-6008/6009 原理框图

    P1.

    P0.

    数字

    I/O接线盒

    AI

    AO 0

    AO 1

    模拟

    I/O接线盒

    +2.5 V/CAL

    +5 V/200 mA

    8 通道12/14b ADC

    12b DAC

    12b DAC

    USB微控制器

    SP

    I

    外部电源

    Vbus全速

    US

    B接口

    USB

    PFI 0

    安全守则安装使用 NI USB-6008/6009 时必须遵循下文提到的重要安全守则。

    警告 请遵循 NI USB-6008/6009 的使用说明。错误操作设备可能发生危险。设备损坏时,内置的安全保护机制也会受到影响。关于受损设备的维修事宜,

    请联系 NI。

    警告 请勿尝试采用本用户指南中未提到的其他方式替换设备元器件或改动设备。仅可将设备与安装说明中指定的附件配套使用。

    警告 请勿在可能发生爆炸的环境中或存在易燃气体的情况下使用设备。如必须在此类环境中使用设备,请选择合适等级的外壳。

    2 | ni.com | NI USB-6008/6009 用户指南

  • 电磁兼容性指南经测试,产品符合电磁兼容性(EMC)要求和限制,详情见产品规范。产品在电磁环境中工作时,这些要求和限制旨在提供合理防护,防止有害干扰。

    本产品适用于工业环境。但在特定的安装环境下可能会产生有害干扰。例如,产品连接

    至外设、测试对象,或产品用于住宅区或商业区时。如要最小化广播电视接收干扰及避

    免设备性能降低至不可接受的程度,请严格按照产品文档安装和使用本产品。

    此外,未经 National Instruments 明示许可,用户不得对产品进行任何变更或改动,否则将在法律上丧失操作本设备的权利。

    警告 如要确保指定的 EMC 性能,必须使用屏蔽式线缆和套件操作本产品。

    警告 产品处于下列运行环境时可能对电磁干扰更为敏感:已连接测试导线或产品已连接至测试对象。

    警告 产品连接测试对象时可能产生超出规范标准的辐射。

    注: 未经 National Instruments 明示许可,用户不得对产品进行任何变更或改动,否则将在法律上丧失操作本设备的权利。

    拆包

    警告 为防止静电放电(ESD)损害设备,拆包时请佩戴接地腕带或接触接地物体(如计算机机箱)以确保人体接地。

    1. 将防静电包装与计算机机箱的金属部分接触。2. 从包装中取出设备,检查设备是否松动或破损。

    警告 切勿触碰连接器外露的引脚。

    注: 如设备出现任何破损,请勿安装。

    3. 拿出包装中的其他物品及文档。

    不使用设备时,将设备置于防静电包装内。

    NI USB-6008/6009 用户指南 | © National Instruments | 3

  • 安装 NI USB-6008/6009按照下列步骤完成 NI USB-6008/6009 设备安装。

    注: 关于非 Windows 操作系统的支持,见文档 Getting Started with NI-DAQmx Base,该文档可从 ni.com/manuals上下载。

    1. 根据软件随附的安装说明,安装恰当的应用软件。2. 安装 NI-DAQmx3。

    注: 套件随附的光盘中包括 NI-DAQmx 软件,用户也可登录 ni.com/support下载软件。安装 NI-DAQmx 后,可通过开始»所有程序»National Instruments»NI-DAQmx 看相关文档。其他 NI 文档,请访问ni.com/manuals。

    3. 将 16 针螺栓端子连接器插入插槽,如下图所示。

    图 2. 信号标签粘贴示意图

    9006-BSUIN

    O/InoitcnufitluM,tib-41,stupnI8

    23

    l ati gi D

    71

    1

    golan

    A

    61

    3

    2

    4

    1

    2 3

    1. 表层标签(带引脚排列方向示意)2. 螺栓端子连接器

    3. 信号标签4. USB 线

    4. 将随附的信号标签粘贴至螺栓端子连接器。可选择包含引脚编号、信号名的标签,也可选择使用空白标签,如下图所示。然后将标签对齐面板所示接线端,粘贴牢固,如上图所示。

    3 NI-DAQmx 7.5 及更高版本支持 NI USB-6008/6009 设备。

    4 | ni.com | NI USB-6008/6009 用户指南

  • 图 3. NI USB-6008/6009 信号标签

    GND + AI0 - + AI1 - + AI2 - + AI3 - AO0AO1GND

    GND+5V+2.5VPFI0P1.3 P1.2 P1.1P1.0 P0.7P0.6P0.5P0.4P0.3P0.2 P0.1 P0.0

    1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16GNDAI0 AI4GNDAI1 AI5GNDAI 2 AI6GNDAI3 AI7GNDAO0 AO1GND

    DIGITALANALOG

    32 31 30 29 28 2726 25 24 23 22 21 20 19 18 17

    GND GND GND GND

    2

    3

    4

    5或

    1

    1

    1. 用户自定义标签2. 端子号标签3. 数字 I/O 标签

    4. 模拟输入差分信号名标签5. 模拟输入单端信号名标签

    注: 粘贴信号名称标签后,必须遵照设备表层标签的引脚方向示意,将螺栓端子连接器插至相应的连接器插槽。

    5. 将 USB 线的一端连接 NI USB-6008/6009,另一端连接计算机的 USB 端口。6. 双击桌面上的 NI MAX 图标打开 Measurement & Automation Explorer (MAX)。7. 展开我的系统»设备和接口,检查 NI USB-6008/6009 是否出现在该项下。如设备未

    显示,请按刷新 MAX 中的内容。如设备仍未显示,请访问 ni.com/support/daqmx查看疑难解答信息。

    8. 右键单击 NI USB-6008 或 NI USB-6009,选择自检,对设备进行检测。自检将执行简单测试并判断设备是否成功安装。自检结束后,系统将弹出一条信息显示自检通过或发生错误。如出现错误,请访问 ni.com/support/daqmx查询相关信息。

    警告 如要确保指定的 EMC 性能,必须使用屏蔽式线缆和套件操作本产品。

    9. 将已剥去末端 6.35 mm 绝缘层(0.25 in)的屏蔽式多触点线缆(16 AWG 至 28AWG)连接至螺栓端子接线端,并用平头螺丝刀紧固线缆,扭力为0.22 N · m 至 0.25 N · m(2.0 lb · in.至 2.2 lb · in.)。关于 NI USB-6008/6009 的引脚分布,见引脚和信号说明。

    如使用屏蔽式线缆,请将线缆屏蔽层连接临近的 GND 接线端。

    注: 关于传感器的详细信息,请访问 ni.com/sensors。关于 IEEE1451.4 TEDS 智能传感器的详细信息,请访问 ni.com/teds。

    10. 右键单击 NI USB-6008 或 NI USB-6009,选择测试面板,在 MAX 中打开测试面板。

    单击开始测试设备的功能,选择帮助可查看使用说明。单击关闭退出测试面板。

    NI USB-6008/6009 用户指南 | © National Instruments | 5

  • 在应用程序中使用 NI USB-6008/6009用户可使用 DAQ 助手在多个 NI 应用程序软件中配置虚拟和测量通道。下表列出了DAQ 助手教程在 NI 应用程序中的位置。

    表 2. DAQ 助手教程位置

    NI 应用程序 教程位置

    LabVIEW 选择帮助»LabVIEW 帮助,然后选择 LabVIEW 入门指南»DAQ 入门指南»在 LabVIEW 中进行 NI-DAQmx 测量。

    LabWindows™/CVI™ 选择 Help»Contents,然后选择 Using LabWindows/CVI»Data Acquisition»Taking an NI-DAQmx Measurement inLabWindows/CVI。

    Measurement Studio 选择 NI Measurement Studio Help»Getting Started with theMeasurement Studio Class Libraries»Measurement StudioWalkthroughs»Walkthrough: Creating a MeasurementStudio NI-DAQmx Application。

    LabVIEW SignalExpress 选择 Help»Taking an NI-DAQmx Measurement inSignalExpress。

    关于 NI-DAQmx 和 NI-DAQmx Base 编程范例的详细信息,见参考资料。

    功能NI USB-6008/6009 具有一个 USB 连接器、一个 USB 线防应变孔、两个 I/O 螺栓端子连接器、一个 LED 指示灯。如下图所示。

    6 | ni.com | NI USB-6008/6009 用户指南

  • 图 4. NI USB-6008/6009 俯视图和后视图

    NI USB-60098 Inputs , 14-bit , Multifunction I/ O

    32Di

    gita

    l17

    1Analog

    16

    1

    2 2 4

    3

    1. USB 线防应变孔2. 螺栓端子连接器

    3. LED 指示灯4. USB 连接器

    USB 连接器和 USB 线防应变NI USB-6008/6009 提供全速 USB 接口连接器。如下图所示将扎带穿过 USB 线防应变孔,扎紧弯曲的 USB 线,可防止线缆应变。

    图 5. NI USB-6008/6009 防应变

    1

    LED 指示灯NI USB-6008/6009 有一个绿色 LED 指示灯,用于显示设备状态,如下表所示。设备连至 USB 端口时,LED 指示灯将有节奏地闪烁。表明设备正在初始化且 USB 端口正为设备供电。

    NI USB-6008/6009 用户指南 | © National Instruments | 7

  • 表 3. LED 状态/设备状态

    LED 状态 设备状态

    不亮 未连接设备或设备处于暂停模式

    常亮 已连接设备但未初始化,或计算机处于待机模式。为确保计算机能够识别

    设备,用户需先安装 NI-DAQmx。

    单闪 正常工作

    螺栓端子连接器NI USB-6008/6009 随附两个可拆卸式螺栓端子连接器,一个用于连接模拟信号,一个用于连接数字信号。螺栓端子连接器可连接 16 根 16 AWG 至 28 AWG 的导线。关于螺栓端子连接器标签的选用方法,见安装 NI USB-6008/6009 中的步骤四。关于设备引脚和信号说明信息,见引脚和信号说明。

    可为设备额外选购连接器和标签。订购信息见线缆和附件。

    固件每次连接至装有 NI-DAQmx 的计算机时,NI USB-6008/6009 上的固件会进行刷新。NI-DAQmx 将自动上载合适的固件版本至设备。每次 NI-DAQmx 新版本发布后,固件版本也可能升级。

    线缆和附件下表为适用于 NI USB-6008/6009 的线缆和附件。如需完整附件列表及订购信息,请访问 ni.com,查看 NI USB-6008 或 NI USB-6009 产品页中的价格选项卡。

    表 4. NI USB-6008/6009 线缆和附件

    附件 产品编号 说明

    USB-6008/6009 附件套件 779371-01 4 个螺栓端子连接器、连接器标签、

    1 把螺丝刀

    USB-6000 系列建模附件 779511-01 非屏蔽电路试验板,用于自定义信号调理和建模。每个设备最多使用两个

    附件。

    高速 USB 线缆 184125-01、184125-02

    长度分别为 1 m 和 2 m

    8 | ni.com | NI USB-6008/6009 用户指南

  • 警告 为确保符合电磁兼容性(EMC)规范,本产品必须使用屏蔽式线缆和附件。如使用了非屏蔽式线缆和附件,产品的 EMC 规范将无法保证,除非这些线缆和附件安装在带设计良好的屏蔽式输入/输出端口的屏蔽式外壳中。

    引脚和信号说明下图为 NI USB-6008/6009 的引脚分布图。模拟输入信号名称格式为单端输入时的名称AI x,后跟差分输入时的名称(AI x+/-)。各信号的详细说明见下表。

    图 6. NI USB-6008/6009 引脚分布

    3231

    3029

    2827

    2625

    2423

    2221

    2019

    1817

    12

    34

    56

    78

    910

    1112

    1314

    1516

    GNDAI 0 (AI 0+) AI 4 (AI 0–)GNDAI 1 (AI 1+)AI 5 (AI 1–)GNDAI 2 (AI 2+)AI 6 (AI 2–)GNDAI 3 (AI 3+)AI 7 (AI 3–)GNDAO 0AO 1GND

    P0.0P0.1P0.2P0.3P0.4P0.5P0.6P0.7P1.0P1.1P1.2P1.3PFI 0+2.5 V+5 VGND

    表 5. 信号说明

    信号名 参考 方向 说明

    GND — — 地-单端模拟输入测量、模拟输出电压、数字信号、+5 VDC 电源及 I/O 连接器上+2.5 VDC 的参考点;差分模式下测量的偏置电流返回点。

    AI 可变 输入 模拟输入通道 0 至 7-对于单端测量模式,每个信号均为模拟输入电压通道。对于差分测量模式,AI 0 和 AI 4 分别为差分模拟输入通道 0 的正负输入端。下列信号对为其他差分输入通道的正负端:AI 、AI 和 AI 。详细信息见模拟输入。

    NI USB-6008/6009 用户指南 | © National Instruments | 9

  • 表 5. 信号说明 (续)

    信号名 参考 方向 说明

    AO GND 输出 模拟输出通道 0 和 1-提供 AO 通道 0 或通道 1 的电压输出。详细信息见模拟输出。

    P0. GND 输入或输

    端口 0 数字 I/O 通道 0~7-各通道可单独配置为输入或输出。详细信息见数字 I/O。

    P1. GND 输入或输

    端口 1 数字 I/O 通道 0~3-各通道可单独配置为输入或输出。详细信息见数字 I/O。

    PFI 0 GND 输入 PFI 0-该引脚可配置为数字触发器或事件计数器输入。详细信息见 PFI 0 章节。

    +2.5 V GND 输出 +2.5 V 外部参考电压-用于反复缠绕试验的参考电压。详细信息见+2.5 V 外部参考章节。

    +5 V GND 输出 +5 V 电压源-提供+5 V 电压,驱动能力最高至 200 mA。详细信息见+5 V 电压源。

    模拟输入NI USB-6008/6009 有 8 个模拟输入通道,可用作 4 个差分模拟输入测量或 8 个单端模拟输入测量。

    下图为 NI USB-6008/6009 的模拟输入电路图。

    图 7. NI USB-6008/6009 模拟输入电路图

    AI

    +2.5 VREF

    39.2 kΩ

    127 kΩ

    30.9 kΩ PGA

    选择输入量程

    AI FIFOADCMUX

    10 | ni.com | NI USB-6008/6009 用户指南

  • NI USB-6008/6009 模拟输入电路图中的主要组件如下:• MUX-NI USB-6008/6009 有一个模数转换器(ADC)。多路复用器(MUX)每次将一

    个 AI 通道多路复用至 PGA。• PGA-进行差分测量时,程控增益放大器(PGA)可为输入端提供 1、2、4、5、8、

    10、16 或 20 倍增益选择;进行单端测量时,增益倍数为 1。PGA 增益是根据测量应用选择的电压范围自动计算的。

    • ADC-模数转换器(ADC)将模拟电压转换为数字编码,从而实现 AI 信号数字化。• AI FIFO-NI USB-6008/6009 可对固定或无限次数采样执行单个或多个 A/D 转

    换。AI 采集过程中,通过先进先出(FIFO)缓存存储数据,以确保没有数据丢失。

    模拟输入模式和信号源可配置 NI USB-6008/6009 上的 AI 通道进行差分或参考单端(RSE)测量。下表为浮地信号源和接地信号源的推荐模拟输入模式。关于单端或差分测量 I/O 配置的详细信息,见引脚和信号说明中的表格。

    NI USB-6008/6009 用户指南 | © National Instruments | 11

  • 表 6. 模拟输入配置

    模拟输入模式 浮地信号源(未连接建筑物地) 接地信号源

    范例 • 未接地的热电偶

    • 隔离输出的信号调理

    • 电池设备

    未隔离输出的插入式设备

    差分(DIFF)

    +–

    +

    AI+

    AI–

    GND

    信号源 NI USB-6008/6009

    +–

    +

    AI+

    AI–

    GND

    信号源 NI USB-6008/6009

    参考单端(RSE)

    +–

    +

    AI

    GND

    信号源 NI USB-6008/6009

    接地回路电势差(VA – VB)被引入测量信号。

    不推荐

    +–

    +

    AI

    GNDVB

    VA

    信号源 NI USB-6008/6009

    浮地信号源

    浮地号源未连接至建筑物地,但是拥有一个隔离的参考地点。常见的浮地信号源有变压

    器、热电偶、电池设备、光学隔离器、隔离放大器输出等。具有隔离输出的仪器或设备

    就是一个浮地信号源。

    详细信息,见文档 Field Wiring and Noise Considerations for Analog Signals。要访问该文档,请登录 ni.com/info,输入信息代码 rdfwn3。

    使用差分模式连接浮地信号源的情形

    通道满足下列任意条件时,使用差分输入连接模式:

    • 输入量程大于±10 V。• 输入信号为低电平且需要更高的精度。

    • 连接信号至设备的线缆长度超过 3 m (10 ft)。

    12 | ni.com | NI USB-6008/6009 用户指南

  • • 输入信号需要一个单独的参考地点或返回信号。

    • 信号导线所处环境有明显噪声。

    • 有两个模拟输入通道 AI+和 AI-。

    差分连接模式可降低噪声干扰,提高共模噪音抑制。差分连接模式允许输入信号在设备

    工作电压范围内浮接。

    关于差分连接的详细信息,见差分测量。

    使用参考单端(RSE)模式连接浮地信号源的情形仅当输入信号满足下列全部条件时使用参考单端输入连接模式:

    • 输入信号可与其他使用参考单端连接的信号共享一个公共参考点(GND)。• 实际情况允许输入量程为±10 V。• 信号至设备的线缆长度不超过 3 m (10 ft)。

    如信号不符合上述条件,建议使用差分模式连接输入以保证更好的信号完整度。

    在单端模式下,耦合进信号连线的静电噪声和电磁噪声多于差分模式。耦合是由信号路

    径的差别引起的。电磁噪声耦合于两个信号导体之间的面积成正比。电耦合是两个导体

    之间电场差的函数。

    该连接模式下,PGA 既能抑制信号中的共模噪声,又能减少信号源和设备地之间的电势差。

    关于参考单端连接的详细信息,见参考单端测量章节。

    接地信号源

    接地信号源是连接至建筑物地的信号源。如计算机连接的是与信号源相同的供电系统,

    则信号源实际已连接至相对于设备的一个公共接地点。连接建筑物供电系统的未隔离输

    出的仪器和设备即属于此类信号源。

    连接至同一建筑物供电系统的仪器之间的电势差通常是 1 mV 至 100 mV,但如配电线路连接不合理,电势差可能更大。如测量方式不当,该电势差可能会导致测量误差。请

    遵循接地信号源的连接指南,以减少测量信号的接地电势差。

    详细信息,见文档 Field Wiring and Noise Considerations for Analog Signals。要访问该文档,请登录 ni.com/info,输入信息代码 rdfwn3。

    使用差分模式连接接地信号源的情形

    通道满足下列任意条件时,使用差分输入连接模式:

    • 输入量程大于±10 V。• 输入信号为低电平且需要更高的精度。

    • 连接信号至设备的线缆长度超过 3 m (10 ft)。• 输入信号需要一个单独的参考地点或返回信号。

    NI USB-6008/6009 用户指南 | © National Instruments | 13

  • • 信号导线所处环境有明显噪声。

    • 有两个模拟输入通道 AI+和 AI-。

    差分连接模式可降低噪声干扰,提高共模噪音抑制。差分连接模式允许输入信号在设备

    工作电压范围内浮接。

    关于差分连接的详细信息,见差分测量。

    使用参考单端(RSE)模式连接接地信号源的情形请勿使用参考单端模式连接接地信号源。请使用差分连接。

    如模拟输入模式和信号源中的表格所示,GND 端和传感器地之间可能存在电势差。在参考单端模式下,该接地回路会造成测量误差。

    差分测量

    对于差分信号,信号正极连接 AI+端子,信号负极连接 AI-端子。

    图 8. 连接差分电压信号

    AI+

    NI USB-6008/6009

    AI–

    电压源

    差分输入模式可测量±20 V 量程内的±20 V 信号。但任意端子相对于 GND 的最大电压为±10 V。例如,如 AI 1 端子为+10 V,AI 5 端子为-10 V,则设备的测量值为+20 V。

    图 9. 20 V 差分测量示例

    –5

    –10

    –15

    –20

    20

    15

    10

    5

    0

    幅值

    (V) AI 1

    AI 5结果

    如连接至任意端子的信号大于等于±10 V,则输出会被截断。

    14 | ni.com | NI USB-6008/6009 用户指南

  • 图 10. AI 端信号超出±10 V 导致输出截断

    –5

    –10

    –15

    –20

    20

    15

    10

    5

    0

    幅值

    (V) AI 1

    AI 5结果

    参考单端测量

    连接参考单端(RSE)电压信号至 NI USB-6008/6009 时,正电压信号连接 AI 端子,地信号连接 GND 端子,如下图所示。

    图 11. 连接参考单端电压信号

    AI

    NI USB-6008/6009

    GND

    电压源

    如模拟输入端子未连接任何信号,且模拟输入端配置为参考单端时,内部电阻分压器可

    能使端子电压浮地约 1.4 V。这属于正常现象,连接信号后不会影响测量结果。

    数字触发器PFI 0 可配置为模拟输入测量的数字触发器输入。详细信息见 PFI 0 用作数字触发器。

    模拟输出NI USB-6008/6009 提供两个独立模拟输出通道,可产生 0 V 至 5 V 的输出。模拟输出通道的所有更新均为软件定时。GND 为模拟输出通道的参考地信号。

    下图为 NI USB-6008/6009 上一个模拟输出通道的电路图。

    NI USB-6008/6009 用户指南 | © National Instruments | 15

  • 图 12. 模拟输出通道电路图

    REF(+) REF(–)12位DAC

    50 ΩAO

    +5 V

    GND

    NI USB-6008/6009 模拟输出电路图中的主框图是将数字码转换为模拟电压的数模转换器(DAC)。每条模拟输出线有一个 DAC。

    连接模拟输出负载连接负载至 NI USB-6008/6009 时,负载正极连接 AO 端子,负载接地端连接 GND 端子,如下图所示。

    图 13. 连接负载

    NI USB-6008/6009

    GND

    AO

    负载

    尽量减少输出信号的毛刺使用 DAC 生成波形时,输出信号可能出现毛刺。毛刺属于正常现象,数模转换器从一个电压切换到另一个电压时,就会因为释放的电荷产生毛刺。数模转换器的最高有效位

    改变时,会产生最大的毛刺。可根据输出信号的频率和性质搭建一个低通去毛刺滤波

    器,移除部分毛刺。关于减少毛刺的详细信息,见知识库文章 Reducing Glitches on theAnalog Output of MIO DAQ Devices。要访问该文档,请登录 ni.com/info,输入信息代码 exszek。

    数字 I/ONI USB-6008/6009 有 2 个端口,12 条数字线。端口 0 有 8 条,分别为 P0.;端口1 有 4 条,分别为 P1.。GND 为数字 I/O 端口的接地参考信号。各线可单独编程为输入或输出。

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  • 下图为 P0.端子连接信号示意图,引脚配置为数字输入和输出。P1.的配置方法与此类似。

    图 14. 连接负载示例

    +5 V

    LED

    开关

    I/O连接器 GND

    P0.0P0.1P0.2P0.3P0.4P0.5P0.6P0.7

    +5 V

    LED

    1

    2

    3

    4

    TTL信号

    NI USB-6008/6009

    1. P0.0 配置为集电极开路数字输出,驱动 LED2. P0.2 配置为有源驱动数字输出,驱动 LED

    3. P0.4 配置为数字输入,从反相器接收 TTL 信号4. P0.7 配置为数字输入,从开关接收 0 V/5 V 信号

    警告 连接超出最大输入/输出电压限制的信号,将损坏设备和计算机。对于此类信号连接造成的损害,NI 概不负责。详细信息,见 NI USB-6008 产品规范或 NI USB-6009 产品规范。

    源级/漏极NI USB-6008/6009 数字 I/O 端口的配置默认为集电极开路,工作电压为 5 V,板载上拉电阻为 4.7 kΩ。用户可外接一个上拉电阻,可将各条线的拉电流(source current)驱动能力增强至 8.5 mA,如下图所示。4

    4 本文档使用 NI-DAQmx 中的术语。“集电极开路”指漏极开路,“有源驱动”指推挽。

    NI USB-6008/6009 用户指南 | © National Instruments | 17

  • 图 15. 连接外接电阻示例

    GND

    P0.0

    +5 V

    RpRe

    Rl

    NI USB-6008/6009

    负载

    A

    +5 V

    端口连接处

    外部上拉电阻 4.7 kΩ板载电阻

    NI USB-6009 端口可通过 NI-DAQmx API 配置为有源驱动,工作电压为 3.3 V,最大拉/灌电流(source/sink current)为±8.5 mA。关于配置 DIO 的详细信息,见知识库文档 HowDo I Configure My NI Device to be Open-Drain (Open Collector) or Push-Pull (ActiveDrive)?。要访问该文档,请登录 ni.com/info,输入信息代码 ex52sp。

    确定外接上拉电阻阻值

    按照下列步骤确定外接上拉电阻阻值:

    1. 在负载端串联一个安培表。2. 在数字输出通道与+5 V 电源间连接一个变阻器。3. 将 P0.0 设置为高。4. 调节变阻器阻值,直至安培表读数显示为目标电流值。电流值必须小于 8.5 mA。5. 从电路中移除安培表和变阻器。6. 测量变阻器阻值。测得的阻值为理论上拉电阻值。7. 实际应用中的静态阻值应大于等于此理论值。8. 重新将上拉电阻接入负载电路。

    I/O 保护请遵循下列守则,以避免 NI USB-6008/6009 发生过压、欠压、过流以及静电放电:• DIO 线配置为输出时,请勿连接任何外部信号源、地信号或电源信号。• DIO 线配置为输出时,需考虑连至信号的负载的电流要求。请勿使电流输出超过

    DAQ 设备的限制范围。对于需要高电流驱动的数字应用,NI 提供若干信号调理方案。

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  • • DIO 线配置为输入时,需确保通道电压低于额定工作电压。DIO 通道的工作电压低于 AI 信号通道。

    • DAQ 设备为静电敏感设备,取放 DAQ 设备或进行设备接线时,请确保人体和设备已正确接地。

    上电状态系统启动与重启时,硬件将所有 DIO 线置为高阻抗输入,即通道输出信号即不是高电平也不是低电平。每条线内部带一个驱动能力较弱的上拉电阻。

    静态 DIONI USB-6008/6009 的各 DIO 线都可用作静态 DI 或 DO 线。静态 DIO 线可用来监控数字信号。所有静态 DI 线的采样和静态 DO 线的更新均为软件定时。

    PFI 0PFI 0 可配置为数字触发器或事件计数器输入。

    PFI 0 用作数字触发器定义模拟输入任务后,PFI 0 可配置为数字触发器输入。启用数字触发器后,AI 任务等待来自 PFI 0 端的上升沿或下降沿信号,以开始数据采集。AI 开始触发器(ai/StartTrigger)与数字源配合使用时,应指定 PFI 0 为信号源,并选择上升沿或下降沿。

    PFI 0 用作事件计数器可配置 PFI 0 为数字边沿计数的源。该模式使用 32 位计数器对下降沿事件计数。关于事件定时要求的详细信息,见 NI USB-6008 产品规范和 NI USB-6009 产品规范,文档可至 ni.com/manuals下载。

    外部参考和电压源NI USB-6008/6009 可提供外部参考和电压源。所有电压都是对地而言(GND)。

    +2.5 V 外部参考NI USB-6008/6009 通过多态稳压器、放大器和滤波器电路为 ADC 提供高精度参考电压。该+2.5 V 参考电压可用作自检信号。

    +5 V 电压源NI USB-6008/6009 可提供 5 V 和 200 mA 输出。该电压源可用作外部组件的电源。

    注: 设备处于 USB 暂停模式时,电压源输出禁用。

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  • 参考资料本节主要介绍 NI USB-6008/6009 的范例程序资源及相关文档。

    范例程序NI-DAQmx 和 NI-DAQmx Base 软件包含范例程序,帮助用户快速编写NI USB-6008/6009 的程序。用户可修改范例代码,然后将代码保存在应用程序中,或将范例添加至现有或新建的应用程序中。

    NI-DAQmx要了解 NI 软件范例位置,请访问 ni.com/info,输入信息代码 daqmxexp查询。

    如要在未安装设备的情况下运行范例,请使用 NI-DAQmx 仿真设备。关于仿真设备的详细信息,请在 Measurement & Automation Explorer (MAX)中选择帮助»帮助主题»NI-DAQmx»NI-DAQmx 的 MAX 帮助,并搜索仿真设备。

    NI-DAQmx Base要查看 NI-DAQmx Base 范例,选择开始»所有程序»National Instruments»NI-DAQmxBase Examples。

    相关文档应用软件包和驱动程序中包含编写测量及测量设备控制应用程序的参考信息。下列文档

    信息适用于已安装 NI-DAQmx 9.3 或更高版本,NI 应用软件版本为 8.5 或更高的情形。

    NI USB-6008/6009NI USB-6008/6009 快速入门 随 NI USB-6008/6009 发运,介绍如何安装 NI-DAQmx 和NI 应用程序软件,以及如何安装设备并检查设备运行是否正常。

    NI USB-6008 产品规范和 NI USB-6009 产品规范介绍产品规范,可至 ni.com/manuals下载。

    NI-DAQmxNI-DAQmx 自述文件位于 Windows 开始菜单下,主要说明该 NI-DAQmx 版本支持的应用程序、设备及 ADE。

    NI-DAQmx 帮助位于 Windows 开始菜单下,介绍了 API、常规测量概念、NI-DAQmx 重要概念以及适用于所有编程环境的常见应用。

    NI-DAQmx Base (Linux/Mac OS X/LabVIEW PDA 8.x)Getting Started with NI-DAQmx Base 文档主要介绍在 Windows、Linux 和 Mac 计算机上安装 NI-DAQmx Base 软件及其支持的 DAQ 设备的方法,以及判断设备正常工作的方

    20 | ni.com | NI USB-6008/6009 用户指南

  • 法。在 Windows 中,选择开始»所有程序»National Instruments»NI-DAQmx Base»Documentation»Getting Started with NI-DAQmx Base,查看文档。

    NI-DAQmx Base Readme 列出了不同版本的 NI-DAQmx Base 支持的设备。在 Windows中,选择开始»所有程序»National Instruments»NI-DAQmx Base»DAQmx Base Readme查看文档。

    NI-DAQmx Base VI Reference Help 包含 VI 参考帮助和测量概念的基本信息。在LabVIEW 中,选择帮助»NI-DAQmx Base VI Reference Help 查看文档。

    NI-DAQmx Base C Function Reference Help 介绍 C 语言参考和测量概念的基本信息。在Windows 中,选择开始»所有程序»National Instruments»NI-DAQmx Base»Documentation»C Function Reference Help,查看文档。

    注: Linux 平台的所有 NI-DAQmx Base 文档位于/usr/local/natinst/nidaqmxbase/documentation。

    注: Mac OS X 平台的所有 NI-DAQmx Base 文档位于/Applications/National Instruments/NI-DAQmx Base/documentation。

    LabVIEW关于 LabVIEW 的详细信息,请访问 ni.com/gettingstarted。

    在 LabVIEW 中选择帮助»LabVIEW 帮助可打开 LabVIEW 帮助,了解 LabVIEW 编程理论、编程详细步骤以及 VI、函数、选板、菜单和工具的参考信息。关于 NI-DAQmx 的相关信息,可参考 LabVIEW 帮助目录栏的下列内容:• VI 和函数»测量 I/O VI 和函数»DAQmx - 数据采集 VI 和函数-介绍 LabVIEW NI-

    DAQmx VI 和函数的信息。• 属性和方法»NI-DAQmx 属性-介绍属性参考信息。• 仪器测量-包括在 LabVIEW 中进行采集和分析测量数据的概念和详解,包括常见

    的测量、测量基础、NI-DAQmx 关键概念和设备注意事项。

    LabWindows/CVILabWindows/CVI Help 帮助文件中的 Data Acquisition 部分包含 Taking an NI-DAQmxMeasurement in LabWindows/CVI 主题,介绍了使用 DAQ 助手创建测量任务的详细步骤。要打开该文档,在 LabWindows/CVI 中选择 Help»Contents,然后选择 UsingLabWindows/CVI»Data Acquisition。该部分还介绍了如何通过 NI-DAQmx 帮助访问详细信息。

    LabWindows/CVI Help 的 NI-DAQmx Library 部分包含 NI-DAQmx 的 API 概述和NI-DAQmx 的函数参考。在 LabWindows/CVI Help 中,选择 Library Reference»NI-DAQmx Library 查看文档。

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  • Measurement Studio如使用 Visual C#或 Visual Basic .NET 在 Measurement Studio 中对NI-DAQmx 支持的设备进行编程,可在 MAX 或 Visual Studio 中打开 DAQ 助手,交互式创建通道和任务。用户可根据任务或通道使用 Measurement Studio 生成配置代码。关于生成代码的详细信息,见 DAQ 助手帮助。

    NI Measurement Studio Help 帮助文件可无缝集成在 Microsoft Visual Studio 帮助中。要在Visual Studio 中查看该文件,请选择 Measurement Studio»NI Measurement StudioHelp。关于使用 NI-DAQmx 进行开发的详细信息,请参阅 NI Measurement Studio Help帮助文件中的下列主题:

    • 关于使用 Measurement Studio Application Wizard 和 DAQ 助手创建 NI-DAQmx 应用程序的详细方法,见 Walkthrough: Creating a Measurement Studio NI-DAQmxApplication。

    • 关于 NI-DAQmx 方法和属性帮助,见 NationalInstruments.DAQmx Namespace 和NationalInstruments.DAQmx.ComponentModel Namespace。

    • 关于 NI-DAQmx 的概念性帮助,见 Using the Measurement Studio NI-DAQmx .NETLibrary 和 Developing with Measurement Studio NI-DAQmx。

    • 关于 Measurement Studio 编程的一般帮助,见 Getting Started with the MeasurementStudio Class Libraries。

    如要在 Visual Basic .NET 或 Visual C#中创建应用程序,请遵循下列步骤:1. 在 Visual Studio 中,选择 File»New»Project 打开 New Project 对话框。2. 在 Project 类型面板中,根据创建项目所需使用的语言展开 Visual Basic 或 Visual

    C#节点,然后选择 Measurement Studio。3. 选择一个项目类型。添加 DAQ 任务,作为步骤的一部分。

    ANSI C,未安装 NI 应用软件NI-DAQmx 帮助包含 API 概述和基本的测量概念。选择开始»所有程序»NationalInstruments»NI-DAQmx»NI-DAQmx 帮助,打开文档。

    NI-DAQmx C Reference Help 介绍 NI-DAQmx 库函数,与 NI 数据采集设备配合使用可进行仪器、采集和控制应用程序的开发。选择开始»所有程序»National Instruments»NI-DAQmx»Text-Based Code Support»NI-DAQmx C Reference Help,打开文档。

    .NET 语言,未安装 NI 应用软件如已安装 Microsoft .NET Framework,可直接在 Visual C#和 Visual Basic .NET 平台上通过 NI-DAQmx 创建应用程序,无需 Measurement Studio 支持。关于支持的版本,见 NI-DAQ 自述文件。

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  • 培训课程

    为满足客户使用 NI 产品开发应用程序时的帮助需求,NI 提供相应的培训课程。请登录ni.com/training,报名参加培训或获取详细课程资料。

    Web 技术支持如需更多技术支持,请访问 ni.com/support或 zone.ni.com。

    注: 上述文档可通过 ni.com/manuals下载。

    大多数 DAQ 产品规范和用户指南有 PDF 版本,请安装 Adobe Reader 7.0 或更高版本(PDF 1.6 或更高版本)进行阅览。要下载 Adobe Reader,请访问 Adobe SystemsIncorporated 网站 www.adobe.com。关于文档资源更新,见 NI 产品手册文库 ni.com/manuals。

    全球支持和服务NI 网站提供全面的技术支持。访问 ni.com/support 可以获取疑难解答、应用程序开发自助资源,以及来自 NI 应用工程师的电话或电子邮件帮助。

    请访问 ni.com/services,获取 NI 工厂安装服务、维修、保修期延长和其他服务的信息。

    请访问 ni.com/register 注册您的 NI 产品。产品注册能使您更便捷地获得技术支持,并确保您收到 NI 的重要更新。

    合规声明(DoC)表示产品符合欧盟理事会的相关规范。该系统可确保电子产品的电磁兼容性(EMC)和安全性。请访问 ni.com/certification 获取产品的合规声明。如产品支持校准服务,可访问 ni.com/calibration 获取校准证书。

    NI 总部地址:11500 North Mopac Expressway, Austin, Texas, 78759‑-3504。NI 在全球许多国家设有分支机构。美国境内用户如需获得电话支持,请登录 ni.com/support 创建服务请求,或致电 1 866 ASK MYNI (275 6964)。美国境外用户如需获得电话支持,请访问 ni.com/niglobal 的 Worldwide Offices 网页查找最新的办事处联系方式、支持电话、电子邮件地址及当前活动。

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    http://www.ni.com/supporthttp://www.ni.com/serviceshttp://www.ni.com/registerhttp://www.ni.com/certificationhttp://www.ni.com/calibrationhttp://www.ni.com/supporthttp://www.ni.com/niglobal

  • 关于 National Instruments 公司商标的详细信息,请访问 ni.com/trademarks,查看 NI Trademarks and Logo Guidelines 页面。此处提及的其他产品和公司名称均为其各自公司的商标或商业名称。关于 NI 产品/技术的专利权,请查看帮助»专利信息、光盘中的patents.txt文件或 ni.com/patents上的 National Instruments Patent Notice。产品安装结束后,可在自述文件中查看最终用户许可协议(EULA)和第三方法律声明。请登录 ni.com/legal/export-compliance的 Export Compliance Information 查阅 NI 全球出口管制政策,以及如何获知有关的 HTS 编码、ECCN 和其他进出口信息。NI 对于本文件所含信息的准确性不作任何明示或默示的保证,并对其错误不承担任何责任。美国政府用户:本手册中包含的数据系使用私人经费开发的,且本手册所包含的数据受到联邦采购条例 52.227-14 和联邦国防采购条例补充规定 252.227-7014 和 252.227-7015 中规定适用的有限权利和受限数据权益条款的约束。

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    371303N-0118 2015 年 07 月

    NI USB-6008/6009 用户指南安全守则电磁兼容性指南拆包安装NI USB-6008/6009在应用程序中使用NI USB-6008/6009功能USB连接器和USB线防应变LED指示灯螺栓端子连接器固件

    线缆和附件引脚和信号说明模拟输入模拟输入模式和信号源浮地信号源使用差分模式连接浮地信号源的情形使用参考单端(RSE)模式连接浮地信号源的情形

    接地信号源使用差分模式连接接地信号源的情形使用参考单端(RSE)模式连接接地信号源的情形

    差分测量参考单端测量

    数字触发器

    模拟输出连接模拟输出负载尽量减少输出信号的毛刺

    数字I/O源级/漏极确定外接上拉电阻阻值

    I/O保护上电状态静态DIO

    PFI 0PFI 0用作数字触发器PFI 0用作事件计数器

    外部参考和电压源+2.5 V外部参考+5 V电压源

    参考资料范例程序NI-DAQmxNI-DAQmx Base

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