基于数据采集卡的数据采集系统设计.docx

第一章 引言 1.1 研究背景及意义 虚拟仪器(Virtual Instrument,简称VI)是基于计算机系统的数字化测量测试仪器,它充分利用现有计算机资源,并配以独特设计的仪器硬件和专用软件,能实现普通仪器的全部功能以及一些在普通仪器上无法实现的特殊功能,常被称作“软件仪器”。它利用数据采集模块完成一般测量测试仪器的数据采集功能,利用计算机系统完成一般测量测试仪器的数据分析和输 出显示等功能。虚拟仪器是计算机技术、现代测量技术共同发展的结晶,代表着当今仪器发展的最新趋势。LabVIEW是虚拟仪器领域中最具有代表性的图形化编程开发平台[1],是目前国际上首推并应用最广的数据采集和控制开发环境之一,主要应用于仪器控制、数据采集、数据分析、数据显示等领域,并适用于多种不同的操作系统平台。与传统程序语言不同,Lab-VIEW采用强大的图形化语言(G语言)编程,面向测工程师而非专业程序员,编程非常方便,人机交互界面直观友好,具有强大的数据可视化分析和仪器控制能力等特点。使用LabVIEW开发环境,用户可以创建32位的编译程序,从而为常规的数据采集、测试、测量等任务提供了更快的运行速度。LabVIEW是真正的编译器,用户可以创建独立的可执行文件,能够脱离开发环境而单独运行。LabVIEW在美国已成为理工科学生的必修课,但在我国的应用却不是很多。其中一个主要的原因就是与LabVIEW配套使用的ATE系列数据采集卡价格非常昂贵,一般用户难以接受。若用其他的数据采集卡,LabVIEW中提供的DAQ模块就不能使用。因此,有必要对仪器开发软件LabVIEW如何驱动普通数据采集卡进行研究。本文总结了LabVIEW驱动普通数据采集卡的各种方法。针对双诺AC6010卡,成功的实现了可供LabVIEW直接调用的动态库的编制与调用。开发出了一套性价比较高的数据采集系统。1　LabVIEW驱动普通数据采集卡的方法由于LabVIEW的强大功能以及诸多优点,使之迅速成为仪器开发领域备受欢迎的软件平台。近些年来,在国内也得到许多工程技术人员的广泛关注。为了解决LabVIEW与国内普通数据采集卡的尴尬局面,国内学者对此进行了研究与实验,得到了利用LabVIEW驱动普通数据采集卡的几种方法。即直接调用LabVIEW的端口操作图标、利用CIN图标调用C语言驱动程序及动态数据交换(DDE)技术。 1.2 LabVIEW在数据采集中的应用 LabVIEW自1986年推出经过20多年的时间，已经发展到最新的版本，LabVIEW在包括航空、航天、通信、汽车、半导体和生物医学等世界范围的众多领域内得到了广泛应用，从简单的仪器控制、数据采集到尖端的测试盒工业自动化，从大学实验室到工厂，都可以发现应用LabVIEW成果和开发产品。 1.2.1 LabVIEW应用于测试与测量 LabVIEW已成为测试与测量领域的工业标准，通过GPIB、VXI、PLC、串行设备和插卡式数据板卡可以构成实际的数据采集系统。它提供了工业界最大的仪器驱动程序库，同时还支持通过Intenet、ActiveX、DDE和SQL等交互式通信方式实现数据共享，它提供的众多开发工具使复杂的测试与测量任务变得简单化。 1.2.2 LabVIEW应用于过程控制与工业自动化 LabVIEW强大的硬件驱动、图形显示能力和便捷的快速程序设计为过程控制盒工业自动化应用提供了优秀的解决方案。对于更复杂、更专业的工业自动化领域，在LabVIEW基础上发展起来的BridgeVIEW是更好的选择。 1.3 研究方法 1.3.1　直接调用LabVIEW的端口操作图标In Port.vi、Out Port.vi进行编程 　　LabVIEW中有两个可直接访问底层设备的图标,即In Port.vi和Out Port.vi。这两个函数存放在功能模块的Advanced子模板的下一级模板——— Memory模板中,分别完成从设备的物理地址直接读取和输出数据的功能。只要清楚数据采集卡每个通道的物理地址,通过对In Port.vi和Out Port.vi的端口参数设置,可以很方便地实现LabVIEW驱动普通数据采集卡的功能。此法方便易行,但它只提供简单的数据读取功能,故存在一些不足的地方,如难以实现精确定时等。 1.3.2　调用CIN图标进行编程[2] 代码接口节点CIN(Code Interface Node)是Lab-VIEW图形化编程语言环境与C语言的接口,CIN通过输入、输出端口实现两种语言之间的数据传递。当LabVIEW的程序运行到CIN节点时,数据由CIN的输入端口传递给C源代码图标,程序转去执行C源代码,代码执行完后,得到的数据结果由CIN的输出端口返回给LabVIEW。由此,我们可以利用CIN图标 实现LabVIEW对普通采集卡的驱动。程