在LabVIEW中驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)采集卡的三種方法

1、在 LabVIEW 中驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)采集卡的三種方法作者 ：EEFOCUS 文章來源 ：EDN China一、引言近年來，面向儀器的軟件開發(fā)平臺(tái)，如美國 NI 公司 LabVIEW 的成熟和商業(yè)化，使用者在 配有專用或通用插卡式硬件和軟件開發(fā)平臺(tái)的個(gè)人計(jì)算機(jī)上， 可按自己的需求， 設(shè)計(jì)和組建各種 測(cè)試分析儀器和測(cè)控系統(tǒng)。由于 LabVIEW 提供的是一種適應(yīng)工程技術(shù)人員思維習(xí)慣的圖形化編 程語言，圖形界面豐富，內(nèi)含大量分析處理子程序， 使用十分方便，個(gè)人儀器發(fā)展到了使用者也 能設(shè)計(jì)，開發(fā)的新階段。鑒于是工程技術(shù)人員自己編制， 調(diào)用軟件來開發(fā)儀器功能， 軟件成了儀器的關(guān)鍵。 故人們也 稱這類個(gè)人儀器為

2、虛擬儀器，稱這種主要由使用者自己設(shè)計(jì)，制造儀器的技術(shù)為虛擬儀器技術(shù) ( Virtual Instrumentation Technology )。使用虛擬儀器技術(shù)，開發(fā)周期短、儀器成本低、界面友 好、使用方便、可靠性高 , 可賦于檢測(cè)儀初步智能，能共享 PC 機(jī)豐富的軟硬件資源，是當(dāng)前儀 器業(yè)發(fā)展的一個(gè)重要方面。虛擬儀器的典型形式是在臺(tái)式微機(jī)系統(tǒng)主板擴(kuò)展槽中插入各類數(shù)據(jù)采集插卡， 與微機(jī)外被測(cè) 信號(hào)或儀器相連，組成測(cè)試與控制系統(tǒng)。但 NI 公司出售的，直接支持 LabVIEW 的插卡價(jià)格十 分昂貴，嚴(yán)重限制著人們用 LabVIEW 來開發(fā)各種虛擬儀器系統(tǒng)。在 LabVIEW 中如何驅(qū)動(dòng)其它 低

3、價(jià)位的數(shù)據(jù)采集插卡，成為了國內(nèi)許多使用者面臨的關(guān)鍵問題。二、三種在 LabVIEW 中使用國產(chǎn)數(shù)據(jù)采集插卡的方法筆者將近年來工程應(yīng)用中總結(jié)出的三種在 LabVIEW 中驅(qū)動(dòng)通用數(shù)據(jù)采集插卡的方法介紹如下。介紹中，以某市售 8 通道 12 位 A/D 插卡為例。設(shè)插卡基地址為base=0x100 ，在 C 語言中，選擇信號(hào)通道ch的指令是 _outp (base, ch)，啟動(dòng)A/D的指令是np (base)，采樣量化后的 12位二進(jìn)制數(shù)的高 4位存于base+2中，低8位存于base+3中。1 、直接用 LabVIEW 的 In Port , Out Port 圖標(biāo)編程LabVIEW 的 Fu

4、nctions 模板內(nèi) Adevanced Memory 中的 In Port 、Out Port 圖標(biāo)，與 _inp、 _outp 功能相同，因此可用它們畫程序方框圖 , 設(shè)計(jì)該 A/D 插卡的驅(qū)動(dòng)程序。 N 個(gè)通道掃描，各 采集 n 點(diǎn)數(shù)據(jù)的 LabVIEW 程序方框圖如圖 1 所示。 圖中用 LabVIEW 的計(jì)時(shí)圖標(biāo)控制掃描速率。圖1 N個(gè)通道掃描，各采集 n點(diǎn)數(shù)據(jù)的程序方框圖顯然，若采樣速率要求較低，這不失為最方便、直觀的方法，而且可隨畫隨改。2、用LabVIEW 的CIN圖標(biāo)生成A/D插卡驅(qū)動(dòng)程序的子 VILabVIEW 的 Functions 模板內(nèi) Adevaneed 中有一個(gè)

5、 CIN （ Code InteRFace Node）圖標(biāo)，用來 在LabVIEW 程序方框圖中直接調(diào)其它編程語言（如VC ）寫的代碼。現(xiàn)以生成一個(gè)對(duì)指定的通道采集n點(diǎn)數(shù)據(jù)的LabVIEW 子VI為例，其主要步驟為：01 艸001002ill?U32圖2 CIN圖標(biāo)（1） 在LabVIEW 下，點(diǎn)岀CIN圖標(biāo)，拖大并聯(lián)接入兩個(gè)控件和一個(gè)顯件，如圖2所示。 其中控件用于選擇模擬信號(hào)輸入通道和選擇數(shù)據(jù)采集點(diǎn)數(shù)，數(shù)組顯件顯示所采集的數(shù)據(jù)。（2） 在CIN圖標(biāo)上單擊鼠標(biāo)右鍵彈岀菜單，選Create .c file.，產(chǎn)生并存入一個(gè) xxC程序 框架。（3）在VC+5.0下完成xxx；C程序框架的數(shù)據(jù)采

6、集部分的編寫，編譯該 XXXC程序（示例 見附1 ），生成 xxxobj代碼。在 coustom build方式下用nmake / f xxivm 指令將xxxivm接口 程序（示例見附 2）編譯成xxxisb代碼。(4) 在LabVIEW 的CIN圖標(biāo)下裝載xxx.lsb。運(yùn)行成功后將該CIN作成子VI ,存入某個(gè)文件夾在以后的LabVIEW 應(yīng)用程序框圖中，該子VI圖標(biāo)即可作此 A/D插卡驅(qū)動(dòng)圖標(biāo)使用。若A/D插卡上有晶振作基準(zhǔn)時(shí)鐘，有可編程計(jì)數(shù)/定時(shí)器，附錄1示例的C語言程序還可加入定時(shí)采集語句，以實(shí)現(xiàn)在子 VI中選擇采樣速率。圖 3是調(diào)用按上述步驟生成的子 VI編程所 采集的方波信號(hào)及

7、其自功率譜。9匸莊哉I1.C-0.0-H.0-2. 5-& 00 0.010 020.C3 0.04 005 0Jt砂D6 C. 07 0 0 0.09 0 10一頻諳一0.5-0.01000. C 2000.03000.0400C.05000.圖3采集的方波信號(hào)及其自功率譜用CIN結(jié)點(diǎn)生成A/D插卡驅(qū)動(dòng)程序的子VI的方法可較充分發(fā)揮A/D的高轉(zhuǎn)換速度，獲得高的采樣速率。但編程較煩雜，不能由 LabVIEW 直接修改3、用LabVIEW 的Call Library Functions圖標(biāo)，動(dòng)態(tài)鏈接數(shù)據(jù)采集插卡的.DLL庫函數(shù)許多數(shù)據(jù)采集插卡附有.DLL庫函數(shù)形式的驅(qū)動(dòng)程序，用戶可使用某種DLL

8、鏈接庫的編程工具，女口 VC、VB，編寫應(yīng)用程序來調(diào)用它。LabVIEW也提供了一個(gè)動(dòng)態(tài)鏈接庫函數(shù)的圖標(biāo)CallLibrary Function，放在Functions模板內(nèi)的 Adevaneed子模板中。在 example/dll目錄中有使用該 圖標(biāo)的例子，可參照它們完成對(duì)數(shù)據(jù)采集插卡的.DLL庫函數(shù)的調(diào)用。三、兩個(gè)測(cè)試系統(tǒng)實(shí)例1、滾動(dòng)軸承振動(dòng)虛擬檢測(cè)儀該滾動(dòng)軸承振動(dòng)虛擬檢測(cè)儀是為檢測(cè)低噪聲軸承強(qiáng)調(diào)的異音”而開發(fā)的。目前國內(nèi)滾動(dòng)軸承岀廠振動(dòng)分類檢測(cè)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和檢測(cè)儀器(如S0910型)都只能檢測(cè)振動(dòng)加速度的均方根值，遠(yuǎn)不能適應(yīng)低噪聲軸承的要求。我們?cè)?LabVIEW 下，用 PC 機(jī)加國產(chǎn)

9、12 位 A/D 插卡，開發(fā)出的虛擬檢測(cè)儀，采樣速率最 高達(dá) 80KHz 。按每 2 秒檢測(cè)一個(gè)軸承的迫節(jié)，以加速度均方值的分貝值，峰值因子，峭度，超 某幅值峰數(shù)四個(gè)參數(shù)來綜合評(píng)定軸承振動(dòng)級(jí)別。PC機(jī)14的CRT，對(duì)檢驗(yàn)員有極佳的可視性，檢測(cè)確定的軸承等級(jí)由軟指示燈閃爍顯示， 在面板上十分醒目， 便于檢驗(yàn)后歸類。 每個(gè)軸承的檢 驗(yàn)結(jié)果自動(dòng)寫入當(dāng)班統(tǒng)計(jì)文件中， 供生產(chǎn)和質(zhì)檢部門使用。 檢測(cè)程序讀入各類設(shè)置文件便可適應(yīng) 不同類型軸承或不同的檢測(cè)分類標(biāo)準(zhǔn)。2、空調(diào)散熱器試驗(yàn)測(cè)溫系統(tǒng)為對(duì)某空調(diào)散熱器進(jìn)行散熱性能試驗(yàn)，開發(fā)出多點(diǎn)熱電偶測(cè)溫的虛擬儀器系統(tǒng)。硬件選用一國產(chǎn)有 A/D 及 DIO 的 PC 機(jī)

10、插卡，外串接三塊前端信號(hào)處理板。每塊前端信號(hào) 處理板提供一個(gè)冷端補(bǔ)償電路，并可接 16 路熱電偶。每塊前端板的冷端補(bǔ)償電壓和熱電偶電勢(shì) 各占用插卡的一個(gè)模擬輸入通道，由插卡的發(fā)出的 4位數(shù)字輸出選擇各熱電偶電勢(shì)輸入。由于溫度采集速率甚低，直接用 LabVIEW 的 In Port , Out Port 圖標(biāo)編程完全可滿足要求。 編程中調(diào)用了 LabVIEW 中 Functions 模板內(nèi) Data Acquisition Signal ConditioningConvert Thermcouple Reading 圖標(biāo)，稍作修改，生成了各類標(biāo)準(zhǔn)熱電偶溫度轉(zhuǎn)換為電壓，電壓轉(zhuǎn)換為溫 度的新的子 V

11、I 。編程十分簡(jiǎn)便，且能用于各類標(biāo)準(zhǔn)熱電偶測(cè)溫。附1 XXX. C源程序/* CIN source file */#include c:labviewcintoolsextcode.h#include conio.h typedef struct int32 dimSize;float32 arg11; TD1;typedef TD1 *TD1Hdl;CIN MgErr CINRun(int32 *n, TD1Hdl xarray, int32 *ch);CIN MgErr CINRun(int32 *n, TD1Hdl xarray, int32 *ch) /* ENTER YOUR CODE HERE */int base ， i, ns,c;uInt8 h,l;float *xarrayElmtp;ns=*n;/* 采樣點(diǎn)數(shù) */ c=*ch;/* 模入通道號(hào) */ SetCINArraySize(UHandle)xarray,1,ns);(*xarray)-dimSize=ns; xarrayElmtp=(*xarray)-arg1;base=0x100; /* 數(shù)據(jù)采集插卡基地址 */ _outp(base,c); /* 選擇模入通道 */ for (i=0;i_outp(base+1,0); /* 啟動(dòng) A/D*/ do ; while (_inp(0x101)&