0 引言
研華PCI-1721是一款高性能的PCI模擬量輸出卡，每個模擬量輸出通道都帶有一個12位的雙緩沖器DAC。此輸出卡具有許多強大的獨特功能，比如最大更新速率為10 MHz的波形輸出功能、自動校準功能和板卡ID等。PCI-1721是要求高速連續模擬量輸出或實時波形輸出應用的理想選擇。
在某模擬器中大量使用到高速連續模擬量輸出或實時波形輸出，深入研究此板卡的模擬信號產生方法很有必要。
1 PCI-1721的主要特點
PCI～1721具有以下特點：
自動校準功能 通過使用校準程序可以提供自動校準功能。PCI-1721內建的校準電路對模擬量輸出通道中的增益和偏移誤差進行修正，無須調整外部設備和用戶設置。
PCI總線數據傳輸 研華PCI-1721支持PCI總線DMA(Direct Memory Access)功能用于高速數據傳輸和無間隔的模擬量輸出。通過設置PC的內存，PCI-1721可執行總線數據傳輸，而不需要CPU的干預，可使CPU去執行其他更重要的工作，比如數據分析和圖形操作。這種功能允許用戶全速使用所有的I／O功能且不丟失數據。
系統重啟動后保持輸出值 用戶可以單獨將4個通道的輸出設為不同的范圍：0～+5 V，0～+10 V，-5～+5 V，-10～+10 V，0～20 mA或4～20 mA，所有范圍都可以通過軟件進行選擇。當系統熱重啟動(電源不關閉)時，根據跳線設置，PCI-1721能夠保持上一次的模擬量輸出設置或輸出值，或者返回到默認配置。這種特有的功能能夠避免在系統意外重啟動過程中的誤操作帶來的危險。
板卡ID 研華PCI-1721帶有一個DIP撥碼開關，當計算機機箱中安裝了多塊PCI-1721板卡時，可使用此開關來定義每個板卡的ID。當用戶使用多塊PCI-1721板卡構建自己的系統時ID設置功能將極為有用。如果板卡的ID設置正確，用戶就可以很方便地在硬件配置和軟件編程過程中區分和訪問每塊板卡。
卡上FIFO(先入先出)存儲器 研華PCI-1721卡上提供了FIFO(先入先出)存儲器，可存儲1K D／A轉換值。
可編程定時器／計數器 通過使用卡上的可編程計數器／定時器，PCI-1721提供了可編程的定時器和計數器，用于為D／A變換提供觸發脈沖。定時器／計數器芯片為82C54，含有3個16位10 MHz時鐘。其中有一個計數器作為事件計數器，用來對輸入通道的事件進行計數。另外兩個計數器級連在一起，用作脈沖觸發的32位定時器。
波形模擬量輸出 研華PCI-1721提供4路模擬量輸出通道。它們均可產生連續的波形輸出，對一個模擬量輸出通道可產生每秒10 ms的數據輸出，用戶也可以對波形數據存儲在卡上的FIFO中，這樣可以產生循環的波形輸出。PCI-1721卡上的FIFO可以存儲2～1 024個波形采樣。
2 信號連接
在數據采集應用中，為了達到準確測量并防止損壞應用系統，正確的信號連接是非常重要的。要正確連接模擬信號的輸出連接，首先要了解它的管腳。PCI-1721有一個68芯I／O接口，管腳圖如圖1所示。
PCI-1721提供4個模擬量輸出通道，VOUT0～VOUT3，IOUT0～IOUT3，可以使用內部提供的-5 V／-10 V的基準電壓產生0～+5 V／+10 V的模擬量輸出，也可以使用外部基準電壓REF_V0～REF_V3，外部基準電壓范圍是-10～+10 V，比如外部參考電壓是-7 V則輸出0～+7 V的輸出電壓。連接方法如圖2所示。
3 應用中的虛擬信號產生
在某模擬器中使用了PCI-1721，該模擬器系統主要由仿真機柜和計算機組成。其中，仿真機柜包括兩個監測單元、兩個收發單元、控制轉換單元及天監單元6部分。其中監測單元主要實現：模擬機動16項技術指標的數碼管循環顯示及點亮相應指示燈；模擬“手動、自動、監測”3種工作狀態的轉換；“清零、步進、脈沖率／總數、報警控制、識別、波道號選擇及電源”開關狀態；模擬電源、報警、識別指示燈；模擬15／135 Hz方位調整等功能。在這里需要模擬產生移相器輸出的正弦信號以及方波產生器產生的方波。具體的較簡易的實現方法如下。
使用PT_FAOWaveFormStart配置模擬量輸出通道等信息，使用模擬量輸出函數(DRV_FAOWave FormStart)，通過DMA方式實現模擬量波形輸出。
(1)單擊Setting菜單彈出如下的設備選擇對話框，從中選擇板卡，如圖3所示。
(2)單擊Select按鈕，彈出如下的設置對話框，如圖4所示。
Pacer Rate：脈沖頻率，默認值10 000 Hz；
Conv．#：D／A轉換的點數，默認值2 048；
Wave Count：波形數，Pacer Rate=Wave Count*(Period)Point的整數；
Triggering：觸發方式，Internal指內部觸發；External指外部觸發；
Event：事件，是否允許設置事件來編程(只是對中斷和DMA方式來講)。
(3)設置完畢后，單擊Waveform菜單彈出如圖5所示的設置對話框。
Waveform for CH0 Buf：CH0 Buf中的波形設定；
Waveform：輸出波形選擇；
Magnitude(V)：幅值，默認值2．00 V；
Offset(V)：偏移量，默認值2．00 V；
Period(points)：每周期輸出的點數，默認值是2 048點。
(4)波形設置完成之后，執行程序即可實現波形輸出。
4 結語
在具體的應用中可以發現，PCI-1721板卡可以較好地實現四通道的高速連續模擬量輸出或實時波形輸出，功能強大且使用比較簡便。尤其在某模擬器的設計和實現中發揮了很好的作用，較好地實現了該模擬器中需要實現的局部功能。