子模板与IO接口设备的软件驱动培训教材.pptx

第二级,第三级,第四级,第五级,第,4,章,Data Acquisition,子模板与,I/O,接口设备的软件驱动,第4章 Data Acquisition子模板与I/O接口设备的软件驱动,4.1 数据采集,4.2 PXI总线简述,4.3 Data Acquisition子模板简介,4.4 应用举例,本章小结,4.1 数 据 采 集,4.1.1 多参量测量系统的组成和数据采集卡DAQ,一个由,PC,DAQ/PCI,插卡式虚拟仪器组成的多通道多参量测量系统如图,4,1,所示。该测量系统由两大部分构成：传感器及其调理电路和虚拟仪器硬件平台。,图4,1 多参量多通道PC,DAQ/PCI虚拟仪器测量系统,4.1.1.1 传感器及其调理电路,只有那些数值大小合适的电压信号可以直接进入虚拟仪器平台外，大多数被测信号要经由传感器及其调理电路才能进入虚拟仪器系统，也可以说虚拟仪器的输入信号大多数来自传感器及其调理电路。,传感器。传感器完成信号的获得，它将被测参量转换成相应的可用输出信号。被测参量可以是各种非电气参量，如压力、温度、加速度等，也可以是电气量，如电力输电线路电网电压及电流等。高压电网通过高压互感器将电网高电压变为,100 V,电压，通过电流互感器将电网大电流变为,5 A,电流后再采用电压、电流传感器或变送器将,100 V,、,5 A,分别转换成,5 V,低电压送到虚拟仪器。,信号调理。来自传感器的输出信号通常是含有噪声的微弱信号或者是非电压信号，如电流、电荷、电参量,(,电阻、电容、电感等,),信号，故调理电路的基本作用有三个：,l,放大。将微弱电压信号放大。,l,转换。将非电压输出信号转换为电压信号。,l,滤波。滤除高频干扰，限制信号的最高频率,f,max,，避免产生混淆/叠。如果信号调理电路输出的是规范化的标准信号，即 420 mA电流信号(经250/500 标准电阻转换为 15 V/210 V标准电压信号)，则称这种信号调理电路为变送器。,4.1.1.2 数据采集卡及虚拟仪器硬件平台,虚拟仪器的硬件平台由,PC,计算机与数据采集卡,(DAQ,卡,),组成。,数据采集卡,(DAQ,卡,),由以下几个部分组成：,多路开关。将各路信号轮流切换到放大器的输入端，实现多参数多路信号的分时采集。,放大器。将前一级多路开关切换进入待采集信号放大,(,或衰减,),至采样环节的量程范围内。通常实际系统中放大器做成增益可调的放大器，设计者可根据输入信号不同的幅值选择不同的增益倍数。,采样,/,保持器。取出待测信号在某一瞬时的值,(,即实现信号的时间离散化,),，并在,A/D,转换过程中保持信号不变。如果被测信号变化很缓慢，也可以不用采样,/,保持器。,A/D,转换器。将输入的模拟量转化为数字量输出，并完成信号幅值的量化。随着电子技术的发展，目前通常将采样,/,保持器同,A/D,转换器集成在一块芯片上。,以上四个部分都处在,PC,计算机的前向通道，是组成数据采集卡,/,板的主要环节，与其它有关电路如定时,/,计数器、总线接口电路等作在一块印刷电路板上，即构成数据采集卡,(DAQ,卡,),，完成对信号数据的采集、放大及模,/,数转换任务。,4.1.2 数据采集卡的基本性能指标,使用者在选择数据采集卡构成系统时，必须对数据采集卡的性能指标有所了解。数据采集卡的主要性能指标如下。,4.1.2.1 模拟信号输入部分,模拟输入通道数。该参数表明数据采集卡所能够采集的最多的信号路数。,信号的输入方式。一般待采集信号的输入方式有：,l,单端输入：即信号的其中一个端子接地。,l,差动输入：即信号两端均浮地。,l,单极性：信号幅值范围为0，,A,，,A,为信号最大幅值。,l,双极性：信号幅值范围为,A,，,A,。,一般的数据采集卡都设有信号输入方式的选择设置，设计者可根据实际需要进行选择。,模拟信号的输入范围,(,量程,),一般根据信号输入特性的不同,(,单极性输入还是双极性输入,),有不同的输入范围。如对单极性输入，典型值为,0,10 V,，对双极性输入，典型值为,5 V5 V,。,放大器增益。,模拟输入阻抗。采集卡固有参数，一般不由用户设置。,4.1.2.2 A/D转换部分,采样速率。指在单位时间内数据采集卡对模拟信号的采集次数，是数据采集卡的重要技术指标。由采样定理，为了使采样后输出的离散时间序列信号能无失真地复现原输入信号，必须使采样频率,f,s,至少为输入信号最高有效频率,f,max,的两倍，否则会出现频率混淆误差。实际系统中，为了保证数据采样精度，一般有下列关系：,(4,1),式中,N,为多通道数据采集系统的通道数。,位数,b,。是指,A/D,转换器输出二进制数的位数。当输入电压由,U,=0,增至满量程值,U,=,U,H,时，一个八位,(,b,8)A/D,的数字输出由八个“,0,”变为八个“,1”,，共计变化,2,b,个状态，故,A/D,转换器产生一个最低有效位数字量的输出改变量，相应的输入量,U,min,=1 LSB=,q,可由下式计算：,(4,2),式中：,q,为量化值；,U,H,A,，为满量程输入电压，通,常 等于,A/D,转换器的电源电压。,图,4,2,示出了八位,A/D,的输入与输出关系。,(a)(b)(c),图4,2 八位A/D的输入与输出关系,(a),U,=0时的输出00000000；(b),U,=,U,H,时的满量程输出11111111；(c),U,=q时1 LSB的输出00000001,分辨率与分辨力。指数据采集卡可分辨的输入信号最小变化量。分辨率一般以,A/D,转换器输出的二进制位数或,BCD,码位数表示。分辨力为,1 LSB(,最低有效位数,),。,精度。一般用量化误差表示，量化误差,e,为,LSB/2,。,(4,3),4.1.2.3 D/A模数转换部分,分辨率。指当输入数字发生单位数码变化即,1 LSB,时，所对应输出模拟量的变化量。通常用,D/A,转换器的转换位数,b,表示。,标称满量程。指相当于数字量标称值的模拟输出量。,响应时间。指数字量变化后，输出模拟量稳定到相应数值范围内,(LSB/2),所经历的时间。,4.1.3 数据采集卡的安装,数据采集卡通常都是插卡式结构，一般采用,PC,计算机本身的,PCI,总线或,ISA,总线，故称由它组成的虚拟仪器为,PC,DAQ/PCI,插卡式虚拟仪器。在使用数据采集卡以前需进行硬件安装和软件设置。硬件安装就是将,DAQ,卡插入,PC,机相应的总线扩展插槽内。,4.1.4 实现数据采集卡软件驱动前的参数设置,要使数据采集卡正确地实现数据采集的功能，必须根据实际测量的需要对一些参数进行正确设置。这就是数据采集卡的软件驱动问题。待设置的参数主要有数据采集卡的设备号、地,址码，此外，还有如下设置。,4.1.4.1 模拟信号输入部分,设置信号的输入方式。单端输入还是双端输入，单极性信号还是双极性信号等。,选择增益。根据输入信号幅值范围和分辨率的要求进行增益选择。,选择量程。根据输入信号是单极性还是双极性，相应选择合适的量程。,4.1.4.2 A/D转换部分,设定信号输入通道号。,设定采样点数。,设定采样速率。,采样结果的输出方式。采样结果可放在一个数组中，也可放在某一缓冲区中。,采样触发方式。一般分外触发、定时触发、软件触发等。,4.1.4.3 D/A转换部分,模拟信号的输出通道号。,模拟信号的输出幅值。此参数应设置在标称满量程范围内。,刷新速率。该参数决定所产生的模拟信号波形的“光滑度”。最快刷新速率的倒数即为响应时间。,以上为驱动一个数据采集卡所需的一般参数。但并不是任何情况下，所有参数都必须设置。有的简单的数据采集卡就不具备某些功能。如国产的,HY,1232,型数据采集卡，不提供定时采集的功能，相应的就没有采样速率设置要求，且采样触发方式只提供软件触发方式一种，使用者无法选择其它的触发方式；与此相反，对于功能较丰富的数据采集卡，可能仅仅设置以上参数还是不够的,(,如美国,NI,公司的,Lab,PC,1200,型数据采集卡,),，使用者还需设置其它参数，从而可以更灵活地实现一个复杂的数据采集任务。,在,LabVIEW,平台，用软件驱动,I/O,接口数据采集卡，实现数据采集分以下两种情况：,l,LabVIEW,支持的数据采集卡，如,NI,公司自行生产的各类数据采集卡，可利用,LabVIEW,自带的驱动函数驱动。设计者只需正确设置输入参数就可实现数据采集的任务，而不需编写代码程序。,l,LabVIEW,不支持的数据采集卡，可利用,LabVIEW,的代码嵌入功能,(CIN,模块,),来实现采集卡的软件驱动。,4.1.5 I/O接口设备Lab,PC,1200型数据采集卡简介,LabPC1200型数据采集卡是NI公司1200系列数据采集卡之一，是一种性能优良的低价位适合PC机及其兼容机的采集卡。它能够完成信号采集(A/D)、数字信号的模拟输出(D/A)以及定时/计数等功能，具有八个模拟量输入通道(对差分输入是四对模拟输入通道)、两个模拟量输出通道、24个数字量I/O口、三个16位的计数器(用于定时/计数功能)，具体功能如下：,根据输入信号是单极性还是双极性，相应选择合适的量程。,FunctionsData Acquisition Analog Input AI Config.,channel：含义同上述的AI Acquire Waveform.,AO设置项：因为输入信号幅度为0.,用于清除模拟输出通道的数据。,执行Functions Data Acquisition AI Start.,针对这种情况，1997年9月1日，NI发布了一种全新的开放性、模块化仪器总线规范PXI总线，由PXI总线组成的系统则具有较高的性能价格比。,(b)U=UH时的满量程输出11111111；,FunctionsData Acquisition Analog Input AI Clear.,14、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。,采用LabPC1200型卡，信号由模拟输出通道0输出，由模拟输入通道0采集，并把模拟输出0通道与模拟输入0通道短接起来。,taskID in：同上述。,标称满量程。,D/A转换部分，即后向通道，主要性能指标如下：,UHA，为满量程输入电压，通,信号采集,(,包括模拟信号输入和,A/D,转换两部分,),部分，即前向通道，主要性能指标如下：,l,提供三种信号输入方式选项：单端无参考地输入、单端有参考地输入、差分输入。,l,放大器增益,(,软件设置,),：,1,、,2,、,5,、,10,、,20,、,50,、,100,。,l,量程：分为,5V,和,010V,两种，分别对应信号为双极性输入方式和单极性输入方式。,l,分辨率：,12,位。,l,单通道最大采样率：,100 kHz/s,。,D/A,转换部分，即后向通道，主要性能指标如下：,l,分辨率：,12,位。,l,响应时间,(,即最快刷新速率的倒数,),：,1 ms,。,4.1.6 Lab,PC,1200型数据采集卡的安装检验与参数设置,在进行数据采集卡软件驱动前应进行参数设置，,LabVIEW,提供了,Measurement&Automation,软件。该软件可以自动检测到与系统,(PC,机,),相连的设备,(,如,DAQ,卡、,GPIB,、,VISA,、,VXI,、,IMAQ,等硬件产品,),，并可调用相应设备的设置软件对设备参数进行设置。,1.Measurement&Automation的调用,Measurement&Automation,图标在,Windows,桌面上，它是在安装完,LabVIEW,后自动产生的。其调用方法是：用鼠标点击,Measurement&Automation,图标后，出现图,4,3,所示的浏览窗口。,2检验,若,Lab,PC,1200,型数据采集卡已经插入,PC,计算机的,PCI,插槽中，检验方法是：用鼠标双击图,4,3,下,Measurement&Automation,浏览窗口下的,Devices and Interfaces,子目录，在右侧窗口会出现以,Lab,PC,1200,为名称的列表项，则表明已安装成功。,3参数设置,用鼠标右击,Lab,PC,1200,列表项，弹出,Lab,PC,1200,的设置窗口，如图,4,4,所示。设置项目有五项：,System,、,AI,、,AO,、,Accessory,、,OPC,。下面以,I/O,接口设备,Lab,PC,1200,型数据采集卡为例说明各项参数的设置方法。图,4,4,所示的就是,System,设置项。,图4,3 Measurement&Automation 浏览窗口,图4,4 Lab,PC,1200设置软件的用户界面,System设置项,1)System,设置项,该设置项显示了设备占用的系统资源以及设备的编号。,Device 1,：,LabVIEW,分配给,Lab,PC,1200,型数据采集卡的设备号为,1,因为没有接入其它的,I/O,设备。,Resources,：,Input/Output Range 0 x140-0 x15F,Interrupt Request 5,Direct Memory Access 3,PC,计算机分配给,Lab,PC,1200,型数,据采集卡的输入,/,输出地址范围,PC,计算机分配给,Lab,PC,1200,型数,据采集卡的中断号为,5,PC,计算机分配给,Lab,PC,1200,型数,据采集卡的直接访问内存的地址号为3,2)AI,设置项,用鼠标点击图,4,4,中的“,AI,”按钮，出现如图,4,5,所示的设置项。,Polarity/,：极性选择，实指量程，根据输入信号是单极性还是双极性，相应选择合适量程。如信号是单极性信号，,Lab,PC,1200,型数据采集卡量程为,0,10 V,；若信号为双极性信号，量程为,5,+5 V,。图,4,5,所示为双极性信号。,Mode:,模拟信号的输入方式，有三种方式选择：,Nonreference Single Ended,单端无参考地输入,Reference Single Ended,单端有参考地输入,Differential,差分输入,图,4,5,所示为选择单端无参考地输入方式。,图4,5 Lab,PC,1200设置软件的用户界面,AI设置项,3)AO,设置项,用鼠标点击图,4,4,中的“,AO,”按钮，弹出如图,4,6,所示的,AO,设置项。,Polarity,：模拟信号的输出极性。开始时只出现一个选项，用下拉键可显示出两种选项：有极性输出和无极性输出，选择其一。图,4,6,所示为选择有极性输出。,图4,6 Lab,PC,1200设置软件的用户界面,AO设置项,4)Accessory,设置项,用于设置对应传感器有关的调理模块。,5)OPC,设置项,将测试数据存储到,OPC,服务器。,4.2 PXI总线简述,虚拟仪器的迅速发展，使得计算机操纵的模块化仪器系统在世界范围内得到了广泛的认同与应用。在虚拟仪器系统中，用灵活、强大的计算机软件代替传统仪器的某些硬件，用人的智力资源代替许多物质资源，特别是在系统中应用计算机直接参与测试信号的产生和测量特征的解析，使仪器中的一些硬件甚至整件仪器从系统中“消失”，而由计算机的软硬件资源来完成它们的功能。,但是，在,GPIB,、,PC,DAQ,和,VXI,三种,VI,体系结构中，,GPIB,实质上是通过计算机完成传统仪器功能的扩展与延伸；,PC,DAQ,直接利用了标准的工业计算机总线，没有仪器所需要的总线性能；而构建,VXI,系统尚需较大的投资强度。针对这种情况，,1997,年,9,月,1,日，,NI,发布了一种全新的开放性、模块化仪器总线规范,PXI,总线，由,PXI,总线组成的系统则具有较高的性能价格比。,4.2.1 PXI规范及其体系结构,PXI,是,PCI,在仪器领域的扩展,(PCI Extensions for Instrumentation),，它将,CompactPCI,规范定义的,PCI,总线技术发展成适合于试验、测量与数据采集场合应用的机械、电气和软件规范，从而形成了新的虚拟仪器体系结构。制订,PXI,规范的目的，是为了将台式,PC,的性能价格比优势与,PCI,总线面向仪器领域的必要扩展完美地结合起来，形成一种主流的虚拟仪器测试平台。,PXI规范定义了保证多厂商产品互操作性的仪器级(即硬件)接口标准。与其它规范所不同的是，PXI在电气要求的基础上还增加了相应的软件要求，以进一步简化系统集成。这些软件的要求就形成了PXI的系统级(即软件)接口标准。PXI规范要求厂商而非用户来开发标准的设备驱动程序，使PXI系统更容易集成和使用。,PXI,规范还规定了仪器模块和机箱制造商必须提供用于定义系统配置情况的初始化文件。初始化文件所提供的这些信息是操作软件正确配置系统所必不可少的。例如，通过这种机制，可以确定相邻仪器模块是否具有兼容局部总线的能力。如果信息不对或者丢失，将无法操作和利用,PXI,的局部总线能力。,PXI的重要特性之一是维护了与标准CompactPCI产品的互操作性。但许多PXI兼容系统所需要的组件也许并不需要完整的PXI总线特征。例如，用户或许要在PXI机箱中使用一个标准CompactPCI网络接口模块，或者要在标准CompactPCI机箱中使用PXI兼容模块，在这些情况下，用户所需要的是模块的基本功能而不是完整的PXI特性。,4.2.2 PXI总线与PCI总线的性能比较,PXI,总线是在,PCI,总线内核技术上增加了成熟的技术规范和要求形成的。和,PCI,总线相比，,PXI,总线具有以下的特点：,PXI总线是对PCI总线在测试领域的扩展。以PCI计算机总线为基础，增加了用于多板同步的触发总线和参考时钟、用于精确定时的星形触发总线以及用于相邻模块间高速通信的局部总线，以满足试验和测量的要求。,PXI规范在CompactPCI机械规范中增加了环境测试和主动冷却要求，以保证多厂商产品的互操作性和系统的易集成性。为此，PXI总线的数据采集卡又称为PXI采集模块，它被插入PXI机箱中，而不是通用计算机的扩展槽中。与PCDAQ/PCI插卡式虚拟仪器系统相比，在电源条件、电磁屏蔽、发热冷却条件等方面有了很大的改善。,PXI将Microsoft,TM,Windows NT,TM,和Microsoft,TM,Windows 98,TM,定义为其标准软件框架，并要求所有的仪器模块都必须带有按VISA规范编写的WIN32设备驱动程序，使PXI成为一种系统级规范，保证系统的易于集成与使用，从而进一步降低最终用户的开发费用。,除了PXI系统具有多达八个插槽(一个系统槽和七个仪器模块槽)，而绝大多数台式PCI系统仅有三个或四个PCI插槽这点差别之外，PXI总线与台式PCI规范具有完全相同的PCI性能。而且，利用PCIPCI桥技术扩展多台PXI系统，可以使扩展槽的数量在理论上最多能扩展到256个。,其它的PCI性能还包括：,l,33 MHz性能。,l,32 bit和64 bit数据宽度。,l,132 Mb/s(32 bit)和264 Mb/s(64 bit)的峰值数据吞吐率。,l,即插即用功能。,PXI规定系统槽(相当于VXI的零槽)位于总线的最左端，而CompactPCI系统槽则可位于背板总线的任何地方。PXI规范定义唯一确定的系统槽位置是为了简化系统集成，并增加来自不同厂商的机箱与主控机之间的互操作性。PXI还规定主控机只能向左扩展自身的扩展槽，不能向右扩展而占用仪器模块插槽。,4.2.3 I/O接口设备PXI,6040E型数据采集卡简介,PXI,6040E,型数据采集卡是,NI,公司生产的数据采集卡之一，其主要技术指标如下：,模拟输入通道数：,32,路差分输入，,64,路单端输入。,模拟输出通道数：,2,路。,量程：分为,5V,和,0,10V,两种，分别对应信号为双极性输入方式和单极性输入方式。,分辨率：,12,位。,单通道最大采样率：,1.25 MHz/s,。,PXI,6040E,型数据采集卡模块具有一般数据采集卡的基本功能，即对信号数据的采集、放大、模数转换及数模转换，只是使用的总线类型不同而已。,4.2.4 安装检验与参数设置,当把,PXI,6040E,型数据采集卡插入,PXI,机箱的插槽中后，其安装检验与参数设置的方法及步骤与,Lab,PCI,1200,型数据采集卡的相同。,4.3 Data Acquisition子模板简介,LabVIEW,的功能模板,(Functions Palette),提供了,Data Acquisition,驱动数据采集卡,DAQ,子模板，该子模板提供了六个子模块，如图,4,7,所示。,Data Acquisition,子模板调用路径：,Functions Data Acquisition,图4,7 Data Acquisition子模板,图,4,7,中各个图标的名称如图,4,8,所示。,图4,8 Data Acquisition子模板上的图标及名称,4.3.1 Analog Input子模板简介,4.3.1.1 Analog Input图标的调用路径,FunctionsData Acquisition Analog Input,图,4,9,所示为,Analog Input,子模板。,图4,9 Analog Input子模板,4.3.1.2 Analog Input图标及其输入、输出端口参数,1AI Acquire Waveform.vi图标,1)AI Acquire Waveform.vi,图标的调用路径,FunctionsData Acquisition Analog Input AI Acquire Waveform.vi,执行上述操作后，出现,AI Acquire Waveform.vi,图标及其端口图，如图,4,10(a),、,(b),所示。,(a),(b),图4,10 AI Acquire Waveform.vi图标及其端口图,(a)AI Acquire Waveform.vi图标；(b)AI Acquire Waveform.vi图标与其端口,2)AI Acquire Waveform.vi,图标端口参数设置,输入端口：,device,：设置,DAQ,的设备号。设备号是一个,16,位整型,(Int),数值。由,Measurement&Automation,软件设定。,channel,：设置待采集的模拟信号所在通道号，是一个字符串,(String),。可以取默认值，也可以由面板控件设置。,number of samples,：设置采样点数，为整型数值。,sample rate,：设置采集速率，为,Double,型数值，默认值为,1000 Hz/s,。,high limit(0.0),：设置模拟信号的最大输入值，是,Double,型数值。当该端无参数送入时，,LabVIEW,自动赋予该参数为默认值，默认值为在,Measurement&Automation,设置软件中设定的量程上限值。,low limit(0.0),：设置模拟输入量的最小值，是,Double,型数值。当该端无参数送入时，,LabVIEW,自动赋予该参数为默认值，默认值为在,Measurement&Automation,设置软件中设定的量程下限值。,输出端口：,waveform,：,ID,数组，存放采集得到的数据，数据类型为,Double,型。,actual sample rate,：采集卡返回的实际采样率，有时相对于设定值有一定误差，是,Double,型变量。,2AI Acquire Waveforms.vi图标,1)AI Acquire Waveforms.vi,图标的调用路径,FunctionsData Acquisition Analog Input AI Acquire Waveforms.vi,执行上述操作后，出现,AI Acquire Waveforms.vi,图标及其端口图，如图,4,11(a),、,(b),所示。,(a),(b),图4,11 AI Acquire Waveforms.vi图标及其端口图,(a)AI Acquire Waveforms.vi图标；,(b)AI Acquire Waveforms.vi图标与其端口,模拟信号的输入范围(量程)一般根据信号输入特性的不同(单极性输入还是双极性输入)有不同的输入范围。,参数设置在Measurement&Automation中进行。,2)AI Sample Channel.,2)AI Read One Scan.,16 V，故选模拟信号输出方式为单极性输出。,输入端口：,0)：含义同上述的AI Acquire Waveform.,vi图标及其端口图，如图411(a)、(b)所示。,1)AI Acquire Waveforms.,taskID in：同上述。,Voltage：模拟信号的输出幅度。,用连线工具把对应的图标的输入端和输出端连接起来。,设置完毕后，进入LabVIEW进行前面板和流程图的设计。,输入端口：,(3)调用AI Read.,l 放大器增益(软件设置)：1、2、5、10、20、50、100。,2)Acquire Waveforms.vi,图标端口参数设置,输入端口：,device,：含义同上述的,AI Acquire Waveform.vi,图标。,channel,：含义同上述的,AI Acquire Waveform.vi,图标。,number of samples,：含义同上述的,AI Acquire Waveform.vi,图标。,scan rate,：含义同上述的,AI Acquire Waveform.vi,图标。,high limit(0.0),：含义同上述的,AI Acquire Waveform.vi,图标。,low limit(0.0),：含义同上述的,AI Acquire Waveform.vi,图标。,输出端口：,waveforms,：,2D,数组，存放采集得到的数据和信号所在的通道，数据类型为,Double,型。,3AI Sample Channel.vi图标,1)AI Sample Channel.vi,图标的调用路径,FunctionsData Acquisition Analog Input AI Sample Channel.vi,执行上述操作后，出现,AI Sample Channel.vi,图标及其端口图，如图,4,12(a),、,(b),所示。,图4,12 AI Sample Channel.vi图标及其端口图,(a)AI Sample Channel.vi图标；,(b)AI Sample Channel.vi图标与其端口,2)AI Sample Channel.vi,图标端口参数设置,输入端口：,device,：含义同上述的,AI Acquire Waveform.vi,图标。,channel,：含义同上述的,AI Acquire Waveform.vi,图标。,high limit(0.0),：含义同上述的,AI Acquire Waveform.vi,图标。,low limit(0.0),：含义同上述的,AI Acquire Waveform.vi,图标。,输出端口：,sample,：模拟信号采集结果，是一个,Double,型数值。因输出值只有一个，因此对该模块调用一次只能得到一个采集数据。,4AI Sample Channels.vi图标,1)AI Sample Channels.vi,图标的调用路径,FunctionsData Acquisition Analog Input AI Sample Channels.vi,执行上述操作后，出现,AI Sample Channels.vi,图标及其端口图，如图,4,13(a),、,(b),所示。,图4,13 AI Sample Channels.vi图标及其端口图,(a)AI Sample Channels.vi图标；,(b)AI Sample Channels.vi图标与其端口,2)AI Sample Channels.vi,图标端口参数设置,输入端口：,device,：含义同上述的,AI Acquire Waveform.vi,图标。,channel,：含义同上述的,AI Acquire Waveform.vi,图标。,high limit(0.0),：含义同上述的,AI Acquire Waveform.vi,图标。,low limit(0.0),：含义同上述的,AI Acquire Waveform.vi,图标。,输出端口：,samples:,模拟信号采集结果，是一个,1D,数组。由使用者自己设定采样频率和采样点数。,5.AI Config.vi图标,1)AI Config.vi,图标的调用路径,FunctionsData Acquisition Analog Input AI Config.vi,执行上述操作后，出现,AI Config.vi,图标及其端口图，如图,4,14(a),、,(b),所示。,(a),(b),图4,14 AI Config.vi图标及其端口图,(a)AI Config.vi图标；(b)AI Config.vi图标与其端口,2)AI Config.vi,图标端口参数设置,输入端口：,device,：,DAQ,设备的编号，默认值为,1,。,channels,：待采集的模拟信号所在通道号。,buffer size,：存储采集数据的缓冲区大小,(Int32),，默认值为,1000,。,error in,：由前级输入的错误代码和信息。如果已经发生了错误，,VI,不执行任何操作，将,error in,由,error out,传送给后面的,VI,。,输出端口：,TaskID,：任务标示符，用来指示当前任务的无符号整型量。,error out,：给出错误代码和信息。如果,error in,已经输入错误代码和信息，则,error out,原封不动地传给后面的,VI,，或者输出错误代码和信息。,6AI Start.vi图标,1)AI Start.vi,图标调用路径,FunctionsData Acquisition Analog Input AI Start.vi,执行上述操作后，出现该图标及其端口图，如图,4,15(a),、,(b),所示。,(a),(b),图4,15 AI Start.vi图标及其端口图,(a)AI Start.vi图标；(b)AI Start.vi 图标与其端口,2)AI Start.vi,图标端口参数设置,输入端口：,taskID in,：采集任务的标识符，标识该项采集任务。该值等于前面,VI,的输出,taskID out,的值。,number of scans to acquire,：设置需采集的采样点数。默认值为,1,，表示采集了一个缓冲区数据。,scan rate,：采样速率，单位为点数,/s,，默认值为,1000,个,/s,。,error in,：错误描述符，与,AI Config.vi,模块中的相同。,输出端口：,taskID out,：该值与,taskID in,相同，它把该标识符传给下一个采集,VI,的,taskID in,输入端。,error out,：输出错误，与,AI Config.vi,模块中的相同。,7AI Read.vi图标,1)AI Read.vi,图标的调用路径,FunctionsData Acquisition Analog Input AI Start.vi,执行上述操作后，出现,AI Read.vi,图标及其端口图，如图,4,16(a),、,(b),所示。,(a),(b),图4,16 AI Read.vi图标及其端口图,(a)AI Read.vi图标；(b)AI Read.vi图标与其端口,2)AI Read.vi,图标端口参数设置,输入端口：,taskID in,：同上述。,number of scans to read,：要读取的数据总数,(Int32),，默认值是,1,，表示读取和,number of scans to acquire,相同个数的数据。,error in,：同上述。,输出端口：,taskID out,：同上述。,scaled data,：,Double,型,2D,数组，存放采集结果。存放形式参看,2.3.4,节中的相关说明。,error out,：同上述。,8AI Clear.vi图标,1)AI Clear.vi,图标的调用路径,FunctionsData Acquisition Analog Input AI Clear.vi,执行上述操作后，出现,AI Clear.vi,图标及其端口图，如图,4,17(a),、,(b),所示。,(a),(b),图4,17 AI Clear.vi图标及其端口图,(a)AI Clear.vi图标；(b)AI Clear.vi图标与其端口,2)AI Clear.vi,图标端口参数设置,输入端口：,taskID in,：说明同前。,error in,：说明同前。,输出端口：,taskID out,：说明同前。,error out,：同,error in,。,9.AI Read One Scan.vi图标,1)AI Read One Scan.vi,图标的调用路径,FunctionsData Acquisition Analog Input AI Read One Scan.vi,执行上述操作后，出现,AI Read One Scan.vi,图标及其端口图，如图,4,18(a),、,(b),所示。,图4,18 AI Read One Scan.vi图标及其端口图,(a)AI Read One Scan.vi图标；,(b)AI Read One Scan.vi图标与其端口,2)AI Read One Scan.vi,图标端口参数设置,输入端口：,device,：含义同前。,channels,：含义同前。,taskID in,：含义同前。,error in,：说明同前；,输出端口：,taskID out,：说明同前。,error out,：同,error in,。,4.3.2 Analog Output子模板简介,4.3.2.1 Analog Output子模板的调用路径,FunctionsData Acquisition Analog Output,执行上述操作后，出现,Analog Output,子模板，如图,4,19,所示。,图4,19 Analog Output子模板,AO Clear.vi 图标。用于清除模拟输出通道的数据。,4.4 应 用 举 例,4.4.1 I/O接口设备Lab,PC,1200型数据采集卡的软件驱动,示例4,1,连续信号的采集与显示演示仪。,1功能描述,该信号的采集演示仪可以采集和显示一路信号，参数为：,频率范围：,0,10 kHz,。,幅值范围：,0.1,6 V,。,采用,Lab,PC,1200,型卡，信号由第,0,通道输入。,2设计步骤,在编写,VI,之前，需在,Measurement&Automation,驱动软件下，进行相关参数的设置。设置完毕后，进入,LabVIEW,进行前面板和流程图的设计。,1),参数设置,在,Measurement&Automation,中进行。因为只需数据采集与输入，故只需设置,AI,项。,AI,设置项：因为输入信号幅值在,0.1,6 V,，故选模拟信号输入方式为有参考地单端输入；量程为,0,10 V,。,2),前面板设计,一个输出显示型控件，用以显示采集信号的波形。,由,ControlsGraphWaveform Graph,路径调用,Graph,控件。,两个输入控制型数字控件，用以设置采样频率和采样点数。,采样频率范围为,0,100 kHz,，其上限取数据采集卡的最高限，因为被测信号的最高频率为,10 kHz,。,3),流程图设计,由,FunctionsData Acqui