基于labview和聲卡的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計-文庫吧
2025-10-14 21:53 本頁面
【正文】 虛擬儀器賴以生存的個人計算機(jī)最近幾年以極高的速度在中國發(fā)展，這些都為虛擬儀器在我國的普及奠定了良好的基礎(chǔ)。因此，我國的虛擬儀器存在巨大的發(fā)展?jié)摿Α? 隨著各種虛擬儀器開發(fā)平臺為虛擬儀器的推廣應(yīng)用奠定了基礎(chǔ) ，面向?qū)ο蠹夹g(shù) (Object Oriented，oo)、 ActiveX 技術(shù)、組件技術(shù) (Component Object Model， COM)等被廣泛用來進(jìn)行虛擬儀器的測 試分析軟件和虛擬界面 (控件 )軟件設(shè)計。 虛擬儀器的優(yōu)越性和快速發(fā)展得到了世界的廣泛關(guān)注，從而也導(dǎo)致了虛擬儀器的開發(fā)逐漸向標(biāo)準(zhǔn)化方向發(fā)展。很多軟件工程領(lǐng)域的新方法新理論也在其上面得到了廣泛的應(yīng)用。而隨著網(wǎng)絡(luò)化的不斷普及，伴隨網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的高速發(fā)展，出現(xiàn)了以網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)、虛擬儀器為核心的“虛擬實驗室 (Virtual Laborato— ry)”的概念。目前，虛擬實驗室已成功地應(yīng)用于許多大型實驗室的實驗研究和高等學(xué)校的實驗教學(xué)。虛擬儀器也逐漸變得更網(wǎng)絡(luò)化，更智能化。 虛擬儀器的突出成就不僅是可以利用 PC機(jī) 組建成為靈活的虛擬儀器，更重要的是它可以通過各種不同的接口總線，組建不同規(guī)模的自測試系統(tǒng)。 聲卡 目前市售的數(shù)據(jù)采集卡都包含了完整的數(shù)據(jù)采集電路和與計算機(jī)的接口電路，但其價格與性能基本成正比，一般比較昂貴。隨著 DSP(數(shù)字信號處理 )技術(shù)走向成熟， PC聲卡本身就成為一個優(yōu)秀的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，它同時具有 A/D和 D/A轉(zhuǎn)換功能，不僅價格低廉，而且兼容性好、性能穩(wěn)定、靈活通用，軟件特別是驅(qū)動程序升級方便。 ISA總線向 PCI總線的過渡，解決了以往聲卡與系統(tǒng)交換數(shù)據(jù)的瓶頸問題，同時也充分發(fā)揮了 DSP 芯片的 性能。而且聲卡用 DMA(直接內(nèi)存讀取 )方式傳送數(shù)據(jù)，極大地降低了 CPU占用率。一般聲卡 16位的 A/D轉(zhuǎn)換精度，比通常 12位 A/D卡的精度高，對于許多工程測量和科學(xué)實驗來說都是足夠高的，其價格卻比后者便宜得多。 基于計算機(jī)聲卡的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)還具有以下很多特點。 比如說價格低廉。 在數(shù)據(jù)采集時，所要采用的是模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片，對于某些應(yīng)用場合，可以利用計算機(jī)所附帶的聲卡實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集任務(wù)。 靈活性強(qiáng)。用戶不僅可以進(jìn)行實時監(jiān)控和控制操作，還可以把數(shù)據(jù)保存到硬盤，供以后分析使用。在 CPU足夠快的條件下，還可以實時處理數(shù)據(jù)，動態(tài)顯 示波形的頻率、功率譜。另外，在一臺計算機(jī)上，可以插若干塊聲卡，組成多通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。 可見，虛擬儀器技術(shù) 和聲卡技術(shù) 的使用不管是在國外還是國內(nèi)都很有發(fā)展?jié)摿Φ摹? 虛 擬儀器及 LabVIEW簡介和應(yīng)用 擬儀器的歷史 虛擬儀器是 20世紀(jì) 80年代興起的一項新技術(shù)，是現(xiàn)代儀器儀表發(fā)展的重要方向。 現(xiàn)代儀器儀表技術(shù)是計算機(jī)技術(shù)和多種基礎(chǔ)學(xué)科緊密結(jié)合的產(chǎn)物。 隨著微電子技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、軟件技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，新的測試?yán)碚?、測試方法、測試領(lǐng)域以及新的儀器結(jié)構(gòu)不斷出現(xiàn)，在許多方面已經(jīng)沖破了傳統(tǒng)儀器的概念，電子測量儀器的功能和作用發(fā)生了質(zhì)的變化。在此背景下， 1986年美國國家儀器公司 (National Instruments， NI)提出了虛擬儀器 (Virtual Instrument， VI)的概念。過去的二十幾年里， NI 通過虛擬儀器技術(shù)為測試測量和自動化領(lǐng)域帶來了一場革命：虛擬儀器技術(shù)把現(xiàn)成即用的商業(yè)技術(shù)與創(chuàng)新的軟硬件平臺相集成，從而為嵌入式設(shè)計、工業(yè)控制以及 測試和測量提供了一種獨特的解決方案。 到了現(xiàn)在虛擬儀器已經(jīng)無處不在 。 虛 擬儀器與傳統(tǒng)儀器的比較 與傳統(tǒng)程序語言不同， LabVIEW 采用強(qiáng)大的圖形化語言編程，面向測試工程師而非專業(yè)程序員，編程非常方便，人機(jī)交互界面直觀友好，具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)可視化分析和儀器控制能力等。 與傳統(tǒng)的程序語言相比， LabVIEW具有巨大的優(yōu)越性：可以融合計算機(jī)強(qiáng)大的硬件資源，突破了傳統(tǒng)儀器在數(shù)據(jù)處理、顯示、存儲等方面的限制，大大增強(qiáng)了傳統(tǒng)儀器的功能；可以充分 利用計算機(jī)豐富的軟件資源，實現(xiàn)了部分儀器硬件的軟件化，節(jié)省了物質(zhì)資源，增加了系統(tǒng)靈活性；通過軟件技術(shù)和相應(yīng)數(shù)值算法，實時、直接地對測試數(shù)據(jù)進(jìn)行各種分析與處理；通過圖形用戶界面技術(shù)，真正做到界面友好、人機(jī)交互；而且虛擬儀器的硬、軟件都具有開放性、模塊化、可重復(fù)使用及互換性等特點．因此，用戶可根據(jù)自己的需要，選用不同廠家的產(chǎn)品，使儀器系統(tǒng)的開發(fā)更為靈活，效率更高，縮短了系統(tǒng)組建時間． 虛擬儀器的應(yīng)用 到目前為止，全球 85%的財富 500強(qiáng)制造型企業(yè)已經(jīng)選擇了虛擬儀器技術(shù)， NI提供的 1000多款軟硬 件產(chǎn)品應(yīng)用遍布電子、機(jī)械、通信、生物醫(yī)藥、科研、教育等各個行業(yè)領(lǐng)域。從日本的 Honda汽車測試、澳洲的心臟起搏器設(shè)計 /驗證到英國電信電話線路性能測試，全球數(shù)以萬計的工程師和科學(xué)家都在使用虛擬儀器技術(shù)來達(dá)到他們共同的目的 —— 更高的性價比和更快的開發(fā)周期。 本章敘述不夠清晰，過于簡單？ 聲卡作為語音信號與計算機(jī)的通用接口，其主要功能就是將所獲取的模擬音頻信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，經(jīng)過 DSP音效芯片的處理，將該數(shù)字
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