【正文】 指示燈的顏色，得到相應(yīng)數(shù)字量輸入通道輸入的是低電平還是高電平（紅色為高，綠色為低） 。PCI 總線的板卡插好后計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)識(shí)別，Device Manager 在 Installed Devices 欄中 My Computer 下也會(huì)自動(dòng)顯示出所插入的器件，這一點(diǎn)和 ISA 總線的板卡不同，如上圖所示。這樣能使信號(hào)間的交叉干擾降到最小，并使 EMI/EMC 問題得到了最終的解決。當(dāng) FIFO 半滿時(shí)，PCI6221 會(huì)產(chǎn)生一個(gè)中斷。它有如下方便的性能：（1）即插即用功能PCI6221 完全符合 PCI 規(guī)格 標(biāo)準(zhǔn)，支持即插即用。4）轉(zhuǎn)換速度用完成一次轉(zhuǎn)換所需的時(shí)間－－建立時(shí)間 tset－－來(lái)衡量。25（2）輸出電壓滿刻度 FSR(Full Scale Range)的百分?jǐn)?shù)。分辨率：輸出模擬電壓應(yīng)能區(qū)分 0~2n1 共 2n 個(gè)輸入數(shù)字量。任意節(jié)點(diǎn)向左看的等效電阻皆為R。并行比較 A/D 轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換速度最高；逐次比較型 A/D 轉(zhuǎn)換器次之；間接 A/D轉(zhuǎn)換器的速度最慢。轉(zhuǎn)換原理圖如圖 所示： 圖 階梯波電壓比較型A/D 轉(zhuǎn)換A/D 轉(zhuǎn)換器的主要技術(shù)指標(biāo) （1）分辨率 21分辨率——說(shuō)明 A/D 轉(zhuǎn)換器對(duì)輸入信號(hào)的分辨能力。逐次比較反饋編碼型 A/D 轉(zhuǎn)換盡管存在著不可忽視的缺點(diǎn)，但是由于它具有一定的優(yōu)越的性能還是獲得廣泛的應(yīng)用?？刂骗h(huán)節(jié)：協(xié)調(diào)個(gè)單元?jiǎng)幼魍瓿赊D(zhuǎn)換。試碼是從最高（權(quán)）砝碼開始到最低（權(quán)）砝碼依次逐一進(jìn)行，最低砝碼試畢轉(zhuǎn)換結(jié)束。A/D 轉(zhuǎn)換器的應(yīng)用范圍廣，發(fā)展迅速。17 圖 采 樣取樣定理：為保證從取樣信號(hào)恢復(fù)被取樣信號(hào)，必須滿足 ?sf2(max)i（在實(shí)際的取樣保持電路中有一個(gè)取樣控制信號(hào)，它的頻率就是取樣信號(hào)頻率。普通模擬信號(hào)指的是電子模擬信號(hào)可連續(xù)發(fā)生變化的電壓或電流。對(duì)于正弦信號(hào)干擾下的帶通信號(hào)，如何無(wú)混疊地進(jìn)行測(cè)量是一個(gè)有待解決的問題。輸入為雙極性時(shí)：輸出一般采用二進(jìn)制補(bǔ)碼表示。把輸出數(shù)字量為 1 時(shí)對(duì)應(yīng)的輸入模擬電壓稱為量化單元，記做。所有的控制都是建立在數(shù)據(jù)采集的基礎(chǔ)上的，沒有數(shù)據(jù)采集就沒有控制。測(cè)試中還要特別關(guān)注全局變量對(duì)程13序的影響。前面板上使用的顏色方案，要兼顧一致和鮮明。程序開發(fā)人員不必?fù)?dān)心操作系統(tǒng)的問題，目前的 LABVIEW是一個(gè)支持多個(gè)系統(tǒng)平臺(tái)的軟件，Windows、Power Macintosh、Sun SPARCA 工作站、HP 工作站、Linux 上都可以運(yùn)行。第五章，總結(jié)與展望：對(duì)設(shè)計(jì)的基于 LabVIEW 虛擬儀器的智能火車車輪測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行了總結(jié)，并對(duì)將來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)給出了展望。本課題以 labview 軟件進(jìn)行了信號(hào)的仿真生成、濾波和各類處理。火車的車輪狀態(tài)是否完好關(guān)系到火車的安全運(yùn)行，為了保障行車安全，提高運(yùn)輸能力，鐵道部門必須經(jīng)常對(duì)火車車輪狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)。隨著計(jì)算機(jī)硬件、軟件技術(shù)的迅速發(fā)展，虛擬儀器將向高性能、多功能、集成化、網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。“沒有測(cè)量就沒有鑒別，科學(xué)技術(shù)就不能前進(jìn)。其主要產(chǎn)品有數(shù)字存儲(chǔ)智能火車車輪測(cè)試系統(tǒng)系列、任意波形發(fā)生器及頻率計(jì)系列、多通道大容量波形—記錄系列。1．2．2 國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀在國(guó)內(nèi)已有部分院校的實(shí)驗(yàn)室引入了虛擬儀器系統(tǒng)，上海復(fù)旦大學(xué)、上海交通大學(xué)、廣州暨南大學(xué)、華中理工大學(xué)、四川聯(lián)合大學(xué)等。Lab windows/CVI是為熟悉 C 語(yǔ)言的開發(fā)人員準(zhǔn)備的、在 windows 環(huán)境下的標(biāo)準(zhǔn) ANSI C 開發(fā)環(huán)境，除了上述優(yōu)秀的開發(fā)軟件之外，美國(guó) HP 公司的 HPVEE 和 HPTIG 平臺(tái)軟件，美國(guó)Tektronix 公司的 EzTest 和 TekTNS 軟件，以及美國(guó)的 HEM Data 公司的 SnapMaster 平臺(tái)軟件，也是國(guó)際上公認(rèn)的優(yōu)秀虛擬儀器開發(fā)平臺(tái)軟件。表 11 虛擬儀器與傳統(tǒng)儀器的比較虛擬儀器 傳統(tǒng)儀器開放、靈活，可與計(jì)算機(jī)技術(shù)保持同步發(fā)展 封閉性、儀器間相互配合較差關(guān)鍵是軟件，系統(tǒng)性能升級(jí)方便，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)下載升級(jí)程序即可。（2）利用計(jì)算機(jī)豐富的軟件資源，一方面，實(shí)現(xiàn)了部分儀器硬件的軟件話，節(jié)省了物質(zhì)資源，增加了系統(tǒng)的靈活性；一方面，通過(guò)軟件技術(shù)和相應(yīng)的數(shù)值算法、實(shí)時(shí)、直接的對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行各種分析和處理；另一方面，通過(guò)圖形用戶界面（Graph User 7Interface）技術(shù)，真正做到界面友好，人機(jī)交互。（7） USB 接口方式的 VIUniversal Serial Bus（USB）因?yàn)槠湓?PC 機(jī)上的廣泛使用、即插即用的易用性和 高達(dá) 480Mbits/s 的傳輸速率，逐漸的成為儀器控制的主流總線技術(shù)。經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，VXI 系統(tǒng)的組建和使用越來(lái)越方便，有其他儀器無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)，適用于組建大、中規(guī)模自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)以及對(duì)速度、精度要求高的場(chǎng)合，但 VXI 系統(tǒng)要求有專用的機(jī)箱、零槽管理器及嵌入式控制器，造價(jià)比較高。它的出現(xiàn)使電子測(cè)量由獨(dú)立的單臺(tái)的手工操作向大規(guī)模自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)發(fā)展。顯示器信號(hào)分析及處理器入機(jī)接口 各類接口A/D 轉(zhuǎn)換器數(shù)據(jù)發(fā)生器信號(hào)調(diào)理器信號(hào)調(diào)理器輸入信號(hào) D/A 轉(zhuǎn)換器信號(hào)調(diào)理器信號(hào)輸出圖 11 虛擬儀器的結(jié)構(gòu)目前，虛擬儀器的構(gòu)成方式有以下幾種：5（1） PCDAQ 插卡式的 VI這種方式用數(shù)據(jù)采集卡配以計(jì)算機(jī)平臺(tái)和虛擬儀器軟件，便可構(gòu)成各種數(shù)據(jù)采集和虛擬儀器系統(tǒng)。虛擬儀器技術(shù)的實(shí)質(zhì)是充分利用最新的計(jì)算機(jī)技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)和擴(kuò)展傳統(tǒng)儀器的功能。虛擬儀器（Virtual VI）的概念，是美國(guó)國(guó)家儀器公司（National Instruments NI）于 1986 年提出的。1第一章：緒論 ...........................................................................................................................31．1 虛擬儀器概述 ...........................................................................................................................................31． 1． 1 虛擬儀器的產(chǎn)生 ............................................................................................................................31． 1． 2 虛擬儀器的概念 ............................................................................................................................31． 1． 3 虛擬儀器的構(gòu)成 ............................................................................................................................4 虛擬儀器的優(yōu)點(diǎn) ................................................................................................................................61．2 虛擬儀器的現(xiàn)狀 .......................................................................................................................................71． 2． 1 國(guó)外現(xiàn)狀 ........................................................................................................................................71． 2． 2 國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀 ........................................................................................................................................81． 2． 3 發(fā)展趨勢(shì) .........................................................................................................................................9 課題背景和課題目的 ...............................................................................................................................10 本文的研究?jī)?nèi)容 ........................................................................................................................................10第二章 方案及關(guān)鍵技術(shù) .......................................................................................................122．1 虛擬儀器創(chuàng)建過(guò)程 .................................................................................................................................12 數(shù)據(jù)采集基礎(chǔ)知識(shí) ...................................................................................................................................13 采樣定理 ............................................................................................................................................13 模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào) ........................................................................................................................16 A/D 轉(zhuǎn)換技術(shù) ......................................................................................................................................16 D/A 轉(zhuǎn)化技術(shù) ......................................................................................................................................21 PCI6221 數(shù)據(jù)采集卡慨述 .........................................................................................................................25 安裝與測(cè)試 ................................................................................................................................................27 硬件的安裝 ........................................................................................................................................28 測(cè)試 ....................................................................................................................................................29 信號(hào)連接 .....................................................................................................