【正文】 樣數(shù)量，以及在需要時(shí)創(chuàng)建一個(gè)緩沖區(qū)。如果不使用 start task和 stop task,當(dāng)多次使用 DAQmx Read read VI 或 DAQmx write read VI 時(shí)，在一個(gè)循環(huán)中，任務(wù)將反復(fù)的啟動(dòng)和停止，則降低了應(yīng)用程序的性能。這個(gè) 隱式 轉(zhuǎn)換 也發(fā)生在 NIDAQmx 啟動(dòng)任務(wù)函數(shù)未被使用 ， 且 NIDAQmx 寫入函數(shù)與它指定的自啟動(dòng)輸入一起執(zhí)行 的情況下 。 DAQmx start task 運(yùn)行任務(wù)。 數(shù)據(jù)采集功能實(shí)現(xiàn) 當(dāng)驅(qū)動(dòng)軟件安裝完成后，程序框圖選項(xiàng)卡中的測量 I/O 選項(xiàng)就會(huì)出現(xiàn) DAQmx 的 函數(shù) 。 基于 labview 的數(shù)據(jù)采集 上海交通大 學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 14 虛擬示波器的設(shè)計(jì) Labview 中的前面板中的控件和指示器可以很好的模擬示波器的面板上的各種旋鈕以及屏幕。 圖 35 USB6009 數(shù)據(jù)采集卡引腳圖 第四 章 設(shè)計(jì)原理 示波器原理簡介 示波器是各類工程實(shí)驗(yàn)經(jīng)常使用電子測量儀器 。虛擬示波器的設(shè)計(jì)中主要運(yùn)用的是測試面板。 ? 提 供 NI MAX (Measurement amp。數(shù)據(jù)采集卡內(nèi)部只有一個(gè) A/D 轉(zhuǎn)換器，所以要用多路開關(guān)對采集的 多路數(shù)據(jù)進(jìn)行選擇，確保一個(gè)時(shí)刻只有一路模擬信號送入 ADC。 第三章 數(shù)據(jù)采集 數(shù)據(jù)采集卡 要實(shí)現(xiàn)成功的數(shù)據(jù)采集，必須有一塊強(qiáng)大的數(shù)據(jù)采集卡。在利用最新科技的時(shí)候，您可以把它們集成到現(xiàn)有的測量設(shè)備，最終以較少的成本加速產(chǎn)品上市的時(shí)間。相對而言，虛擬儀器設(shè)計(jì)的工作量和復(fù)雜性都較小。 虛擬儀器 技術(shù) 的概念及特點(diǎn) 虛擬儀器技術(shù)就是利用高性能的模塊化硬件，結(jié)合高效靈活的軟件來完成各種測試、測量和自動(dòng)化的應(yīng)用。使用 labview，我們可以根據(jù)需要?jiǎng)?chuàng)建所需的任何類型的虛擬儀器，而其成本僅僅是傳統(tǒng)儀器的一小部分。 然而， labview 不僅僅是一種編程語言，它還為工程師設(shè)計(jì)了一種編程的開發(fā)系統(tǒng)和運(yùn)行系統(tǒng)， 編程只是這些工作的一部分 。 回顯功能包括了對指定文件的讀取。Labview 是一個(gè)功能強(qiáng)大的仿真工具，常用于外部數(shù)據(jù)源獲取數(shù)據(jù)，并擁 有眾多能實(shí)現(xiàn)相關(guān)基于 labview 的數(shù)據(jù)采集 上海交通大 學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 5 功能的專用 VI。 數(shù)據(jù)采集的任務(wù)，就是采集傳感器輸出的模擬信號并轉(zhuǎn)換成為計(jì)算機(jī)能識別的數(shù)字信號，然后送入計(jì)算機(jī)，進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)算和處理，得到所需要的結(jié)果。如果 對軟件模塊進(jìn)行修改擴(kuò)充，就可方便拓寬傳統(tǒng)示波器采集的功能，從而提高了傳統(tǒng)示波器的使用靈活性。 實(shí)驗(yàn)證明，傳統(tǒng)示波器 數(shù)據(jù) 采集的功能在 labview 軟件平臺上得到了很好的體現(xiàn)。在科學(xué)研究領(lǐng)域中，應(yīng)用 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)可獲得大量的動(dòng)態(tài)信息，是研究瞬間物理過程的有力工具。 “軟件就是儀器”，這就是對虛擬儀器 最好的定義。采樣到的波形顯示時(shí)，可以對時(shí)間軸，幅值軸的刻度進(jìn)行調(diào)節(jié)。在這一點(diǎn)上，它不同于傳統(tǒng)的編程語言（ C,C++,Java） ,這些語言使用文本方式編程。使用計(jì)算機(jī)， 插入式硬件和 labview 共同組成一個(gè)完全可以配置的虛擬儀器以完成用戶的任務(wù)。使用這種體系的結(jié)構(gòu)， labview 進(jìn)一步提升了模塊化編程的概念。而對于虛擬儀器，后兩部分內(nèi)容，主要由軟件來完成。得益于 NI 軟件 的靈活性，只需更新您的計(jì)算機(jī)或測量硬件，就能以最少的硬件投資和極少、甚至無需軟件上的升級即可改進(jìn)您的整個(gè)現(xiàn)有系統(tǒng)。 NI 的虛擬儀器軟件平臺為所有的I/O設(shè)備提供了標(biāo)準(zhǔn)的接口，幫助我們輕松地將多 個(gè)測量設(shè)備集成到單個(gè)系統(tǒng)，減少了任務(wù)的復(fù)雜性。 這次采用的硬件是 NI公司，型號為 USB6009， 用于 14位 分辨率 、 48 kS/s（采樣率）多功能數(shù)據(jù)采集卡 ，具有的特點(diǎn)是： ? 擴(kuò)展性強(qiáng) 8 路模擬輸入通道 、 14 位分辨率 、 12 條數(shù)字 I/O 線 、 2 路模擬輸出通道 、 1 個(gè)計(jì)數(shù)器 更高性能的 NI USB6210 和 NI USB6211 方便而易于攜帶的總線供電型設(shè)計(jì) ? 獲取用于 OEM的僅含板卡的套件 ? 可用 于 Windows、 Mac OS X、 Linux和 Pocket PC 的驅(qū)動(dòng)軟件 基于 labview 的數(shù)據(jù)采集 上海交通大 學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 10 ? NIDAQmx 驅(qū)動(dòng)軟件和 NI LabVIEW SignalExpress 交互式數(shù)據(jù)記錄軟件 圖 31 USB6009 數(shù)據(jù)采集卡 NIUSB6009 具有基本的數(shù)據(jù)采集功能，適合簡單的數(shù)據(jù)記錄，便攜式測量。 NIDAQmx驅(qū)動(dòng)軟件和額外測量服務(wù)軟件隨附于每臺受 NIDAQmx支持的 DAQ設(shè)備，作用如下： ? 在數(shù)百個(gè)多功能 DAQ硬件設(shè)備上，針對編程模擬輸入、模擬輸出、數(shù)字 I/O和計(jì)數(shù)器，提供統(tǒng)一的編程界面 ? 為 NI LabVIEW、 NI LabWindowsTM/CVI、 Visual Basic、 Visual Studio .NET和 C/C++提供統(tǒng)一的 VI和函數(shù)。 圖 34 物理設(shè)備列表 界面 在已經(jīng)安裝的 NIDAQmx 設(shè)備上單擊右鍵，就能彈出一個(gè)菜單，顯示關(guān)于數(shù)據(jù)采集卡的一些信息，包括自檢（ selftest） ,測試面板（ test panels） ,復(fù)位設(shè)備（ reset devices） ,創(chuàng)建任務(wù) (create task),設(shè)備引腳等。 幫助用戶熟悉各個(gè)端口的分布，便于接線。應(yīng)用這種方法制造出來的示波器被稱為雙蹤示波器。以下用兩個(gè)表達(dá)式，可以充分理解控件和指示器： 控件 =來自用戶的輸入 =數(shù)據(jù)源 指示器 =給用戶的輸出 =數(shù)據(jù)的目的地或“接收器” 兩者是不能互換的。 它創(chuàng)建的虛擬通道函數(shù)的輸入隨每個(gè)函數(shù)實(shí)例的不同而不同。如果沒有使用 NIDAQmx啟動(dòng)任務(wù)函數(shù)，那么在其讀取函數(shù)執(zhí)行時(shí)，一個(gè)任務(wù)可以隱式的轉(zhuǎn)換 。停止任務(wù)并將其返回到將 autostart 輸入設(shè)置為 true 運(yùn)行DAQmx start task VI 和 DAQmx stop task VI之前的運(yùn)行狀態(tài)。 這個(gè)定時(shí)函數(shù)配置定時(shí)以用于硬件定時(shí)的數(shù)據(jù)采集操作。另外還有藍(lán)色為整型，綠色為布爾型，簇類型則用棕色或是粉色表示。 有了對應(yīng)的曲線顯示，參照對示波器的模擬，就要進(jìn)一步對兩條曲線的顯示以及隱藏做設(shè)置。 For 循環(huán) 返 回執(zhí)行指定的次數(shù)。設(shè)計(jì)中為采集波形圖表的通道顯示設(shè)置了actplot, 兩個(gè)屬性節(jié)點(diǎn)，分別表示活動(dòng)曲線和曲線可見 。 通常 Case 結(jié)構(gòu)的默認(rèn)條件分支為布爾量。 strip chart mode 是這些掃屏方式的缺省模式，波形從 左 向右開始繪制，當(dāng)最新的點(diǎn)超出顯示區(qū)的右邊界時(shí)，整個(gè)波形順序左移。屬性中的標(biāo)尺設(shè)定刻度范圍，本例的 9 檔，設(shè)為最小值 0，最大值 8。對于幅值軸，最大值和最小值分別是刻度即增量的正三倍和負(fù)三倍，設(shè)計(jì)原理，如圖所示。 基于 labview 的數(shù)據(jù)采集 上海交通大 學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 20 文件的創(chuàng)建，讀取和寫入功能 回顯分析是針對某一規(guī)定時(shí)域范圍內(nèi)的波形的分析，因此需要對這段波形進(jìn)行寫入讀取，設(shè)計(jì)中引入了 labview 提供的 TDMS 文件格式，用于創(chuàng)建波形文件。 TDMS 最核心的內(nèi)容都在一個(gè) dll 中，用戶如果安裝了 LabVIEW，就會(huì)發(fā)現(xiàn)在 Program Files\National Instruments\Shared\TDMS 文件夾中有個(gè) 的文件。 用戶寫完 TDMS 文件之后，會(huì)發(fā)現(xiàn)硬盤上其實(shí)有兩個(gè) TDMS 文件，一個(gè)是 .tdms，另一個(gè)是 .tdms_index 文件，我們通常把前者稱為主文件或者數(shù)據(jù)文件，而把后者稱為頭文件或者 索引文件。主要利用的是FILE I/O 中的 TDM Streaming 中的 TDMS Open 函數(shù)。順序結(jié)構(gòu)順序執(zhí)行幀 0，然后是幀 1，幀 2，直到最后一個(gè)幀。 第二幀內(nèi)的結(jié)構(gòu)也就遵循這個(gè)流程： TDMS打開 TDMS獲取屬性 TDMS讀取 TDMS關(guān)閉，將 TDMS關(guān)閉函數(shù) 的報(bào)錯(cuò)端口與簡單錯(cuò)誤處理器相連，之后在發(fā)生報(bào)錯(cuò)的情況下，系統(tǒng)會(huì)彈出對話框，說明報(bào)錯(cuò)原因?；仫@的目的中，需要對波形進(jìn)行分析，因此波形圖具有 柵格化的呈現(xiàn) 特性，可以用多種模式對波形進(jìn)行顯示，也可以從任意角度觀察波形。包括：按點(diǎn)數(shù)分屏，可以指定一屏顯示的數(shù)據(jù)點(diǎn)數(shù)；按時(shí)間分屏，可以指定一屏顯示的時(shí)間長度；指定時(shí)間范圍，可以查看指定的時(shí)間范圍的數(shù)據(jù)。 指定時(shí)間范圍時(shí)，只需要注意控制最大值不要小于最小值以及最小值不應(yīng)當(dāng)小于 0這兩點(diǎn)即可。 Labview 提供了采樣壓縮函數(shù)用于將采樣的大量數(shù)據(jù) 點(diǎn)壓縮為少量數(shù)據(jù)點(diǎn)。 Labview 提供了叫做選項(xiàng)卡的指示器，用戶可以 根據(jù) 需要，隱藏不希望出現(xiàn)的以及希望當(dāng)時(shí)顯示的指示器。即通過對象的排列和均勻分布，以 及將邏輯上相關(guān)的對象分組，決定設(shè)計(jì)的框圖以合理的方式呈現(xiàn)。 （ 5） 暫停采樣：按下時(shí)采樣暫停。 調(diào)試問題 軟件調(diào)試是整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的最后一個(gè)環(huán)節(jié)。 對運(yùn)行的操作進(jìn)行了定義，這個(gè)采集任務(wù)選擇的是 open or replace，意義是創(chuàng)建一個(gè) .tdms 文件，替代原先的 .tdms 文件。這里選擇的是差分輸入方式。 Labview是虛擬儀器的開發(fā)平臺，該軟件擁有豐富的測量，顯示，分析函數(shù)。以往使用示波器的經(jīng)驗(yàn)也對這次設(shè)計(jì)提供了一些幫助。 基于 labview 的數(shù)據(jù)采集 上海交通大 學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 30 謝辭 經(jīng)過三個(gè)多月時(shí)間的努力，我終于完成了虛擬示波器數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。 感謝何黎明老師！ 感謝上海交通大學(xué)自學(xué)考！ 參考文獻(xiàn)： [1] Jeffrey Travis, Jim Kring 著 labview for everyone（第三版）電子工業(yè)出版社 2020 [2] 龍脈工作室 豈興明 周建興等 中文版 入門與典型實(shí)例 2020 [3] 龍華偉 顧永剛 編著 Labview 與 DAQ 數(shù)據(jù)采集 清華大學(xué)出版社 2020 [4] 韓廣興 示波器的使用方法與技巧 中國電力出版社 2020 [5] DAQ技術(shù)白皮書 National Instrument 2020 基于 labview 的數(shù)據(jù)采集 上海交通大 學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 31 附錄一圖紙 文件生成 及硬件設(shè)置 部分： 數(shù)據(jù)采集及數(shù)據(jù)顯示部分：