GPIO 连接器（CXP-12 和 Camera Link 采集卡）#
这使您可以建立详细且复杂的触发系统，包括：
- 从外部设备（如 Shaft Encoders、光栅等）接收触发信号（触发输入）。
- 将触发信号从图像采集卡发送到外部设备（如相机、照明设备等）（触发输出）。
- 接收软件触发。
信息
imaFlex CXP-12 Penta 采集卡的触发必须通过小应用程序（applet）进行配置。虽然本主题描述了硬件接口和物理连接，但无法使用标准的触发和 GPIO 配置工具（例如 gpioTool 或 pylon 参数）来进行软件配置。有关通过小应用程序配置触发的详细信息，请参阅以下文档：
- VisualApplets 文档，特别是 AppletProperties Operator Documentation
- 应用说明：为可编程采集卡设计信号处理小应用程序
- imaFlex CXP-12 Penta 的标准小应用程序文档中的其他/GPIO 配置章节
信息
可编程采集卡（即 imaFlex CXP-12 Quad、marathon VCX-QP、marathon VLC 和 marathon VLCx）：除了此处描述的触发和 GPIO 选项外，您还可以使用 VisualApplets 开发自己的触发系统。有关详细信息，请参阅以下文档：
- VisualApplets 文档，特别是 AppletProperties Operator Documentation
- 应用说明：为可编程采集卡设计信号处理小应用程序
通过使用触发器，您可以控制图像采集过程。例如，您可以在特定时间点采集图像、定义何时接受相机传来的图像、指定应采集多少行或控制照明。
Basler 采集卡上的触发接口#
Basler 采集卡提供以下触发接口：
- 槽挡板上的前置 GPIO：一个 15 针 D-Sub Micro-D 连接器。
- GPIO 触发板连接：一个用于连接附加触发板（Opto Trigger 5 或 TTL Trigger）的 34 针插座。
- 两个软件触发器（A 和 B）。
- marathon ACL、marathon VCL 和 marathon VCLx：每个 Camera Link 端口有四个用于控制相机的相机控制信号（CC 信号）。
在 imaFlex CXP-12 Penta、imaFlex CXP-12 Quad、marathon VCX-QP、marathon VCL 和 marathon VCLx 上，您可以使用 VisualApplets 配置 Front GPIO 和 Trigger Extension Board 的各个引脚以及软件触发器（对于所有 CL 采集卡，还可配置 CC 信号）。
输入配置#
对于 GPI 配置，您有两种信号模式可供选择：“Differential”和“Single-ended”。默认模式为“Differential”。
- 在差分模式下，您可以使用前置 GPIO 上的 GPI 接收最多 3 个差分信号，或者接收两个差分信号和一个单端信号。
- 在单端模式下，您可以使用前置 GPIO 上的 GPI 接收最多 4 个单端信号。
信息
对于输入，必须始终连接 GND 和 Voltage In。施加到 Voltage In（引脚 10）的电压必须与信号源电压相同。
您可以使用 gpioTool 命令行工具在不同模式之间切换。
信息
gpioTool 不适用于 imaFlex CXP-12 Penta 采集卡。imaFlex CXP-12 Penta 采集卡的触发器只能通过小应用程序进行配置。不过，您可以通过任意小应用程序来配置触发。有关详细信息，请参阅以下文档：
- VisualApplets 文档，特别是 AppletProperties Operator Documentation
- 应用说明：为可编程采集卡设计信号处理小应用程序
- imaFlex CXP-12 Penta 的标准小应用程序文档中的其他/GPIO 配置章节
差分模式#
在默认的“Differential”模式下，Front GPIO 的所有六个输入引脚均配置为接收差分信号（处于上拉模式）：
| 引脚号 | 信号 |
|---|---|
| 8/9 | 1 个差分信号（引脚 8+，引脚 9-） |
| 11/12 | 1 个差分信号（引脚 11+，引脚 12-） |
| 13/14 | 1 个差分信号（引脚 13+，引脚 14-） |
| 10 | GPI 电压输入（4.5–28 VDC）：GPI 电压输入必须与信号源电压相同。 |
| 15 | GPI 接地 |
或者，您可以使用引脚对 8/9 来接收一个单端信号。为此，请将单端输入信号连接到物理引脚 9。引脚 8 未连接。
单端模式#
如果您需要一个以上的单端输入信号，可以将 Front GPIO 的 GPI 切换到“Single-ended”模式。在“Single-ended”模式下，Front GPIO 的六个输入引脚配置为接收四个单端信号：
| 引脚号 | 信号 |
|---|---|
| 8 | 1 个单端信号 |
| 9 | 1 个单端信号 |
| 11 | 1 个单端信号（不使用引脚 12） |
| 13 | 1 个单端信号（不使用引脚 14） |
| 10 | GPI 电压输入（4.5–28 VDC）：GPI 电压输入必须与信号源电压相同。 |
| 15 | GPI 接地 |
您可以使用 gpioTool 命令行工具在“Single-ended”（单端）和“Differential”（差分）模式之间切换。
信息
这两种配置（差分和单端）均可用于上拉和下拉模式。默认模式为上拉模式。如果您想以下拉模式使用输入，可以使用 gpioTool 命令行工具相应地配置引脚。
前置 GPIO#
除 imaFlex CXP-12 Penta 外所有采集卡的前置 GPIO 原理电路图#
imaFlex CXP-12 Penta 的前置 GPIO 原理电路图#
物理输入的电气特性#
| 描述 | 最小值 | 典型值 | 最大值 | 单位 |
|---|---|---|---|---|
| 供电电压 | 4.5 | 28 | VDC | |
| 输入阈值 | 20% 供电电压 | VDC | ||
| 差分输入偏移电压 | 50 | mV | ||
| GPI 引脚上的电流 | 4 | mA | ||
| GPI 电压输入的总电流 | 50 | mA |
注意
采集卡触发系统需要从 Voltage IN 引脚获取供电电压。如果您要连接没有 PWR 引脚的设备，则必须从外部电源为 Voltage IN 引脚提供电源。
物理输入的时序特性#
| 定时 | 典型值 | 单位 |
|---|---|---|
| 传输延迟 | 300 | ns |
| 最小脉宽 | 200 | ns |
| 最高频率 | 2.5 | MHz |
信息
Basler 采集卡配有压敏电阻，当输入电压达到 30 VDC（在 GPIO 上）时会打开。这会激活板载浪涌保护器以保护电路板。当总供电电压达到 36 VDC 时，电子元件将会损坏。
TTL 触发输出#
除 imaFlex CXP-12 Penta 外所有采集卡的原理电路图#
对于除 imaFlex CXP-12 Penta 之外的所有采集卡，引脚 1 和 2 可用于发送 TTL 触发输出信号 (5 VDC)：
| 引脚号 | 信号 |
|---|---|
| 1 | TTL 5V 兼容输出 0 |
| 2 | TTL 5V 兼容输出 1 |
| 5 | GPO 5V VCC |
| 6 | 板卡 GND |
5V Out 采集卡外部供电
每个 Basler 采集卡均提供 5V out 电源，用于连接需要外部 GPIO 电源的外部设备。这 5V 电源在所有供电的 GPIO 端口上最大可维持 500 mA 的电流。
imaFlex CXP-12 Penta 的原理电路图#
对于 imaFlex CXP-12 Penta，引脚 1、2、3 和 4 可用于发送 TTL Trigger 输出信号 (5 VDC)：
| 引脚号 | 信号 |
|---|---|
| 1 | TTL 5V 兼容输出 0 |
| 2 | TTL 5V 兼容输出 1 |
| 3 | TTL 5V 兼容输出 2 |
| 4 | TTL 5V 兼容输出 3 |
| 5 | GPO 5V VCC |
| 6 | 隔离式 GND |
5V Out 采集卡外部供电
每个 Basler 采集卡均提供 5V out 电源，用于连接需要外部 GPIO 电源的外部设备。这 5V 电源在所有供电的 GPIO 端口上最大可维持 500 mA 的电流。
物理输出的电气特性#
| 描述 | 最小值 | 最大值 | 单位 |
|---|---|---|---|
| 高输出电压 (VOH) | 3.8 | 5 | VDC |
| 低输出电压 (VOL) | 0.58 | VDC | |
| 输出电流 (IO) | 18 | mA |
5V 输出（最大电流 500 mA）：前置 GPIO 提供了一个输出 5 VDC 的电压引脚。它可用于最大 500 mA 的电流。
物理输出的时序特性#
| 定时 | 典型值 | 单位 |
|---|---|---|
| 上升时间 下降时间 | 2.5 | ns |
| 传输延迟 | 10 | ns |
信息
有关 Front GPIO 输出的电气和时序特性的详细信息，请参阅 TI SN74LVC1G97 数据手册。
有关 RS 485 收发器的详细信息，请参阅 TI SN65HVD1176 数据手册。
GPIO Trigger Board 连接器（34 引脚）#
通过 GPIO 触发板连接器（34 引脚），您可以将采集卡连接到 Trigger Extension Board。
下图显示了采集卡与 Trigger Extension Board 配合使用的方式：
GPIO 连接器提供
- 8 个数字输入 (IN 0–7)
- 8 个数字输出 (OUT 0–7)。
这八个输入的编号从 0 到 7。这八个输出的编号范围为 0 到 7。
GPIO 连接器用于连接触发扩展板。触发扩展板物理接口的配置方式（TTL 或光耦隔离、上拉、下拉、差分或单端信号）取决于您所使用的触发扩展板。有关详细信息，请参阅 Opto-Coupled Trigger 5 或 TTL Trigger。
有关安装说明，请参阅 Installing a Trigger Extension Board。
有关将一个或多个采集卡设备连接到一个或多个触发板的详细信息，请参阅 Synchronizing Multiple Boards。
GPIO Trigger Board 连接器引脚布局（34 引脚）#
34 引脚排线可将采集卡连接到外部触发板。所有 Basler 采集卡均提供 8 个数字输入 (IN 0–7) 和 8 个数字输出 (OUT 0–7)。
您可以通过 applet 配置各个输入和输出的使用方式。请参阅您正在使用的 applet 的文档。
| 引脚编号（奇数） | I/O 名称 | 引脚编号（偶数） | I/O 名称 |
|---|---|---|---|
| 1 | Trigger Output 0 | 2 | +3.3 VDC |
| 3 | Trigger Output 1 | 4 | +3.3 VDC |
| 5 | Trigger Output 2 | 6 | GND |
| 7 | Trigger Output 3 | 8 | GND |
| 9 | Trigger Input 0 | 10 | GND |
| 11 | Trigger Input 1 | 12 | GND |
| 13 | Trigger Input 2 | 14 | GND |
| 15 | Trigger Input 3 | 16 | GND |
| 17 | Trigger Output 4 | 18 | GND |
| 19 | Trigger Output 5 | 20 | GND |
| 21 | Trigger Output 6 | 22 | GND |
| 23 | Trigger Output 7 | 24 | GND |
| 25 | Trigger Input 4 | 26 | GND |
| 27 | Trigger Input 5 | 28 | GND |
| 29 | Trigger Input 6 | 30 | GND |
| 31 | Trigger Input 7 | 32 | VCCIO (+2.5 VDC / 3.3 VDC) |
| 33 | Presence Detect | 34 | VCCIO (+2.5 VDC / 3.3 VDC) |
默认情况下，信号由集电极开路驱动器驱动，但可以通过软件切换为推挽输出。板载上拉电阻。
请参阅Opto Trigger 5和TTL Trigger章节，了解如何连接和使用触发扩展板。请参阅具体的applet 文档，了解如何使用触发信号。
将带或不带电源的 Trigger Sources 连接到前置 GPIO#
通常有 2 种类型的触发设备：
- 为其 GPIO 提供电源的设备
- 需要外部供电的设备。
Basler 采集卡可与这两种类型的设备结合使用。
为其 GPIO 提供电源的源设备#
本节展示了如何将提供 GPIO 电源的旋转编码器连接到 Basler 采集卡。旋转编码器以差分方式连接到 GPI[0] ± 和 GPI[1] ±。
其 GPIO 需要外部电源的源设备#
本节显示了一个如何将需要外部 GPIO 电源的旋转编码器连接到 Basler 采集卡的示例。
除了连接旋转编码器电源引脚外，还必须确保将 GPI voltage IN 引脚连接到 5V 引脚。
为其 GPIO 提供电源的宿设备#
本章显示了一个如何将提供 GPIO 电源的控制宿侧（sink）连接到 Basler 采集卡的示例。
CXP-12 采集卡提供的所有 GPO 均为 TTL 兼容的 5V 格式。接收设备必须兼容 5V，否则需要外部电平转换器。
需要为其 GPIO 提供电源的宿设备#
本章显示了一个如何将需要外部 GPIO 电源的宿侧（sink）连接到 Basler 采集卡的示例。
5V Out 采集卡外部供电
每个 Basler 采集卡均提供 5V out 电源，用于连接需要外部 GPIO 电源的外部设备。这 5V 电源在所有供电的 GPIO 端口上最大可维持 500 mA 的电流。
Trigger Extension Boards#
Trigger Extension Board 可用于以极低的延迟执行各种任务，例如：
- 控制相机
- 控制外围设备
- 同步多个采集卡
所有适用于 Basler 采集卡的 Trigger Extension Board 都提供以下功能：
- 8 个数字输入（IN 0–7）（8 个单端信号或 4 个差分信号）
- 8 个数字输出 (OUT 0–7)。
有关更多信息，请参见 Opto-Coupled Trigger 5 和 TTL Trigger。
Applet 专用触发设置#
通过 applet，您可以配置如何使用 trigger extension board 的各个 I/O。请参考 Configuring the Trigger Options within an Applet 以及您正在使用的特定 applet 的文档。
在 Applet 中配置触发选项#
您可以按如下方式访问 Applet 的触发配置：
- microDisplay X：允许您通过 GUI 触发参数值。
- Framegrabber API：允许将采集卡集成到特定的图像处理应用程序中。
对触发系统的要求因您的应用而异：
- 对于面扫描，只需要一种触发类型（帧触发）。
- 对于线阵扫描，需要两种触发类型：行触发（为每行发送一个触发脉冲）和帧触发。在线阵扫描应用中，帧触发控制图像中附加的行数。
有关可用参数（以及设置可能产生的影响）的信息，请参考您正在使用的 applet 的文档。