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1、7.1 数据采集基础数据采集基础7.2 数据采集卡的选用与配置数据采集卡的选用与配置7.3 NI-DAQmx简介简介7.4 DAQmx应用实例应用实例第第7章章 数据采集数据采集学习目标学习目标 掌握数据采集的基本理论知识掌握数据采集的基本理论知识掌握数据采集的基本理论知识掌握数据采集的基本理论知识 了解数据采集系统的构成、数据采集助手了解数据采集系统的构成、数据采集助手了解数据采集系统的构成、数据采集助手了解数据采集系统的构成、数据采集助手DAQ DAQ AssistantAssistant的使用的使用的使用的使用 掌握掌握掌握掌握DAQDAQ节点的组织结构与常用参数设置节点的组织结构与常用
2、参数设置节点的组织结构与常用参数设置节点的组织结构与常用参数设置 熟练掌握数据采集任务的建立熟练掌握数据采集任务的建立熟练掌握数据采集任务的建立熟练掌握数据采集任务的建立第第7章章 数据采集数据采集7.1.1 7.1.1 奈奎斯特采样定理奈奎斯特采样定理 若连续信号若连续信号x x(t t)是有限带宽的，其频谱的最高频率为是有限带宽的，其频谱的最高频率为fcfc，对，对x x(t t)采样时，采样时，若保证采样频率若保证采样频率fS2fC，那么即可由采样后的数字信号，那么即可由采样后的数字信号x x(nTsnTs)恢复出恢复出x x(t t)，此基本原则称为此基本原则称为奈奎斯特采样定理奈奎斯
3、特采样定理。如果采样频率。如果采样频率fS2fC，则通过采样后的，则通过采样后的数字信号无法还原原来的信号，称为欠采样，如图数字信号无法还原原来的信号，称为欠采样，如图7-17-1所示出现了伪信号。所示出现了伪信号。一般情况下，在采样时，一般情况下，在采样时，fsfs至少为至少为fcfc的的2 2倍，工程上一般取为倍，工程上一般取为6-86-8倍。倍。7.1 7.1 数据采集基础数据采集基础7.1.2 7.1.2 信号类型信号类型1.1.数字信号数字信号 数字信号数字信号分分开开/关信号和脉冲信号两类，开关信号运载的信息与信息的关信号和脉冲信号两类，开关信号运载的信息与信息的即时状态信息有关。
4、开关信号的一个实例就是即时状态信息有关。开关信号的一个实例就是TTLTTL信号的输出。一个信号的输出。一个TTLTTL信号信号在在2.02.02.5V2.5V之间，定义为逻辑高电平；在之间，定义为逻辑高电平；在0 00.8V0.8V之间，定义为逻辑低电平。之间，定义为逻辑低电平。脉冲信号由一系列的状态变化组成，包括在其中的信息由状态转换数脉冲信号由一系列的状态变化组成，包括在其中的信息由状态转换数目、转换速率一个转换间隔或多个转换间隔的时间来表示。如一个步进电机目、转换速率一个转换间隔或多个转换间隔的时间来表示。如一个步进电机需要用一系列的数字脉冲作为输入来控制位置和速度。需要用一系列的数字脉
5、冲作为输入来控制位置和速度。2.2.模拟直流信号模拟直流信号 模拟直流信号是静止的或者随时间变化非常缓慢的模拟信号。常见的模拟直流信号是静止的或者随时间变化非常缓慢的模拟信号。常见的直流信号有温度、流速、压力、应变等。由于模拟直流信号是静止或缓慢变直流信号有温度、流速、压力、应变等。由于模拟直流信号是静止或缓慢变化的，因此测量时更应注重于测量电平的精确度而并非测量的时间或速率。化的，因此测量时更应注重于测量电平的精确度而并非测量的时间或速率。采集系统在采集模拟直流信号时，需要有足够的精度以正确测量信号电平。采集系统在采集模拟直流信号时，需要有足够的精度以正确测量信号电平。3.3.模拟时域信号模
6、拟时域信号 模拟时域信号所运载的信息不仅包含信号的电平，还包含电平随时间的模拟时域信号所运载的信息不仅包含信号的电平，还包含电平随时间的变化。在测量一个时域信号变化。在测量一个时域信号(也称为波形也称为波形)时，需要关注一些与波形形状相关时，需要关注一些与波形形状相关的特性，例如斜率、峰值、到达峰值的时刻和下降时刻等。的特性，例如斜率、峰值、到达峰值的时刻和下降时刻等。为了测量时域信号，必须有一个精确的时间序列，序列的时间间隔也应为了测量时域信号，必须有一个精确的时间序列，序列的时间间隔也应该合适，以保证信号的有用部分被采集到。并且要以一定的速率进行测量，该合适，以保证信号的有用部分被采集到。
7、并且要以一定的速率进行测量，这个测量速率要能跟上波形的变化。用于测量时域信号的采集系统通常包括这个测量速率要能跟上波形的变化。用于测量时域信号的采集系统通常包括A/DA/D转换器、采样时钟和触发器。转换器、采样时钟和触发器。A/DA/D转换器要具有高分辨率和高带宽，以保转换器要具有高分辨率和高带宽，以保证采集数据的精度和高频率采样；精确的采样时钟，用于以精确的时间间隔证采集数据的精度和高频率采样；精确的采样时钟，用于以精确的时间间隔采样；而触发器使测量在恰当的时间开始。采样；而触发器使测量在恰当的时间开始。4.4.模拟频域信号模拟频域信号 模拟频域信号与时域信号类似，该信号也随时间变化。然而，
8、从频域信模拟频域信号与时域信号类似，该信号也随时间变化。然而，从频域信号中提取的信息是基于信号的频号中提取的信息是基于信号的频域域内容，而不是波形的形状，也不是随时间内容，而不是波形的形状，也不是随时间变化的特性。变化的特性。用于测量一个频域信号的系统必须有包括用于测量一个频域信号的系统必须有包括A/DA/D转换器、采样时钟和用于精转换器、采样时钟和用于精确捕捉波形的触发器。另外，系统必须有必要的分析功能确捕捉波形的触发器。另外，系统必须有必要的分析功能，用于从信号中提用于从信号中提取领域信息。为了实现这样的数字信号处理，可以使用应用软件或特殊的取领域信息。为了实现这样的数字信号处理，可以使用
9、应用软件或特殊的DSPDSP硬件来实现。硬件来实现。信号源有两种类型：基准的和非基准的。基准信号源通常称为接地信信号源有两种类型：基准的和非基准的。基准信号源通常称为接地信号，而非基准信号源则称为未接地信号或浮动信号。号，而非基准信号源则称为未接地信号或浮动信号。接地信号源的电压信号以系统的地线作为参考点，如大地或建筑物。通过接地信号源的电压信号以系统的地线作为参考点，如大地或建筑物。通过电源插座插入建筑物的设备，如信号发生器和供电设备，都是接地信号源最电源插座插入建筑物的设备，如信号发生器和供电设备，都是接地信号源最常见的实例。常见的实例。未接地信号源的信号（如电压）没有相应的诸如大地或建筑
10、物这样的绝对未接地信号源的信号（如电压）没有相应的诸如大地或建筑物这样的绝对参考点。一些常见的未接地信号的实例包括电池组、电池供电源、热电偶、参考点。一些常见的未接地信号的实例包括电池组、电池供电源、热电偶、变压器、隔离放大器和那些输出信号明显不接地的各种仪器。变压器、隔离放大器和那些输出信号明显不接地的各种仪器。未接地信号源未接地信号源未接地信号源未接地信号源 接地信号源接地信号源接地信号源接地信号源 7.1.3 7.1.3 信号的参考点与测量系统信号的参考点与测量系统1.1.1.1.信号接地信号接地信号接地信号接地2 2 2 2测量系统测量系统测量系统测量系统根据信号接入方式的不同，测量系
11、统可以分为差分测量系统（根据信号接入方式的不同，测量系统可以分为差分测量系统（DEFDEF）、参）、参考地单端测量系统（考地单端测量系统（RSERSE）、无参考地单端测量系统（）、无参考地单端测量系统（NRSENRSE）3 3种类型。种类型。（1 1 1 1）差分测量系统）差分测量系统）差分测量系统）差分测量系统在差分测量系统中，信号两个输入端分别连接数据采集设备的两个模拟在差分测量系统中，信号两个输入端分别连接数据采集设备的两个模拟通道输入端。具有仪器放大器的数据采集卡设备可配置成差分测量系统。通道输入端。具有仪器放大器的数据采集卡设备可配置成差分测量系统。差分测量系统可使用情况：差分测量系
12、统可使用情况：输入信号是低电平（一般小于输入信号是低电平（一般小于1V1V）信号电缆比较长或者没有屏蔽，环境信号电缆比较长或者没有屏蔽，环境噪声比较大噪声比较大任何一个输入信号要求单独的参考点任何一个输入信号要求单独的参考点（2 2 2 2）参考地单端测量系统）参考地单端测量系统）参考地单端测量系统）参考地单端测量系统(RSE)(RSE)(RSE)(RSE)一个一个RSERSE测量系统，也叫做接地测测量系统，也叫做接地测量系统，被测信号一端接模拟输入通量系统，被测信号一端接模拟输入通道，另一端接系统地道，另一端接系统地AIGNDAIGND。（3 3 3 3）无参考地单端测量系统）无参考地单端测
13、量系统）无参考地单端测量系统）无参考地单端测量系统(NRSE)(NRSE)(NRSE)(NRSE)在在NRSENRSE测量系统中，信号的一端测量系统中，信号的一端接模拟输入通道，另一端接一个公用接模拟输入通道，另一端接一个公用参考端，但这个参考端电压相对于测参考端，但这个参考端电压相对于测量系统的地来说是不断变化的。量系统的地来说是不断变化的。单端测量系统单端测量系统采用情况采用情况：输入信号是高电平（一般大于输入信号是高电平（一般大于1V1V）信号电缆比较短（信号电缆比较短（5m5m）或有合适屏蔽，环境噪声比较）或有合适屏蔽，环境噪声比较小小 所有输入信号共用一个参考点所有输入信号共用一个参
14、考点3 3 3 3选择合适的测量系统选择合适的测量系统选择合适的测量系统选择合适的测量系统测试测试系系统统接地信号接地信号浮浮动动信号信号DEFRSENRSE信号源和测量系统的连接方式信号源和测量系统的连接方式信号源和测量系统的连接方式信号源和测量系统的连接方式 传感器传感器传感器传感器：感应被测对象的状态变化，并将其转化成可测量的电信号。：感应被测对象的状态变化，并将其转化成可测量的电信号。信号调理信号调理信号调理信号调理：联系传感器与数据采集设备的桥梁，主要包括放大、滤波、隔离、：联系传感器与数据采集设备的桥梁，主要包括放大、滤波、隔离、激励、线性化等。激励、线性化等。数据采集卡数据采集卡
15、数据采集卡数据采集卡：实现数据采集功能的计算机扩展卡。一个典型的数据采集卡的功能：实现数据采集功能的计算机扩展卡。一个典型的数据采集卡的功能有模拟输入、模拟输出、数字有模拟输入、模拟输出、数字I/OI/O、计数器、计数器/计时器等。通常来说数据采集卡都有计时器等。通常来说数据采集卡都有自己的驱动程序。自己的驱动程序。软件软件软件软件：使：使PCPC机和数据采集卡形成了一个完整的数据采集、分析和显示系统。机和数据采集卡形成了一个完整的数据采集、分析和显示系统。7.1.4 7.1.4 数据采集系统构成数据采集系统构成 一个典型的基于一个典型的基于PCPC的数据采集系统包括传感器、信号调理、数据采集
16、卡、的数据采集系统包括传感器、信号调理、数据采集卡、PCPC机和软件。机和软件。7.2 7.2 数据采集卡的选用与配置数据采集卡的选用与配置PCIPCIPCIPCI总线接口数据采集卡总线接口数据采集卡总线接口数据采集卡总线接口数据采集卡 USBUSBUSBUSB总线数据采集卡总线数据采集卡总线数据采集卡总线数据采集卡 NINININI的数据采集卡的数据采集卡的数据采集卡的数据采集卡7.2.1 7.2.1 选用数据采集卡的基本原则选用数据采集卡的基本原则 （1 1）数据分辨率和精度）数据分辨率和精度 分辨率用分辨率用ADC/DACADC/DAC的位数来衡量。的位数来衡量。ADC/DACADC/D
17、AC的位数越多，分辨率就越高。的位数越多，分辨率就越高。在组建测试系统时，对测量结果要有一个数度指标在组建测试系统时，对测量结果要有一个数度指标。数据采集卡的分辨数据采集卡的分辨率往往高于其数度，分辨率等于一个量化单位，和率往往高于其数度，分辨率等于一个量化单位，和A/DA/D转换器的位数直接相关，转换器的位数直接相关，而精度包含了分辨率、零位误差等各种误差因素。一般而精度包含了分辨率、零位误差等各种误差因素。一般A/DA/D转换器的分辨率优转换器的分辨率优于精度一个数量级或按二进制来说高出于精度一个数量级或按二进制来说高出2 24 4位比较合适。位比较合适。（2 2）最高采样速率）最高采样速
18、率 数据采集卡的最高采集速率一般用最高采样频率来表示，它表示其单通数据采集卡的最高采集速率一般用最高采样频率来表示，它表示其单通道采样能使用的最高采样频率，这也就限制了该数据采集卡能够处理信号的道采样能使用的最高采样频率，这也就限制了该数据采集卡能够处理信号的最高频率。如果要进行多通道采样，则每通道能够达到的采样率是最高采样最高频率。如果要进行多通道采样，则每通道能够达到的采样率是最高采样频率除以通道数，所以在考虑这个指标时，首先要明确测试信号的最高频率频率除以通道数，所以在考虑这个指标时，首先要明确测试信号的最高频率及需要同时采样的通道数。及需要同时采样的通道数。（3 3）通道数）通道数 根
19、据测试任务选择满足任务的通道数，选择具有足够的数据通道数、根据测试任务选择满足任务的通道数，选择具有足够的数据通道数、足够的数字量输入输出通道数的数据采集卡。足够的数字量输入输出通道数的数据采集卡。（4 4）总线标准）总线标准 数据采集卡有数据采集卡有PXIPXI、PCIPCI、ISAISA等多种类型，数据传递的规则和数据传等多种类型，数据传递的规则和数据传递的速度也不一样，一般是将板卡直接安装在计算机的标准总线插槽中，递的速度也不一样，一般是将板卡直接安装在计算机的标准总线插槽中，要根据计算机上的总线类型和数量选择相应的采集卡。目前，要根据计算机上的总线类型和数量选择相应的采集卡。目前，PC
20、IPCI总线是总线是台式计算机最通用的总线；而笔记本电脑中通常使用台式计算机最通用的总线；而笔记本电脑中通常使用PCM-CIAPCM-CIA总线；总线；PXIPXI和和VXIVXI是比较新兴的高速传输总线。是比较新兴的高速传输总线。（5 5）是否有隔离）是否有隔离 对于工作在强电磁干扰环境中的数据采集系统，选择具有隔离配置的对于工作在强电磁干扰环境中的数据采集系统，选择具有隔离配置的数据采集卡，对于保证数据采集的可靠性是非常重要的。数据采集卡，对于保证数据采集的可靠性是非常重要的。（6 6）支持的软件驱动程序及其软件平台）支持的软件驱动程序及其软件平台 与数据采集卡的接口类似，数据采集卡能在什
21、么环境是使用、是否需要与数据采集卡的接口类似，数据采集卡能在什么环境是使用、是否需要自己编写驱动程序，这也是一个重要因素。选择的数据采集卡的软件除了与自己编写驱动程序，这也是一个重要因素。选择的数据采集卡的软件除了与现有测试系统兼容外，还应考虑更广泛的兼容性和灵活性，以备在其他任务现有测试系统兼容外，还应考虑更广泛的兼容性和灵活性，以备在其他任务或系统中也能使用。或系统中也能使用。此外，数据采集卡的选择还应该考虑输入信号的电压范围、增益、非线此外，数据采集卡的选择还应该考虑输入信号的电压范围、增益、非线性误差等一些常用指标。性误差等一些常用指标。数据采集卡的性能优劣对于整个系统举足轻重。选购时
22、不仅要考虑其价数据采集卡的性能优劣对于整个系统举足轻重。选购时不仅要考虑其价格，更要综合考虑、比较其质量、软件支持能力、后续开发和服务能力等。格，更要综合考虑、比较其质量、软件支持能力、后续开发和服务能力等。7.2.2 7.2.2 数据采集卡的配置数据采集卡的配置 在使用在使用LabVIEWLabVIEW进行进行DAQDAQ编程之前，首先要安装编程之前，首先要安装DAQDAQ硬件，将其与计算机相硬件，将其与计算机相连，然后在计算机上安装连，然后在计算机上安装DAQDAQ驱动程序，即驱动程序，即NI-NI-DAQmxDAQmx，并进行必要的配置。，并进行必要的配置。安装安装DAQ设备硬件设备硬件
23、安装安装DAQ设备驱动设备驱动（NI-DAQmx）配置配置DAQ设备设备配置通道配置通道LabVIEW编程编程 NI NI公司生产的公司生产的PCI-6221PCI-6221多功能数据采集卡具有多功能数据采集卡具有1616路单端接地路单端接地8 8路差分的模拟路差分的模拟输入通道，输入通道，1616位的分辨率，最高采样率为位的分辨率，最高采样率为250 250 kS/skS/s，最大电压范围，最大电压范围为为-10V-10V+10V+10V，具有，具有2 2路模拟输出、路模拟输出、2424条数字条数字I/OI/O线、线、3232位计数器。位计数器。PCI-6221PCI-6221共有共有686
24、8个接个接线端子。线端子。连接好附件后安装连接好附件后安装NINI设备驱动程序设备驱动程序NI-NI-DAQmxDAQmx（最新版的（最新版的NI-NI-DAQmxDAQmx可从可从NINI网站上下载）即完成安装工作。网站上下载）即完成安装工作。基于基于基于基于DAQDAQDAQDAQ系统的数据采集卡的配置系统的数据采集卡的配置系统的数据采集卡的配置系统的数据采集卡的配置 在安装在安装NI-NI-DAQmxDAQmx或或LabVIEWLabVIEW软件时，系统会自动安装软件时，系统会自动安装Measurement&Measurement&Automation ExplorerAutomatio
25、n Explorer软件，简称软件，简称MAXMAX，该软件用于管理和配置硬件设备。，该软件用于管理和配置硬件设备。1.1.1.1.数据采集卡的测试数据采集卡的测试数据采集卡的测试数据采集卡的测试MAXMAXMAXMAX配置与管理对话框配置与管理对话框配置与管理对话框配置与管理对话框 让设备进行自检，让设备进行自检，自检完成后会显示自检完成后会显示“设备已通过自检设备已通过自检”对话框对话框 测试面板测试面板测试面板测试面板 待测信号为频率为待测信号为频率为20Hz20Hz、幅值为、幅值为1.5V1.5V的正弦信号的正弦信号 配配 置置 几个有关采集的基本概念几个有关采集的基本概念：（1 1）
26、物理通道）物理通道：物理通道是采集和产生信号的接线端或管脚。支持物理通道是采集和产生信号的接线端或管脚。支持NI-NI-DAQmxDAQmx的设备上的每个物理通道具有唯一的名称。物理通道是有设备号和通道的设备上的每个物理通道具有唯一的名称。物理通道是有设备号和通道号两部分组成的。号两部分组成的。（2 2）虚拟通道）虚拟通道：虚拟通道是一个由名称、物理通道、虚拟通道是一个由名称、物理通道、I/OI/O端口连接方式、端口连接方式、测量或产生信号类型以及标定信息等组成的设置集合。在测量或产生信号类型以及标定信息等组成的设置集合。在NI-NI-DAQmxDAQmx中，每个中，每个测量任务都必须配置虚拟
27、通道，虚拟通道被整合到每一次具体的测量中。测量任务都必须配置虚拟通道，虚拟通道被整合到每一次具体的测量中。（3 3）任务）任务：任务是带有定时、触发等属性的一个或多个虚拟通道的集合，任务是带有定时、触发等属性的一个或多个虚拟通道的集合，是是NI-NI-DAQmxDAQmx中一个重要的概念。一个任务表示用户想做的一次测量或者一次中一个重要的概念。一个任务表示用户想做的一次测量或者一次信号发生，用户可以设置和保存一个任务里的所有配置信息，并在应用程序信号发生，用户可以设置和保存一个任务里的所有配置信息，并在应用程序中使用这个任务。中使用这个任务。在一个任务中，所有通道的在一个任务中，所有通道的I/
28、OI/O类型必须相同，例如，同为模拟输入或类型必须相同，例如，同为模拟输入或计数器输出等，但是通道的测量类型可以不一样。计数器输出等，但是通道的测量类型可以不一样。2 2 2 2采集卡的任务配置采集卡的任务配置采集卡的任务配置采集卡的任务配置 （4 4）局部虚拟通道。在）局部虚拟通道。在DAQmxDAQmx中，用户可以将虚拟通道配置成任务的一中，用户可以将虚拟通道配置成任务的一部分或者与任务分离，创建于任务内部的通道称为局部虚拟通道。部分或者与任务分离，创建于任务内部的通道称为局部虚拟通道。（5 5）全局虚拟通道。定义于任务外部的虚拟通道称为全局虚拟通道。）全局虚拟通道。定义于任务外部的虚拟通
29、道称为全局虚拟通道。用户可以在用户可以在MAXMAX或应用程序中创建全局虚拟通道，然后将其保存在或应用程序中创建全局虚拟通道，然后将其保存在MAXMAX中，也中，也可以在任意的应用程序中使用全局虚拟通道或者把它们添加到许多不同的任可以在任意的应用程序中使用全局虚拟通道或者把它们添加到许多不同的任务中。如果用户修改了一个全局虚拟通道，这个改变将会影响所有引用该全务中。如果用户修改了一个全局虚拟通道，这个改变将会影响所有引用该全局虚拟通道的任务。局虚拟通道的任务。一个全局虚拟通道只是引用了物理通道，并没有包含定时或触发功能，一个全局虚拟通道只是引用了物理通道，并没有包含定时或触发功能，它可以被许多
30、任务包含和引用，而对于一个任务，它是一个独立的实体，不它可以被许多任务包含和引用，而对于一个任务，它是一个独立的实体，不能被其他任务包含或引用。能被其他任务包含或引用。在在在在MAXMAXMAXMAX中配置一个采集模拟输入电压的任务方法中配置一个采集模拟输入电压的任务方法中配置一个采集模拟输入电压的任务方法中配置一个采集模拟输入电压的任务方法 任务配置还可采用其他方法，如通过任务配置还可采用其他方法，如通过“DAQDAQ助手助手”来创建和配置任务；来创建和配置任务；在应用编程中创建及配置任务，如通过前面板控件对在应用编程中创建及配置任务，如通过前面板控件对“DAQmxDAQmx任务名任务名”和
31、程和程序框图中的常量序框图中的常量“DAQmxDAQmx任务名任务名”的右键快捷菜单的右键快捷菜单“新建新建NI-NI-DAQmxDAQmx任务任务”“MAXMAX”选项，也可以创建并在选项，也可以创建并在MAXMAX中保存中保存NI-NI-DAQmxDAQmx任务。任务。NI-DAQNI-DAQ驱动软件是一个用途广泛的库，该软件提供了多种函数及驱动软件是一个用途广泛的库，该软件提供了多种函数及VIVI，可，可从从LabVIEWLabVIEW中直接调用，从而实现对测量设备的编程。中直接调用，从而实现对测量设备的编程。NI-NI-DAQmxDAQmx的优点在于：的优点在于：7.3 NI-7.3
32、NI-DAQmxDAQmx简介简介（1 1）提供了）提供了DAQDAQ助手，无需编程就可进行测量任务，并能生成对应的助手，无需编程就可进行测量任务，并能生成对应的NI-NI-DAQmxDAQmx代码，易于学习；代码，易于学习；（2 2）采集速度更快；）采集速度更快；（3 3）提供的仿真设备无需连接实际的硬件就可进行应用程序的测试和修改；）提供的仿真设备无需连接实际的硬件就可进行应用程序的测试和修改；（4 4）APIAPI更为简洁直观；更为简洁直观；（5 5）支持更多的）支持更多的LabVIEWLabVIEW功能，可使用属性节点和波形数据类型；功能，可使用属性节点和波形数据类型；（6 6）对）对
33、LabVIEWLabVIEW Real-Time Real-Time模块提供更多支持且速度更快。模块提供更多支持且速度更快。DAQmxDAQmx数据采集数据采集VIVI位于位于“函数函数”“测量测量I/OI/O”“DAQmxDAQmx-数据采集数据采集”子选板。子选板。7.3.1 NI-7.3.1 NI-DAQmxDAQmx数据采集数据采集VIVI图标图标名名 称称功功 能能 说说 明明DAQmx创建虚拟通道创建一个或多个虚拟通道，并将其添加至任务。DAQmx读取读取用户指定的任务或虚拟通道中的采样，可以返回DBL或波形格式的数据。DAQmx写入在用户指定的任务或虚拟通道中写入数据，可以写入D
34、BL或波形格式的数据。DAQmx结束前等待等待测量或生成操作完成。该VI用于在任务结束前确保完成指定操作。DAQmx定时配置要获取或生成的采样数，并创建所需的缓冲区。DAQmx触发配置任务的触发类型。DAQmx开始任务使任务处于运行状态，开始测量或生成。DAQmx停止任务停止任务。DAQmx清除任务在清除之前，VI将停止该任务，并在必要情况下释放任务保留的资源。清除任务后，将无法使用任务的资源。必须重新创建任务。DAQ助手使用图形界面创建、编辑、运行任务。常用常用常用常用VIVIVIVI的功能说明的功能说明的功能说明的功能说明 在在LabVIEWLabVIEW中，有一些中，有一些VIVI是多态
35、是多态VIVI。多态性是指。多态性是指VIVI的输入、输出端子可以的输入、输出端子可以接受不同类型的数据接受不同类型的数据。因此，多态因此，多态VIVI可以适应不同的数据类型，显然，多态可以适应不同的数据类型，显然，多态VIVI实际上是具有相同模式连线板的子个实际上是具有相同模式连线板的子个VIVI的集合，集合中的每个的集合，集合中的每个VIVI都是多态都是多态VIVI的一个实例，每个实例都有至少一个输入或输出接线端接收的数据类型与的一个实例，每个实例都有至少一个输入或输出接线端接收的数据类型与其它实例不同。在多态其它实例不同。在多态VIVI中，例如，中，例如，DAQmxDAQmx读取读取VI
36、VI就是一个多态就是一个多态VIVI，其默认值，其默认值接线端可以接收的数据类型有模拟输入、数字输入、计数器及更多选项。接线端可以接收的数据类型有模拟输入、数字输入、计数器及更多选项。多态多态多态多态VIVIVIVI选择多态类型示例选择多态类型示例选择多态类型示例选择多态类型示例 （1 1）在函数选板中直接调用）在函数选板中直接调用DAQDAQ助手助手ExpressExpress。DAQ DAQ助手位于助手位于“函数选板函数选板”“测量测量I/OI/O”“DAQmxDAQmx-数据采集数据采集”子选板子选板中，将其放置到程序框图后后将自动弹出一个中，将其放置到程序框图后后将自动弹出一个“新建新
37、建ExpressExpress任务任务”对话框对话框.通过该对话框可以开始一个数据采集任务的创建，其创建步骤与在通过该对话框可以开始一个数据采集任务的创建，其创建步骤与在MAXMAX创创建任务类似。建任务类似。7.3.27.3.2DAQDAQ助手的使用助手的使用 如果有必要，还可以修改配置后，再次进行测量。点击如果有必要，还可以修改配置后，再次进行测量。点击“确定确定”按钮按钮后返回程序框图，后返回程序框图，DAQDAQ助手显示为一个助手显示为一个Express VIExpress VI图标，将图标，将“数据数据”端口与端口与波形图输入端口连接。波形图输入端口连接。使用使用DAQDAQ助手创建
38、的任务是临时任务，未保存到助手创建的任务是临时任务，未保存到MAXMAX中，在没有转换为中，在没有转换为NI-NI-DAQmxDAQmx任务之前只能在创建该任务之前只能在创建该DAQDAQ助手的助手的VIVI中使用。通过快捷菜单选项中使用。通过快捷菜单选项“转换为转换为NI-NI-DAQmxDAQmx任务任务”可以将该任务转换为长期任务并保存到可以将该任务转换为长期任务并保存到MAXMAX实现其调用功能实现其调用功能。（2 2）在）在VIVI前面板上添加前面板上添加“DAQmxDAQmx任务名任务名”控件，它位于控件，它位于“控件控件”“新式新式”“I/OI/O”“DAQmxDAQmx名称控件
39、名称控件”子选板中，右击该控件，从快捷菜单中选择子选板中，右击该控件，从快捷菜单中选择“新建新建NI-NI-DAQmxDAQmx任务任务”MAX MAX”，自动启动了，自动启动了DAQDAQ助手。助手。（3 3）在）在MAXMAX中，右击中，右击“数据邻居数据邻居”选项，在快捷菜单中选择选项，在快捷菜单中选择“新建新建”，然，然后在弹出的对话窗口中选择后在弹出的对话窗口中选择“NI-NI-DAQmxDAQmx任务任务”，单击，单击“下一步下一步”即可启动即可启动DAQmxDAQmx助手。助手。（4 4）在）在MAXMAX的的“设备和接口设备和接口”下，右击下，右击DAQDAQ设备名，选择设备名
40、，选择“创建任务创建任务”也可也可启动启动DAQmxDAQmx助手。助手。通过通过DAQDAQ助手或助手或MAXMAX配置的任务只能完成基本的数据采集功能，实际应用需配置的任务只能完成基本的数据采集功能，实际应用需要根据要求添加相应的功能以实现对数据采集更多的控制。要根据要求添加相应的功能以实现对数据采集更多的控制。将配置的任务转化为程序代码将配置的任务转化为程序代码将配置的任务转化为程序代码将配置的任务转化为程序代码的的的的两种方法两种方法两种方法两种方法：（1 1）通过任务生成程序代码）通过任务生成程序代码 通过通过“DAQmxDAQmx任务名任务名”常量或控件选定常量或控件选定MAXMA
41、X中的任务后，用控件或常量快中的任务后，用控件或常量快捷菜单捷菜单“生成代码生成代码”菜单中的菜单中的“范例范例”、“配置配置”、“范例和配置范例和配置”和和“转转换为换为Express VIExpress VI”四个选项生成不同程序图形代码。四个选项生成不同程序图形代码。范例：生成运行任务或通道所必需的所有代码，如读或写样本的范例：生成运行任务或通道所必需的所有代码，如读或写样本的VIVI，启动，启动或停止任务、循环或图表的或停止任务、循环或图表的VIVI。如果用户想运行已创建的任务或通道以检验。如果用户想运行已创建的任务或通道以检验它是否正常工作，或者想在一个简单应用程序中使用自己的配置，
42、则可以选它是否正常工作，或者想在一个简单应用程序中使用自己的配置，则可以选择此方式。此方式将代码添加到当前择此方式。此方式将代码添加到当前VIVI中。中。配置：生成任务和通道配置的所有代码。采用此方式后，配置：生成任务和通道配置的所有代码。采用此方式后，DAQmxDAQmx任务名控件任务名控件将被一个子将被一个子VIVI代替，该子代替，该子VIVI含有任务或通道中与通道创建、定时配置、触发含有任务或通道中与通道创建、定时配置、触发配置等有关的配置等有关的VIVI或属性节点。若要将自己的应用程序移植到其它计算机上使或属性节点。若要将自己的应用程序移植到其它计算机上使用，一般选择此方式。如果用户生
43、成用，一般选择此方式。如果用户生成“配置配置”代码，应用程序和代码，应用程序和DAQDAQ助手之助手之间的联系将被切断，用户对间的联系将被切断，用户对“配置配置”代码所作的任务修改都不会反映到代码所作的任务修改都不会反映到DAQDAQ助手中。用户可以在助手中。用户可以在DAQDAQ助手中重新生成助手中重新生成“配置配置”代码，但重新生成的代码代码，但重新生成的代码不会包含先前的改动。不会包含先前的改动。范例和配置：为通道或任务同时生成范例和配置：为通道或任务同时生成“范例范例”代码和代码和“配置配置”代码。代码。转换为转换为Express VIExpress VI：根据：根据MAXMAX中任务
44、的配置将中任务的配置将“DAQmxDAQmx任务名任务名”控件或控件或“DAQmxDAQmx任务名任务名”常量转换为常量转换为“DAQDAQ助手助手”形式的形式的Express VIExpress VI。将前面完将前面完将前面完将前面完成的成的成的成的“我的电压任务我的电压任务我的电压任务我的电压任务”生成范例、范例和配置的程序框图生成范例、范例和配置的程序框图生成范例、范例和配置的程序框图生成范例、范例和配置的程序框图范例范例范例范例范例和配置范例和配置范例和配置范例和配置 （2 2）将）将DAQmxDAQmx助手助手Express VIExpress VI转换为程序图形代码转换为程序图形代
45、码 在在DAQDAQ助手上单击右键，在弹出的快捷菜单中选择助手上单击右键，在弹出的快捷菜单中选择“生成生成NI-NI-DAQmxDAQmx代码代码”选选项，项，DAQDAQ助手将自动把配置完成的任务生成助手将自动把配置完成的任务生成NI-NI-DAQmxDAQmx代码，其代码同时包括代码，其代码同时包括范例和配置，由于范例和配置，由于DAQDAQ助手中配置成助手中配置成连续采样连续采样连续采样连续采样，在程序框图中，在程序框图中生成生成WhileWhile循环循环来保证数据连续的采样，并有来保证数据连续的采样，并有DAQmxDAQmx开始任务函数开始任务函数VIVI。由由DAQDAQ助手生成的
46、助手生成的NI-NI-DAQmxDAQmx代码代码 采集模拟信号采集模拟信号的方法：的方法：按按采集采集数据多少分为单点直流信号采集、有限波形采集和连续波形采集数据多少分为单点直流信号采集、有限波形采集和连续波形采集 按使用通道多少可分为单通道采集、多通道采集按使用通道多少可分为单通道采集、多通道采集1.1.1.1.直流电压信号的采集直流电压信号的采集直流电压信号的采集直流电压信号的采集 在模拟信号采集中，直流电压信号的采集采用在模拟信号采集中，直流电压信号的采集采用单通道单点数据采集单通道单点数据采集方式。方式。7.4 7.4 DAQmxDAQmx应用实例应用实例7.4.1 7.4.1 模拟
47、信号输入模拟信号输入 有限波形采集是从一个或多个通道分别采集多个点组成一段波形。由于有限波形采集是从一个或多个通道分别采集多个点组成一段波形。由于是多点采集，在采集程序设计时，还需要确定采样频率（即确定两个数据点是多点采集，在采集程序设计时，还需要确定采样频率（即确定两个数据点间的时间间隔）、采样点数等参数。间的时间间隔）、采样点数等参数。2.2.2.2.有限波形采集有限波形采集有限波形采集有限波形采集DAQmxDAQmx创建虚拟通道创建虚拟通道VIVI：创建单个或多个：创建单个或多个虚拟通道，并将其添加至任务。需要设置虚拟通道，并将其添加至任务。需要设置任务输入、物理通道、接线端配置、测量任
48、务输入、物理通道、接线端配置、测量电压范围等参数。电压范围等参数。DAQmxDAQmx定时定时VIVI：用于配置采：用于配置采样模式、要获取或生成的样模式、要获取或生成的采样数、采样率，并创建采样数、采样率，并创建所需的缓冲区。所需的缓冲区。DAQmxDAQmx开始任务开始任务VIVI：使：使任务处于运行状态，任务处于运行状态，开始测量或生成开始测量或生成 DAQmxDAQmx读取读取VIVI：用于从：用于从指定任务或虚拟通道指定任务或虚拟通道中读取采集的数据中读取采集的数据 DAQmxDAQmx清除任务清除任务VIVI：用于清除：用于清除一个任务。在清除之前，一个任务。在清除之前，VIVI首
49、先停止该任务，然后释放首先停止该任务，然后释放任务保留的资源任务保留的资源 【实训练习】【实训练习】利用利用PCI-6221PCI-6221多功能数据采集卡完成多路数据采集。多功能数据采集卡完成多路数据采集。3.3.3.3.连续波形采集连续波形采集连续波形采集连续波形采集 要实现一个连续的波形采集，其实现方法只需将读取数据及必要的数据要实现一个连续的波形采集，其实现方法只需将读取数据及必要的数据处理程序放入循环，处理程序放入循环，同时将同时将“DAQmxDAQmx定时定时”V VI I的的“采样模式采样模式”设置为设置为“连续连续采样采样”。【实训练习】【实训练习】利用利用PCI-6221PC
50、I-6221多功能数据采集卡完成多通道的数据连续采样。多功能数据采集卡完成多通道的数据连续采样。7.4.2 7.4.2 模拟信号输出模拟信号输出 模拟信号输出与模拟信号输入所使用函数大部分是相同的，最大的模拟信号输出与模拟信号输入所使用函数大部分是相同的，最大的区别在于模拟信号输入采用区别在于模拟信号输入采用“DAQmxDAQmx读取读取”函数，而模拟信号输出要采函数，而模拟信号输出要采用用“DAQmxDAQmx写入写入”函数。函数。1.1.1.1.直流信号输出直流信号输出直流信号输出直流信号输出当需要当需要DAQDAQ产生一个模拟直流信号时，一般采用产生一个模拟直流信号时，一般采用单点单点输