思迈科华USB系列数据采集卡用户手册
USB系列多功能数据采集卡
USB Series Multifunction DAQ
用户手册
User Manual
北京思迈科华技术有限公司
Smacq Technologies Co., Ltd.
2014-12-10
目录
第1章快速入门 (4)
装箱清单 (4)
工作环境与保养 (4)
第2章USB数据采集卡介绍 (5)
Smacq USB系列数据采集卡 (5)
第3章采集卡安装与调试 (6)
安装驱动 (7)
基本测试 (11)
第4章模拟输入 (12)
硬件原理结构图 (12)
接线端口 (13)
LabVIEW Driver使用说明 (14)
OpenDevice.vi (14)
CloseDevice.vi (14)
SetSampleRate.vi (14)
SetUSB4AiRange.vi (15)
SetUSB2AiRange.vi (15)
SetChanMode.vi (15)
SetChanSel.vi (15)
SetTrigSource.vi (16)
SetSoftTrig.vi (16)
StartRead.vi (16)
StopRead.vi (16)
GetSingleAiChan.vi (17)
GetMultiAiChans.vi (17)
ClearBufs.vi (17)
库函数使用说明 (18)
OpenDevice() (18)
CloseDevice() (18)
SetSampleRate() (18)
SetUSB4AiRange() (18)
SetUSB2AiRange() (19)
SetChanMode() (19)
SetChanSel() (19)
SetTrigSource() (19)
SetSoftTrig() (20)
StartRead() (20)
StopRead() (20)
GetAiChan() (20)
GetAiChans (21)
技术参数 (21)
第5章数字IO (23)
硬件原理结构图 (23)
接线端口 (23)
LabVIEW Driver使用说明 (24)
SetDioOut.vi (24)
TransDioIn.vi (25)
GetDioIn.vi (25)
库函数使用说明 (25)
SetDioOut() (25)
TransDioIn() (26)
GetDioIn() (26)
技术参数 (26)
第6章模拟输出 (27)
硬件原理结构图 (27)
接线端口 (27)
LabVIEW Driver使用说明 (28)
InitDA.vi (28)
SetDA.vi (28)
SetWavePt.vi (28)
ClrWavePt.vi (29)
SetWaveSampleRate.vi (29)
WaveOutput.vi (29)
库函数使用说明 (30)
InitDA() (30)
SetDA() (30)
SetWavePt() (30)
ClrWavePt() (31)
SetWaveSampleRate() (31)
WaveOutput() (31)
技术参数 (31)
第7章计数器 (32)
LabVIEW Driver使用说明 (33)
SetCounter.vi (33)
StartCounter.vi (33)
GetCounter.vi (34)
GetCounterTime.vi (34)
ClearCounter.vi (34)
库函数使用说明 (35)
SetCounter() (35)
StartCounter() (35)
GetCounter() (35)
ClearCounter() (36)
技术参数 (36)
第8章型号及参数 (36)
第9章技术支持与售后服务 (39)
第1章快速入门
本文档为USB系列数据采集卡用户手册，包含对USB-4000系列、USB-2000系列和USB-1000系列数据采集卡的相关信息介绍。
装箱清单
当您打开一套新的USB系列数据采集卡时，包装箱内应包含以下列表中的物品：
USB系列数据采集卡1台
5VDC电源适配器1个
USB-A TO USB-B线缆1条
3p接线端子8个或4个（根据具体型号不同）
10p接线端子2个
数据光盘1张
保修说明1份
工作环境与保养
温度：0℃至+50℃
湿度：0℃至+30℃时，≤95%相对湿度
+30℃至+40℃时，≤75%相对湿度
+40℃至+50℃时，≤45%相对湿度
保养：对采集卡进行清洁时，首先应断开电源及所有信号连接，然后用干燥的软布进行擦拭清洁。
第2章 USB 数据采集卡介绍
一个典型的数据采集系统，通常包含传感器，信号调理设备、数据采集设备和计算机以及运行在计算机上的数据处理软件。图2.1展示了一个使用USB 系列数据采集卡构成的基本数据采集系统。
USB 接口的数据采集卡与PCI 、PXI 等接口的数据采集卡相比，其特点在于优秀的便携性，可以配合笔记本电脑机动灵活的在任意需要的场合使用。
Smacq USB 系列数据采集卡
Smacq USB 系列数据采集卡分为USB-4000、USB-2000和USB-1000三个子系列。 USB-4000系列为通道同步采样，即每一个模拟输入通道都有一个独立的AD 转换单元，在采集信号时，可以保证每个通道采集得到的数据在绝对时间上是同步的。USB-4000系列的超低底噪和高精度，适用于所有的数据采集应用，对于需要分析通道间信号的相位和延迟等信息的应用场合，更能发挥其同步采样的优势。
USB-2000系列为普通型，即所有通道的模拟信号都先通过了一个多路复用器，再进入到AD 转换单元，是轮巡采集。USB-2000系列和USB-4000系列同样拥有极低的底噪和最大化的有效位数。
USB-1000系列具备12-bit 的模拟采集分辨率，是经济型的USB 数据采集卡，可以让您以极低的成本启动您的数据采集任务。
Smacq USB 系列数据采集卡的功能结构如图2.2所示。根据型号不同，功能模块会略有
图2.1 使用USB 系列数据采集卡的基本数据采集系统
传感器、信号调理
测试线缆
USB 数据采集卡
计算机 数据处理
不同，详细内容请参考第8章。
图2.2 Smacq USB系列数据采集卡功能结构图
第3章采集卡安装与调试
USB系列数据采集卡的前后面板如图3.1所示，前面板是连接模拟输入通道、模拟输出通道和计数器通道的连接器插座，后面板是数字IO连接器、USB接口和电源插座。
安装驱动
当接通直流电源，并将USB 接口与计算机连接，即可开始采集卡的测试与调试。如果该计算机与采集卡是第一次连接，系统会发现新硬件并提示您安装驱动程序，此时，您可以在系统的设备管理器中看到未安装驱动的设备信息，如图3.2所示。
图3.1 USB 系列数据采集卡前后面板图
模拟输入通道 模拟输出通道 计数器通道
电源接口 5VDC
USB 接口
光电隔离的数字IO 接口
图3.2 未安装驱动的设备信息
安装驱动的步骤：
1、选中“Smacq USB Series DAQ”，单击鼠标右键，选择“更新驱动程序软件”。
2、进入到如图3.3所示的“如何搜索驱动程序软件”的界面，选择第二项“浏览计算机以查找
驱动程序软件”。
3、进入到如图3.4所示的“浏览计算机上的驱动程序文件”，选择第二项“从计算机的设备驱
动程序列表中选择”。
4、进入到如图3.5所示的“从以下列表选择设备的类型”，单击“下一步”按钮。
5、进入到如图3.6所示的“选择要为此硬件安装的设备驱动程序”，单击“从磁盘安装”按钮，
在弹出的文件选择对话框中点“浏览”，根据您的操作系统，选择光盘中driver文件夹中的“USB Series DAQ.inf”文件，单击“打开”按钮，然后单击“确定按钮”。
6、“选择要为此硬件安装的设备驱动程序”窗口中会出现“Smacq USB Series DAQ”的硬件信
息，如图3.7所示，选中之后点击“下一步”按钮，在弹出的Windows安全对话框中，选择“始终安装此驱动程序软件”之后就完成了驱动安装。（此步骤根据操作系统不同，会略有不同，本手册中以Windows7操作系统为例。）
7、正确安装驱动程序之后，在设备管理器中会正确显示出采集卡的设备信息，如图3.8所
示。
图3.4 浏览计算机上的驱动程序文件
图3.3 如何搜索驱动程序软件
图3.6选择要为此硬件安装的设备驱动程序
图3.5从以下列表选择设备的类型
基本测试
在正确安装好驱动程序之后，即可开始进行基本测试和数据采集系统的开发。在光盘的lib 文件夹中有用于Smacq USB 系列数据采集卡开发的库文件及头文件。在daqus 文件夹中包含依据库文件做好的供LabVIEW 直接调用的vi 文件。库函数和LabVIEW Driver 在后文中将根据对应的功能做详细介绍。
基本测试是指用我们提供的测试例程来启动数据采集卡的采集功能，以验证采集卡的功能是否正常。
图3.8 正确安装驱动之后的设备管理器信息
图3.7选择要为此硬件安装的设备驱动程序
第4章 模拟输入
USB 系列数据采集卡的模拟输入通道有8通道和16通道两种，采样率从1MS/s 到100kS/s ，分辨率从16-bit 到12-bit ，输入电压范围为±10V 或±1V ，有各通道同步和通道复用的，具体型号对应的参数请参考第8章内容。
硬件原理结构图
USB-4000系列数据采集卡，是各通道同步产品，每一个模拟输入通道具备独立的AD 转换单元，并且每个AD 转换单元都使用同一个时钟源，其硬件原理结构图如图4.1所示。
USB-2000和USB-1000系列数据采集卡，是通道复用产品，每个模拟通道经过一个复用器输入到AD 转换单元，其硬件原理结构图如图4.2所示。
AI 0
DATA 0
……
……
……
……
……
图4.1 USB-4000系列数据采集卡模拟通道原理结构图
AI 1
DATA 1
AI n
DATA n
接线端口
模拟输入通道用AI n 来表示，n 代表通道号，AI 0为通道0，AI 1为通道1，以此类推。 模拟输入通道接线端口示意图如图4.3所示，其中AI n 为模拟信号输入端口，GND 为信号地输入端口。图4.3中上图为16模拟输入通道机型接口图，下图为8模拟输入通道机型接口图。
图4.3 模拟输入通道接线端口示意图
图4.2 USB-2000/1000系列数据采集卡模拟通道原理结构图
DATA
LabVIEW Driver使用说明
在daqus文件夹中，有一系列操作USB系列数据采集卡所有功能的vi程序，本节将对模拟输入相关的vi程序作详细说明。
在example文件夹中有例程可供参考。
OpenDevice.vi
打开硬件，建立计算机与USB系列数据采集卡在程序上的连接。CloseDevice.vi
关闭硬件，断开计算机与USB系列数据采集卡在程序上的连接，与OpenDevice.vi对应使用。
SetSampleRate.vi
设置模拟采集采样率。
SampleRate：无符号长整型参数，模拟输入通道的采样率。对于USB-4000系列数据采集卡，该参数指每通道的采样率。对于USB-2000和USB-1000系列数据采
集卡，该参数是指所有使用的通道来均分此参数，例如设置1MS/s的采
样率，打开了5个通道，即每通道采样率为200kS/s。
SetUSB4AiRange.vi
设置USB-4000系列数据采集卡的模拟输入通道的量程范围。
Range：单精度型参数，模拟输入通道量程值，以V为单位。例如输入10，表示量程设置为±10V。USB-4000可以设置10V，5V，2V，1V这四个量程。
SetUSB2AiRange.vi
设置USB-2000系列数据采集卡的模拟输入通道的量程范围。
Range：单精度型参数，模拟输入通道量程值，以V为单位。例如输入10，表示量程设置为±10V。USB-2000可以设置24V，20V，10V，5V，2V，1V，0.5V这七个
量程。
SetChanMode.vi
设置USB-2000系列数据采集卡的模拟输入模式，可设置为单端输入或者差分输入。
ChanMode：无符号字节型参数，通道输入模式，1为单端输入，0为差分输入。SetChanSel.vi
设置需要采集的模拟通道。
ChansSel：簇参数，选择需要读取的通道。
SetTrigSource.vi
设置模拟采样的触发源。
TrigSource：无符号字节型参数，0表示设置为软件触发，1~8分别表示触发源为数字输入通道0~7。当以数字输入通道为触发源时，高电平表示已触发。
SetSoftTrig.vi
设置软件触发的触发开关。
SoftTrig：布尔型参数，软件触发开关。当输入True时，打开软件触发；当输入False 时，关闭软件触发。
StartRead.vi
设置后台驱动程序开始从USB系列数据采集卡中读取到内存的缓存空间中，执行该vi 程序后，从采集卡中读数的过程无需再由用户程序干预，后台驱动程序将自动执行，以保证采集卡硬件缓存不会溢出。
StopRead.vi
设置后台驱动程序停止从USB系列数据采集卡中读取数据，与StartRead.vi对应使用。
GetSingleAiChan.vi
读取单个通道的模拟采样数据。
PtsToRead：无符号长整型参数，需要读取采样点数。
ChanSel：整型参数，选择需要读取的通道。
TimeOut：长整型参数，设置读取函数超时时间。在该时间内没有读到指定数量的数据，则退出函数。
Data：单精度一维数组，读取到指定通道及数量的模拟采样数据。GetMultiAiChans.vi
读取多个通道的模拟采集数据。
PtsToRead：无符号长整型参数，每通道读取采样点数。
ChansSel：簇参数，选择需要读取的通道。
TimeOut：长整型参数，设置读取函数超时时间。在该时间内没有读到指定数量的数据，则退出函数。
Data：单精度二位数组，读取到指定通道及数量的模拟采样数据。ClearBufs.vi
设置清空板载缓存及内存空间的缓存数据。
库函数使用说明
在lib文件夹中，存放有能够操作Smacq USB系列数据采集卡所有功能的函数库gusb.dll 及其头文件gusb.h，可应用与其他任何支持Windows标准动态链接库的开发语言。本节将对模拟输入相关的库函数作详细说明。
下文中参数的数据类型均为C语言的数据类型。
OpenDevice()
int_stdcall OpenDevice(void);
打开硬件，建立计算机与USB系列数据采集卡在程序上的连接。
返回值0表示打开硬件成功，其他表示打开硬件失败。
CloseDevice()
void_stdcall CloseDevice(void);
关闭硬件，断开计算机与USB系列数据采集卡在程序上的连接，与OpenDevice()对应使用。
SetSampleRate()
int_stdcall SetSampleRate(unsignedint SampleRate);
设置模拟采集采样率。
返回值0表示该函数执行成功，其他表示该函数执行错误。
SampleRate： unsigned int型参数，模拟输入通道的采样率。对于USB-4000系列数据采集卡，该参数指每通道的采样率。对于USB-2000和USB-1000系列数据采集卡，
该参数是指所有使用的通道来均分此参数，例如设置1MS/s的采样率，打
开了5个通道，即每通道采样率为200kS/s。
SetUSB4AiRange()
int_stdcall SetUSB4AiRange(float Range);
设置USB-4000系列数据采集卡的模拟输入通道的量程范围。
返回值0表示该函数执行成功，其他表示该函数执行错误。
Range：float型参数，模拟输入通道量程值，以V为单位。例如输入10，表示量程设置为±10V。USB-4000可以设置10V，5V，2V，1V这四个量程。
SetUSB2AiRange()
int_stdcall SetUSB2AiRange(float Range);
设置USB-2000系列数据采集卡的模拟输入通道的量程范围。
返回值0表示该函数执行成功，其他表示该函数执行错误。
Range：float型参数，模拟输入通道量程值，以V为单位。例如输入10，表示量程设置为±10V。USB-2000可以设置24V，20V，10V，5V，2V，1V，0.5V这七
个量程。
SetChanMode()
int_stdcall SetChanMode(unsigned char ChanMode);
设置USB-2000系列数据采集卡的模拟输入模式，可设置为单端输入或者差分输入。
返回值0表示该函数执行成功，其他表示该函数执行错误。
ChanMode：无符号字节型参数，通道输入模式，1为单端输入，0为差分输入。SetChanSel()
int_stdcall SetChanSel(short ChSel);
设置需要采集的模拟通道。
ChanSel：int型参数，选择需要读取的通道。
SetTrigSource()
int_stdcall SetTrigSource(unsignedchar TrigSource);
设置模拟采样的触发源。
返回值0表示该函数执行成功，其他表示该函数执行错误。
TrigSource：unsigned char型参数，0表示设置为软件触发，1~8分别表示触发源为数字输入通道0~7。当以数字输入通道为触发源时，高电平表示已触发。