USB采集卡LabVIEW教程

1、亞為USB采集卡LabV IEW使用教程（V1.0 版）武漢亞為電子科技有限公司2018.1刖言時光飛逝，歲月荏苒！轉瞬間，亞為科技從一個呱呱落地的嬰 兒變成了青蔥少年！而陪伴亞為走過這些年的是廣大的客戶群體， 是勤勉工作的亞為人。記得我剛作為技術顧問成為亞為人的時候， 亞為剛度過6個月的嬰兒期，隨時面臨著夭折的風險。為此，我也 和亞為人一道（包括：齊非先生、魯寒女士、胡勁松先生、鄭冉先 生、樊春暉先生、李珂先生、呂鵬程先生等等）從產(chǎn)品設計、改良、 優(yōu)化、定型付出了巨大努力，力求完美，為的就是讓亞為每 天能“吃飽” “穿暖”，能夠茁壯成長！隨著“孩子”的長大，我 也從電路、單片機、安卓、FPG

2、A走到了 Labview，從講師、工程師 走到了副教授。雖然“孩子” 一天天長大，但也避免不了存在著這 樣或者那樣的問題，產(chǎn)品在客戶使用過程中存在的不了解、不會用 等問題，這大概是成長的煩惱吧！為了亞為能更好的成長，也為了 用戶能更加了解、熟悉和使用亞為采集卡，亞為團隊組織編寫了該 教程，教程中的實例均可在亞為客戶交流群（QQ群號：302896729 或532828737）中下載。有任何建議或意見可反映至我的郵箱：最后，亞為團隊為此付出的一切努力！感謝廣大客戶對亞為產(chǎn) 品的信賴！Crazy Xie 2018年1月14日夜 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark36

3、 o Current Document 第一講 亞為USB系列采集卡的基本介紹-6-一、亞為USB系列采集卡概述-6- HYPERLINK l bookmark42 o Current Document 1、亞為USB采集卡特點-6- HYPERLINK l bookmark47 o Current Document 2、亞為USB采集卡硬件使用介紹-6- HYPERLINK l bookmark52 o Current Document 3、亞為USB采集卡使用命令介紹-11-第二講、軟件安裝-15- HYPERLINK l bookmark81 o Current Document 一、L

4、abVIEW-15- HYPERLINK l bookmark76 o Current Document 第三講LabVIEW 入門教程-21-一、LabVIEW概述-21-二、LabVIEW教程-23-LabVIEW 操作-23-LabVIEW 訓練-27- HYPERLINK l bookmark106 o Current Document 第四講LabVIEW數(shù)據(jù)采集基礎-29-一、概述-29- HYPERLINK l bookmark115 o Current Document 采樣頻率、抗混疊濾波器和樣本數(shù)-29- HYPERLINK l bookmark120 o Current

5、Document 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的構成-31-模入信號類型-32- HYPERLINK l bookmark158 o Current Document 模入信號的連接方式-33-信號調(diào)理-37- HYPERLINK l bookmark188 o Current Document 數(shù)據(jù)采集（DAQ ）卡-37-多通道的采樣方式-38- HYPERLINK l bookmark206 o Current Document 第五講 亞為USB采集卡基礎應用-44 - HYPERLINK l bookmark211 o Current Document 一、設置采樣率（命令設置）-44-二、原始數(shù)據(jù)

6、的采集-45- HYPERLINK l bookmark244 o Current Document 三、電壓數(shù)據(jù)的采集（AD采集）-46- HYPERLINK l bookmark255 o Current Document 四、噪音量的采集（AD采集）-48- HYPERLINK l bookmark284 o Current Document 五、PM2.5的采集（TXT文件存儲）-49-六、微波信號的采集（DI采集）-51-七、繼電器模塊的控制（DO控制）-53-八、轉速傳感器的測量（測頻計數(shù)）-55- HYPERLINK l bookmark336 o Current Documen

7、t 第六講數(shù)據(jù)采集綜合實例-58 - HYPERLINK l bookmark355 o Current Document 第七講 汽車雨刮器測試系統(tǒng)開發(fā)實例-62 -學習資料簡介使用LabVIEW軟件開發(fā)工具進行亞為USB系列采集卡的教學，以常見的傳感器繼電 器通信設備終端等硬件為基礎，側重采集與控制系統(tǒng)的實際應用與項目開發(fā)，兼顧USB 原理的介紹。受眾：0基礎的職業(yè)院校學生、自動化工程師、測控系統(tǒng)試驗人員、項目開發(fā)人員、科研 工作者建議教材內(nèi)容亞為USB系列采集卡的基本介紹LabVIEW介紹：LabVIEW的基本介紹亞為USB系列采集卡LabVIEW基礎案例：以保證學員可以操作，看懂教學案

8、例，可以做一些簡單的相關程序AI采集原始數(shù)據(jù)的采集電壓數(shù)據(jù)的采集（A D采集）噪音量的采集（A D采集）PM2.5的采集（TXT文件存儲）DI采集微波信號的采集（D1采集）轉速傳感器的測量（測頻計數(shù)）D0控制繼電器模塊的控制（DO控制）亞為采集與控制綜合實例數(shù)據(jù)采集綜合實例汽車雨刮器測試系統(tǒng)開發(fā)實例亞為電子USB采集卡型號功能清單USB采集卡型號功能描述實物USB ADIO(USB ADIO+)2AI2DI2DOADC分辨率：12位;2路模擬電 壓輸入;2路數(shù)字邏輯電壓輸 入；2路數(shù)字邏輯電壓輸出IIIII勤USB 4AD plus4AI2DI2DOADC分辨率：12位;4路模擬電 壓輸入;2

9、路數(shù)字邏輯電壓輸 入兼具計數(shù)測頻PWM 和編 碼器采集功能;2路數(shù)字邏輯 電壓輸出兼具PWMA O輸出功 能，/ gUSB 8AD8AIADC分辨率：12位;8路模擬電 壓輸入EMUSB 8AD plus8AIADC分辨率：12位;8路模擬電 壓輸入/vn .q、. /USB 8multi8AI4DI2DOADC分辨率：12位;8路模擬電 壓輸入;4路數(shù)字邏輯電壓輸 入兼具計數(shù)測頻PWM 和編 碼器采集功能;2路數(shù)字邏輯 電壓輸出$3%W -J妒.可.： /r如USB 16AD16AIADC分辨率:12位;16路模擬 電壓輸入注:所有采集卡AI輸入采集電壓或電流的量程均可定制!亞為電子傳感器繼

10、電器型號功能清單型號功能描述實物YAV-Z1采集40130dB傳感器模擬輸出范圍：0.05- (VCC-1.7) VCPM2.5傳感器采集空氣PM2.5信號傳感器模擬輸出范圍：0-5VYAV微波模塊采集微波信號傳感器模擬輸出：5VO繼電器模塊輸出控制繼電器通斷第一講亞為USB系列采集卡的基本介紹一、亞為USB系列采集卡概述1、亞為USB采集卡特點亞為USB采集卡是一款帶USB接口的采集卡，常有模擬量電壓電流采集，數(shù)字邏輯 TTL開關量采集，計數(shù)、測頻、PWM、編碼器采集，數(shù)字邏輯TTL輸出兼具PWM、AO 輸出等功能。亞為USB采集卡采用流行外觀設計，外型小巧美觀，功能強勁，攜帶方便, 能夠即

11、插即用，支持熱插拔，帶有先進的USB2.0高速接口，不需要外接電源，性能穩(wěn)定, 兼容性好，支持內(nèi)置USB 2.03.0接口的電腦和帶有OTG功能的手機,適用于WINXP、 WIN7、WIN8、WIN10、安卓等操作系統(tǒng)下 LabVIEW、VC+、VB、C#、Delphi、 HYPERLINK https:/ Eclipse 等工具的二次開發(fā)，受到廣大用戶的青睞。2、亞為USB采集卡硬件使用介紹武漢亞為電子科技有限公司USB 4AD Plus高速信號采堡ARM芯片智能運 光電隔離超強防密 無需外部供電j 7 g gi i在使用亞為USB采集卡時，請先認識USB采集卡的外觀接口。這里以USB 4A

12、D plus 為例。將USB線方口一端插入采集卡，扁口一端插入電腦USB插槽。這時,電腦應在我的 電腦-屬性一設備管理器中找到新硬件,如圖：點擊鼠標右鍵，選擇屬性一詳細信息-屬性-硬件id,應能看到如下信息:如果沒有看到上述信息，應是采集卡與電腦連接不正常，請更換電腦USB插槽或更換電腦試驗。在 HYPERLINK http:/pan.baidu.eom/s/1kV0XNgj http:/pan.baidu.eom/s/1kV0XNgj 密碼：tc52 下載 UMS 亞為 USB 卡通用采集平 臺軟件或PortHelper工具（該工具為第三方工具，不推薦使用）。 使用亞為USB卡通用采集平臺軟

13、件鼠標點擊setup文件直接安裝，電腦桌面上會顯示UMS圖標，運行即可出現(xiàn)如 下界面：運行之后能看到連續(xù)的電壓動態(tài)曲線表示采集卡正常，下方的DI能表示采集卡DI 口 的電壓值，當DI為高電壓，燈亮；否則燈滅。DO能通過鼠標控制采集卡的DO電壓輸出 為0或5V。具有測頻/計數(shù)功能的卡還能通過DI完成測頻或計數(shù)功能。數(shù)據(jù)存儲在電腦D 盤的yav.txt文件中。UMS采集平臺還具有表狀圖、柱狀圖顯示等功能，如下圖所示。詳情內(nèi)容請參考UMS 亞為USB采集卡通用平臺使用說明。使用PortHelper工具打開PortHelper工具，選擇USB調(diào)試-查找USB，應出現(xiàn)當前使用的采集卡型號，如 下圖。勾選

14、Hex發(fā)送,Hex顯示，打開USB，應能收到連續(xù)的數(shù)據(jù)，如下圖。收到的數(shù)據(jù)以16進制表示，一幀64個字節(jié)，如下例：FB 6D 25 00 00 30 03 00 00 02 00 20 04 00 50 04 00 00 00 00 00 00 00 10 02 0000 00 00 20 04 00 40 04 00 10 02 00 00 00 00 20 03 00 20 03 00 20 04 00 00 00 07 04 33 00 00 00 00 03 00 00 87 C2幀頭：FB 6D 25,共3個字節(jié)采集卡ID號：00,多個采集卡同時使用時，用以區(qū)別，可以用命令修改，共1

15、個字節(jié)采集卡AI0-AI3采集的電壓數(shù)據(jù):00 30 03 0000 02 00 20,每2個字節(jié)表示一路AI電壓,4路AI共8個字節(jié)，每一幀數(shù)據(jù)AI共連續(xù)采集6次，總共48個字節(jié)采集卡采樣率等級：07,共1個字節(jié)采集卡通道數(shù)等級：04,共1個字節(jié)采集卡量程等級：33,共1個字節(jié)DI0- DI1計數(shù)測頻:00 00 00 00,可以用命令修改，共4個字節(jié)DI0- DI1 TTL輸入:03,共1個字節(jié)DO0- DO1 TTL輸出:00,共1個字節(jié)備用字節(jié):00,共1個字節(jié)CRC16校驗:87 C2,避免數(shù)據(jù)傳輸過程中接收到的錯誤數(shù)據(jù)，共2個字節(jié)注意:其他型號USB采集卡請參考 YAV USB接口

16、采集卡二次開發(fā)說明中規(guī)定的通 信協(xié)議。至此,USB采集卡已經(jīng)能完全實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集的基本功能。3、亞為USB采集卡使用命令介紹亞為USB數(shù)據(jù)采集卡能通過命令完成連續(xù)采集、單次采集、觸發(fā)采集、高速采集、 測頻計數(shù)設置、系數(shù)校準、零漂校準、設備ID地址、恢復出廠、重啟等設置和讀取版本 信息、幫助等內(nèi)容。如下表：表1配置命令一覽表16進制序號功能命令CMD參數(shù)返回備注D0D1D2D31停止采集0 xA0無2單次采集0 xA1無3AI0觸發(fā)采集0 xA2觸發(fā)電平（高位）觸發(fā)電平（低位）長度（高位）長度（低位）無需定制采0-409632的整數(shù)倍無4集AI0高速采集0 xA3無5測頻/計數(shù)0 xFC/0 xA

17、8FF（CH0 測頻）CC（CH0開始計 數(shù)）FF（CH1 測頻）CC（CH1開始計 數(shù)）無測頻/計數(shù)二選 一。雙通道可獨 立控制。6AI連續(xù)采集0 xAAN (0-F)參考FA無默認7特殊采集0 xAF無備用6系 數(shù) 校 準讀取校準系數(shù)0 xB0無讀取漂移參數(shù)7CH0-3校準系數(shù)0 xB1AI0AI1AI2AI3無可設置0-255。8CH4-7校準系數(shù)0 xB2AI4AI5AI6AI7無默認100,代表1,101，代表 1.01 倍。9CH8-11校準系 數(shù)0 xB3AI8AI9AI10AI11無10CH12-15校準系 數(shù)0 xB4AI12AI13AI14AI15無11零讀取零漂0 xC0

18、所有通道零漂讀取零漂參數(shù)12漂CH0-3設置零漂0 xC1AI0AI1AI2AI3無13校CH4-7設置零漂0 xC2AI4AI5AI6AI7無可設置0-255。14準CH8-11設置零漂0 xC3AI8AI9AI10AI11無I8,100代表15CH12-15設置零漂0 xC4AI12AI13AI14AI15無16輸 出 控 制數(shù)字量DO控制0 xD00X00-0XFF無D0每位BIT7-BIT0對應DO7-DO0,1：高電平輸出，0：低電平輸出17模擬量DA輸出0 xDACH0/CH1(00/01)高低低位無輸出3.3V，則3.3*4096/10，變?yōu)槭M制，再分配給高低位。12位精度1

19、8PWM輸出0 xFD/0 xDF頻率（高位）頻率（低位）占空比1占空比2無2個通道同頻，1-FFFF代表1Hz65.535KHz0-255 代表 0-10019輔助序列號0 xDC序列號用戶不可設置20設備地址0 xDDN設備地址21設備型號0 xDE接口類型，6 7 8通道數(shù)防護設備型號據(jù)命名規(guī)則表 用戶不可設置22恢復出廠0 xF0無所有參數(shù)復位23設備量程0 xF10X00-0XFF無用戶不可設置0-F 對應 0-100mV /3V /5V / 10V /15V /30V /60V 4-20mA 0-20mA 0-20mV -5-5V -10-10V -20-20V -30-30V -

20、60-60V -20-20mV，F(xiàn)F代表前后各一半通道的量程，例如38，也就是 前一半是10V，后一半是0-20mA量程24備用0 xF2無備用25封鎖控制0 xF300壓3關閉/打開無用戶不可控26信號處理0 xF400為默認無備用用戶不可設置27AI精度0 xF500默認精度，01為10位，02為12 位，04 為 14 位，06為16位， 08 位 18 位，09位24位精度用戶不可設置28通道使能0 xF6FF開啟全部,01開CH0，02開CH0 和 1當前通 道數(shù)僅對USB 4AD plus有效29通道分界0 xF7N無30N為不同量程分界點，0不分界，3代表量程1為前三個通道， 其

21、余為量程2。用戶不可設置31量程增益0 xF8所有通道增益矯 正，100代表增益為1。無用戶不可設置32備用0 xF9無備用采樣等級無33采樣率0 xFA(05-0F)DO設置采樣率等級的05-0F，對應十進制為5-15,對應200 500 1K 2K 5K 10K 20K 50K 100K 200K H（最高采樣率根據(jù)卡型號 視情而定）34重啟0 xFB無35測量測頻/計數(shù)0 xFCFF（CH0 測頻）CC（CH0開始計 數(shù)）FF（CH1 測頻）CC（CH1開始計 數(shù)）無測頻/計數(shù)二選 一。雙通道可獨 立控制輸頻率（高位）頻率（低位）占空比1占空比2無36出PWM輸出0 xFD2個通道同頻，

22、1-FFFF代表1Hz65.535KHz0-255 代表 0-10037幫版本信息0 xFE01，2016 以前02，版本信息用USB助手讀38助幫助0 xFF幫助信息用USB助手讀說明：一一代表參數(shù)無效，可以設置為0;代表部分采集卡不具備改功能；編程中不要頻繁設置參數(shù)，否則影響采集速 度。采集卡通電后自動采集數(shù)據(jù)，使用OxAO命令,可以停止采集，如下圖：EP2：已接收64064字節(jié)，速度。字節(jié)/秒接收狀態(tài)允許,輸出文本狀態(tài)已停止岌甌EP1已發(fā)諼。字節(jié)，EP2已發(fā)諼16字節(jié)串口調(diào)試|串口監(jiān)視器VSB調(diào)試|網(wǎng)絡調(diào)試|網(wǎng)絡服務器|小工具| C51代碼向?qū) AVR代碼向?qū)數(shù)據(jù)校驗|編碼轉換|位圖

23、轉16進制|升級與改置|EP1：已接收0字節(jié)，速度0字節(jié)/秒接收狀態(tài)允許，輸出文本狀態(tài)已停止|hid當前USB HID設備數(shù)：6|4AD PLUSFID：|5749VID：|磁PVN:|0200一Hex發(fā)Hex豆示 r epi連續(xù)發(fā)諼清發(fā)諼區(qū)|清接收區(qū)端點1發(fā)諼j端點2/KID發(fā)諼I）多項發(fā)諼|監(jiān)視HID重新計數(shù)咨SmartMcu出版書籍51單片機C語言創(chuàng)新教程:4dle55b2-fl6f-llcf-88cb-011110030撲 0482J： 5749版蠶壹0200噸備路徑：d#vid 0482&Pi d_5749#6&9c8022&0&0000#4dl e55b2-16-11 c-88cb

24、-001111000030 底徹可打開HdUsbj*魚碗！_寫訪問打開成功！注冊HidUsb設備成訪！r ep2連續(xù)發(fā)諼100100100100000000500500200100200100100107043300000000030000AF19FB6D250000000000200100000000200100200000300200000000200200000000200300000000300200300100000000200000000007043300000000030000680CFB6D25000040020050020000000030020010000000000020

25、01002002000000002002002000003002002000000000001000002001070433000000000300006BF7FB6D2500003001000000001001000000004004005003000000003002002000001001000000006005000000003002002002002002070433000000000300005235FB6D2500001001000000001000003000001000000000001000000000002000005004000000001002003001000000

26、0010010020010704330000000003000015CAFFFFFF00A00100000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000856去掉Hex顯示的勾，使用0 xFF命令，可以讀取幫助信息，如下圖:串口調(diào)試|串口監(jiān)視器USB調(diào)試|網(wǎng)絡調(diào)試|網(wǎng)絡服務器|小工具| C51代碼向?qū) AVR代碼向?qū)數(shù)據(jù)校驗編碼轉換|位圖轉16進制升級與酉?置j SmartM開發(fā)犀列gARM Cortex-M0, ARM

27、Cortex-M4其他命令請讀者自行使用并理解。第二講、軟件安裝、LabVIEW2014 LabVIEW 下載安裝地址（必須安裝）: HYPERLINK http:/ http:/ HYPERLINK http:/ nCh n.exe1、安裝LabVIEW,見下載鏈接的doc文件。安裝步驟：下載解壓縮，雙擊文件“2014LV-WinChn.exe”將軟件真正解壓出來點擊unzip解壓3.軟件成功解壓后，自動彈出安裝界面，點擊下一步4.輸入用戶信息，用戶可以隨意輸入5.直接點擊下一步，暫時不要輸入LabVIEW2014序列號6.安裝路徑一般建議改為D盤7.默認組件一般不更改，當然用戶也可以根據(jù)自

28、身的需要選擇安裝8.產(chǎn)品不更新，去除左下角的勾后點擊下一步9.接受許可協(xié)議10.繼續(xù)接受11.核對安裝的信息12.正在安裝，大概10分鐘左右可完成安裝13.接近完成時，彈出此界面，選擇不需要支持14.安裝完成2、激活LabVIEW，如下，打開LV激活工具。LVW在項 目上，單主右避 舌即可.右鍵激活未按默認路徑安裝的。找到類似的路徑即可第三講LabVIEW入門教程一、LabVIEW 概述LabVIEW是一種程序開發(fā)環(huán)境， HYPERLINK https:/ 由美國國家儀器（NI）公司研制開發(fā)，類似于C和 BASIC開發(fā)環(huán)境，但是LabVIEW與其他計算機語言的顯著區(qū)別是：其他計算機語言都是 采

29、用基于文本的語言產(chǎn)生代碼，而LabVIEW使用的是圖形化編輯語言G編寫程序，產(chǎn)生 的程序是框圖的形式。LabVIEW軟件是NI設計平臺的核心，也是開發(fā)測量或控制系統(tǒng) 的理想選擇。LabVIEW開發(fā)環(huán)境集成了工程師和科學家快速構建各種應用所需的所有工 具，旨在幫助工程師和科學家解決問題、提高生產(chǎn)力和不斷創(chuàng)新。與C和 HYPERLINK https:/ BASIC 一樣，LabVIEW也是通用的編程系統(tǒng)，有一個完成任何編程任務的 龐大函數(shù)庫。LabVIEW的函數(shù)庫包括數(shù)據(jù)采集、GPIB、串口控制、 HYPERLINK https:/ 數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)顯示 HYPERLINK https:/ 及數(shù)據(jù)存

30、儲，等等。LabVIEW也有傳統(tǒng)的程序調(diào)試工具，如設 HYPERLINK https:/ 置斷點、以動畫方式顯示 數(shù)據(jù)及其子程序（子VI）的結果、單步執(zhí)行等等，便于程序的調(diào)試。LabVIEW （Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench）是一種用圖標 代替文本行創(chuàng)建應用程序的圖形化編程語言。傳統(tǒng)文本編程語言根據(jù)語句和指令的先后順 序決定程序執(zhí)行順序，而LabVIEW則采用數(shù)據(jù)流編程方式，程序框圖中節(jié)點之間的數(shù)據(jù) 流向決定了 VI及函數(shù)的執(zhí)行順序。VI指虛擬儀器，是LabVIEW的程序模塊。LabVIEW提供很多外觀與傳統(tǒng)儀器（如示波器

31、、萬用表）類似的控件，可用來方便 地創(chuàng) HYPERLINK https:/ 建用戶界面。用戶界面在LabVIEW中被稱為前面板。使用圖標和連線，可以通過編 程對前面板上的對象進行控制。這就是圖形化源代碼，又稱G代碼。LabVIEW的圖形化 源代碼在某種程度上類似于流程圖，因此又被稱作程序框圖代碼。它主要的方便就是，一個硬件的情況下，可以通過改變軟件，就可以實現(xiàn)不同的儀器 儀表的功能，非常方便，是相當于軟件即硬件！LABVIEW有很多優(yōu)點，尤其是在某些特殊領域其特點尤其突出。測試測量：LABVIEW最初就是為測試測量而設計的，因而測試測量也就是現(xiàn)在 LABVIEW最廣泛的應用領域。經(jīng)過多年的發(fā)展

32、，LABVIEW在測試測量領域獲得了廣泛 的承認。至今，大多數(shù)主流的測試儀器、 HYPERLINK https:/ 數(shù)據(jù)采集設備都擁有專門的LabVIEW驅(qū)動程序, 使用LabVIEW可以非常便捷的控制這些硬件設備。同時，用戶也可以十分方便地找到各 種適用于測試測量領域的LabVIEW工具包。這些工具包幾乎覆蓋了用戶所需的所有功能, 用戶在這些工具包的基礎上再開發(fā)程序就容易多了。有時甚至于只需簡單地調(diào)用幾個工具 包中的函數(shù)，就可以組成一個完整的測試測量應用程序?？刂疲嚎刂婆c測試是兩個相關度非常高的領域，從測試領域起家的LabVIEW自然而 然地首先拓展至控制領域。LabVIEW擁有專門用于控制

33、領域 HYPERLINK https:/ 的模塊-LabVIEW DSC。 除此之外，工業(yè)控制領域常用的設備、數(shù)據(jù)線等通常也都帶有相應的LabVIEW驅(qū)動程序。 使用LabVIEW可以非常方便的編制各種控制程序。仿真：LabVIEW包含了多種多樣的數(shù)學運 HYPERLINK https:/ 算函數(shù)，特別適合進行模擬、 HYPERLINK https:/ 仿真、原型 設計等工作。在設計機電設備之前，可以先在計算機上用LabVIEW搭 HYPERLINK https:/ 建仿真原型，驗證 設計的合理性，找到潛在的問題。在高等教育領域，有時如果使用LabVIEW進行軟件模 擬，就可以達到同樣的效果，

34、使學生不致失去實踐的機會。兒童教育：由于圖形外觀漂亮且容易吸引兒童的注意力，同時圖形比文本更容易被兒 童接受和理解，所以LabVIEW非常受少年兒童的歡迎。對于沒有任何計算機知識的兒童 而言，可以把LabVIEW理解成是一種特殊的“積木”：把不同的原件搭在一起，就可以實 現(xiàn)自己所需的功能。著名的可編程玩具 HYPERLINK https:/ “樂高積木”使用的就是LabVIEW編程語言。兒童 經(jīng)過短暫的指導就可以利 HYPERLINK https:/ 用樂高積木提供的積木搭建成各種車輛模型、機器人等，再使用 LabVIEW編寫控制其運動和行為的程序。除了應用于玩具，LabVIEW還有專門用于中

35、小 學生教學使用的版本。快速開發(fā)：根據(jù)筆者參與的一些項目統(tǒng)計，完成一個功能類似的大型應用軟件，熟練 的LabVIEW程序員所需的開發(fā)時間，大概只是熟練的C程序員所需時間的1/5左右。所 以，如果項目開發(fā)時間緊張，應該優(yōu)先考慮使用LabVIEW，以縮短開發(fā)時間?？缙脚_：如果同一個程序需要運行于多個硬件設備之上，也可以優(yōu)先考慮使用 LabVIEW LabVIEW具有良好的平臺一致性。LabVIEW的代碼不需任何修改就可以運行 在常見的三大臺式機操作系統(tǒng)上：Windows Mac OS及Linux。除此之外，LabVIEW 還支持各種實時操作系統(tǒng)和嵌入式設備，比如常見的 HYPERLINK http

36、s:/ PDA、 HYPERLINK https:/ FPGA以及運行 HYPERLINK https:/ VxWorks和 PharLap系統(tǒng)的RT設備。說明：必須先安裝LabVIEW，亞為的資料，版本不低于2014,如果是串口通信，還要安裝 NI VISA。直接打開亞為用戶資料的“LabVIEW例程/*main例程，看到的是前面板，也就 是交互界面。界面可以自行修改，注意右鍵- 數(shù)據(jù)操作- 保存默認參數(shù)。波形圖上右鍵，可以導出或者另存數(shù)據(jù)。高速采集模式下，yav例程不自動保存，需 要手動導出。高速模式下，不要采集時間過長，否則系統(tǒng)崩潰，會內(nèi)存溢出甚至藍屏死機。如果需要修改算法邏輯，按下Ct

37、rl+E即可打開程序框圖界面。里面的數(shù)學符號，仔 細研究下，就應該能認識?？炊訙p乘除即可。這個文檔認真看十遍，你就是LabVIEW編程高手啦，亞為科技不負責LabVIEW編 程指導哦。高手都是自學的。亞為不提供LabVIEW編程指導，請自學。二、LabVIEW 教程 1. LabVIEW 操作在開始菜單里找LabVIEW點擊打開，會出現(xiàn)如下界面:從FileNew VI或者從右半部分中的NewBlank VI都可以打開如下界面:上圖中前圖是虛擬儀器的前面板，是用戶使用的人機界面，后面的是程序框圖 界面（即后面板）。在LabVIEW的用戶界面上，應特別注意它提供的操作模板，包括工具（Tools）

38、模板、控制（Controls）模板和函數(shù)（Functions）模板。這些模板 集中反映了該軟件的功能與特征。下面我們來大致瀏覽一下。工具模板（Tools Palette）該模板提供了各種用于創(chuàng)建、修改和調(diào)試VI程序的工具。 如果該模板沒有出現(xiàn)，則可以在Windows菜單下選擇Show Tools Palette命令以顯示該模板。當從模板內(nèi)選擇了任一種工具后， 鼠標箭頭就會變成該工具相應的形狀。當從Windows菜單下選擇 了 Show Help Window功能后，把工具模板內(nèi)選定的任一種工具 光標放在流程圖程序的子程序（Sub VI）或圖標上，就會顯示相 應的幫助信息。下面的兩個模板是多層的

39、，其中每一個子模板下還包括多個對象?？刂颇０澹–ontrol Palette）注意：只有打開前面板時才能調(diào)用該模板該模板用來給前面板設置各種所需的輸出顯示對象和輸 入控制對象。每個圖標代表一類子模板。如果控制模板不顯示, 可以用Windows菜單的Show Controls Palette功能打開它， 也可以在前面板的空白處，點擊鼠標右鍵，以彈出控制模板?？刂颇０迦缬覉D所示，它包括如下所示的一些子模板。子 模板中包括的對象，我們在功能中用文字簡要介紹。圖標子模板名稱功能1Numeric （數(shù)值 量）數(shù)值的控制和顯示。包含數(shù)字式、指針式顯示表 盤及各種輸入框。2Boolean （布爾 量）邏輯數(shù)

40、值的控制和顯示。包含各種布爾開關、按 鈕以及指示燈等。31String & Path （字符串和路 徑）字符串和路徑的控制和顯示。4暨國|Array&Cluster （數(shù)組 和簇）數(shù)組和簇的控制和顯示。5亶*1 垂IIList & Table（列表和表格）列表和表格的控制和顯示6Graph （圖形顯 示）顯示數(shù)據(jù)結果的趨勢圖和曲線圖。7Ring & Enum （環(huán) 寫枚舉）環(huán)與枚舉的控制和顯示。84卜|1/0（輸入/輸出 功能）輸入/輸出功能。于操作OLE、ActiveX等功能。9Refnum參考數(shù)10DigilogControl s（數(shù)字 控制）數(shù)字控制11ClussicControl s（

41、經(jīng)典 控制）經(jīng)典控制，指以前版本軟件的面板圖標。12宜XIAeveRJActiveX用于ActiveX等功能。13VIDecorations（裝飾）用于給前面板進行裝飾的各種圖形對象。14Select a Controls （控 制 選擇）調(diào)用存儲在文件中的控制和顯示的接口。15User Controls （用戶控制）用戶自定義的控制和顯示。功能模板（Functions Palette）注：只有打開了流程圖程序窗口（即后面板），才能 出現(xiàn)功能模板。功能模板是創(chuàng)建流程圖程序的工具。該模板上的每 一個頂層圖標都表示一個子模板。若功能模板不出現(xiàn)， 則可以用Windows菜單下的Show Functi

42、ons Palette功 能打開它，也可以在流程圖程序窗口的空白處點擊鼠標 右鍵以彈出功能模板。功能模板如右圖所示，其子模塊如下所示。（個別 不常用的子模塊未包含）圖標子模板名稱功能1匾1Structure （結 構）包括程序控制結構命令，例如循環(huán)控制等，以 及全局變量和局部變量。2Numeric （數(shù)值 運算）包括各種常用的數(shù)值運算，還包括數(shù)制轉換、 三角函數(shù)、對數(shù)、復數(shù)等運算，以及各種數(shù)值 常數(shù)。31Boolean （布爾 運算）包括各種邏輯運算符以及布爾常數(shù)。4國HString（字符串 運算）包含各種字符串操作函數(shù)、數(shù)值與字符串之間 的轉換函數(shù)，以及字符（串）常數(shù)等。5Array （數(shù)組

43、）包括數(shù)組運算函數(shù)、數(shù)組轉換函數(shù)，以及常數(shù) 數(shù)組等。6HCluster （簇）包括簇的處理函數(shù)，以及群常數(shù)等。這里的群 相當于C語言中的結構。7Comparison （比 匕 較）包括各種比較運算函數(shù)，如大于、小于、等于。8Time & Dialog （時間和對話 框）包括對話框窗口、時間和出錯處理函數(shù)等。9File I/O （文件 輸入/輸出）包括處理文件輸入/輸出的程序和函數(shù)。10HDataAcquisition（數(shù)據(jù)采集）包括數(shù)據(jù)采集硬件的驅(qū)動，以及信號調(diào)理所需 的各種功能模塊。11IMitWaveform （波 形）各種波形處理工具12出Analyze （分析）信號發(fā)生、時域及頻域分析

44、功能模塊及數(shù)學工 具。131立InstrumentI/O（儀器輸入/ 輸出）包括GPIB（488、488.2）、串行、VXI儀器控制 的程序和函數(shù)，以及VISA的操作功能函數(shù)。14eMotion&Vision（運動與 景像）15 1Mathematics（數(shù)學）包括統(tǒng)計、曲線擬合、公式框節(jié)點等功能模塊， 以及數(shù)值微分、積分等數(shù)值計算工具模塊。16Communication（通訊）包括TCP、DDE、ActiveX和OLE等功能的處理 模塊。17ApplicationControl （應用 控制）包括動態(tài)調(diào)用VI、標準可執(zhí)行程序的功能函 數(shù)。18Graphics&Sound （圖形與 聲音）包括

45、3D、OpenGL、聲音播放等功能模塊。包括 調(diào)用動態(tài)連接庫和CIN節(jié)點等功能的處理模 塊。19Tutorial （示教 課程）包括LabVIEW示教程序。20Report Generation （文 檔生成）2 1Advanced （高級 功能）2 2亶Select a V（選 擇子VI）2 3皿1User Library （用戶子VI 庫）2. LabVIEW訓II練步驟如下:選擇FileNew VI,打開一個新的前面板窗口。從 ControlsAll Controlsnumeric 中選擇 Tank 放到前面板中。（注：如果前面板中沒有Controls模版，可在菜單欄選windowsho

46、w controls palette,即可打開或直接點擊鼠標右鍵）在標簽（Tank）文本框中輸入“容積”，然后在前面板中的其他任何 位置單擊一下。同樣從 ControlsAll Controlsnumeric 中選擇 Thermometer 放到 前面板中在標簽文本框中輸入“溫度計”，然后在前面板中的其他任何位置單 擊一下。把容器顯示對象的顯示范圍設置為0.0到1000.0。a.雙擊容器坐標的10.0標度，使它高亮顯示。在坐標中輸入1000, 再在前面板中的其他任何地方單擊一下。這時0.0到1000.0之間 的增量將被自動顯示。在容器旁配數(shù)據(jù)顯示。將鼠標移到容器上，點右鍵，在出現(xiàn)的快速菜單中選

47、VisibleItermsDigital Display 即可。前面板如下圖所示：溫度計101 85.（90 t80t I70-E60t50140130 tII圖11練習一的前面板圖8. WindowsShow block Diagram打開流程圖窗口，在窗口中建立如下 程序：圖12練習一的流程圖該流程圖中新增的對象有兩個乘法器、兩個數(shù)值常數(shù)、兩個隨機數(shù)發(fā)生器、 一個延時函數(shù)，一個while循環(huán)，一個布爾常量，溫度和容積對象是由前棉板 的設置自動帶出來的。乘法器（Multiply）、隨機數(shù)發(fā)生器（Random number （01）和 數(shù)值常數(shù)（Numberic constant）由 Func

48、tionsAll FunctionsNumeric中拖出。（注：如果面板中沒有Functions 模版，可以從菜單欄中選WindowShow Functions palette或點 擊鼠標右鍵）延時函數(shù)（Time delay）可以從 FunctionsAll FunctionsTime&DialogTime delay 中拖出，在自動彈出的對話 框中輸入要延時的時間（比如0.5s）。連線：把鼠標放到函數(shù)端子上，當鼠標自動變?yōu)檫B線模式并出現(xiàn)一閃一 閃時，點擊一下鼠標左鍵然后找要連接的函數(shù)端子，當鼠標出現(xiàn)一閃一閃時， 再次點擊鼠標左鍵，這時就把兩個函數(shù)連接起來了。最后選 FunctionsAll

49、FunctionsStructuresWhile Loop， 在已 編好的程序左上角點擊鼠標左鍵，然后移動鼠標，直到出現(xiàn)的虛線把程序全包 含起來再點鼠標左鍵，就創(chuàng)建了一個While循環(huán)。在右下角條件端子上點擊鼠 標右鍵，再彈出的菜單里選Creat constant就可，目的是讓循環(huán)能夠維持下 去。在前面板中，單擊Run （運行）按鈕，運行該VI在后面板的工具欄中點擊類似燈泡狀的按鈕，就可以看見程序中各個 數(shù)據(jù)流的走向。選擇FileSave,把該VI保存到任意目錄下。選擇 FileClose，關閉該 VI。第四講LabVIEW數(shù)據(jù)采集基礎一、概述在計算機廣泛應用的今天，數(shù)據(jù)采集的重要性是十分顯著

50、的。它是計算機與外部物理 世界連接的橋梁。各種類型信號采集的難易程度差別很大。實際采集時，噪聲也可能帶來 一些麻煩。數(shù)據(jù)采集時，有一些基本原理要注意，還有更多的實際的問題要解決。采樣頻率、抗混疊濾波器和樣本數(shù)假設現(xiàn)在對一個模擬信號x(t)每隔A t時間采樣一次。時間間隔A t被稱為采樣間隔 或者采樣周期。它的倒數(shù)1/A t被稱為采樣頻率，單位是采樣數(shù)/每秒。t=0, A t,2A t,3 A t .等等，x(t)的數(shù)值就被稱為采樣值。所有x(0),x(A t),x(2A t )都是采樣值。這 樣信號x(t)可以用一組分散的采樣值來表示：威(幾 jc(AF), x(2AZ),工(3A。，.下圖顯

51、示了一個模擬信號和它采樣后的采樣值。采樣間隔是A t，注意，采樣點在時 域上是分散的。如果對信號x(t)采集N個采樣點，那么x(t)就可以用下面這個數(shù)列表示:X=x0q|l,x23.,NT這個數(shù)列被稱為信號x(t)的數(shù)字化顯示或者采樣顯示。注意這個數(shù)列中僅僅用下標變量編 制索引，而不含有任何關于采樣率(或At)的信息。所以如果只知道該信號的采樣值， 并不能知道它的采樣率，缺少了時間尺度，也不可能知道信號x(t)的頻率。根據(jù)采樣定理，最低采樣頻率必須是信號頻率的兩倍。反過來說，如果給定了采樣頻 率，那么能夠正確顯示信號而不發(fā)生畸變的最大頻率叫做恩奎斯特頻率，它是采樣頻率的 一半。如果信號中包含頻

52、率高于奈奎斯特頻率的成分，信號將在直流和恩奎斯特頻率之間 畸變。下圖顯示了一個信號分別用合適的采樣率和過低的采樣率進行采樣的結果。采樣率過低的結果是還原的信號的頻率看上去與原始信號不同。這種信號畸變叫做混 疊(alias)。出現(xiàn)的混頻偏差(alias frequency)是輸入信號的頻率和最靠近的采樣率 整數(shù)倍的差的絕對值。b過低采樣率下的采樣結果a足夠的采樣率下的采樣結果下圖給出了一個例子。假設采樣頻率fs是100HZ,，信號中含有25、70、160、和510 Hz的成分。采樣的結果將會是低于奈奎斯特頻率(fs/2=50 Hz)的信號可以被正確采樣。而頻率 高于50HZ的信號成分采樣時會發(fā)生

53、畸變。分別產(chǎn)生了 30、40和10 Hz的畸變頻率F2、F3 和F4。計算混頻偏差的公式是：混頻偏差=ABS (采樣頻率的最近整數(shù)倍一輸入頻率)其中ABS表示“絕對值”，例如：混頻偏差 F2 =1100 - 70|= 30 Hz混頻偏差F3=|(2) 100-160|=40Hz混頻偏差F4=|(5)100-510|=10Hz為了避免這種情況的發(fā)生，通常在信號被采集(A/D)之前，經(jīng)過一個低通濾波器， 將信號中高于奈奎斯特頻率的信號成分濾去。在圖中，這個濾波器的截止頻率自然是25HZ。 這個濾波器稱為抗混疊濾波器采樣頻率應當怎樣設置呢？也許你可能會首先考慮用采集卡支持的最大頻率。但是， 較長時間

54、使用很高的采樣率可能會導致沒有足夠的內(nèi)存或者硬盤存儲數(shù)據(jù)太慢。理論上設 置采樣頻率為被采集信號最高頻率成分的2倍就夠了，實際上工程中選用510倍，有 時為了較好地還原波形，甚至更高一些。通常，信號采集后都要去做適當?shù)男盘柼幚恚鏔FT等。這里對樣本數(shù)又有一個要 求，一般不能只提供一個信號周期的數(shù)據(jù)樣本，希望有5-1 0個周期，甚至更多的樣本。 并且希望所提供的樣本總數(shù)是整周期個數(shù)的。這里又發(fā)生一個困難，有時我們并不知道， 或不確切知道被采信號的頻率，因此不但采樣率不一定是信號頻率的整倍數(shù)，也不能保證 提供整周期數(shù)的樣本。我們所有的僅僅是一個時間序列的離散的函數(shù)x（n）和采樣頻率。這 是我們測

55、量與分析的唯一依據(jù)。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的構成驅(qū)動程序上圖表示了數(shù)據(jù)采集的結構。在數(shù)據(jù)采集之前，程序?qū)Σ杉蹇ǔ跏蓟?，板卡上?內(nèi)存中的Buffer是數(shù)據(jù)采集存儲的中間環(huán)節(jié)。需要注意的兩個問題是:是否使用Buffer? 是否使用外觸發(fā)啟動、停止或同步一個操作。緩沖（Buffers）這里的緩沖指的是PC內(nèi)存的一個區(qū)域（不是數(shù)據(jù)采集卡上的FIFO緩沖），它用來臨 時存放數(shù)據(jù)。例如，你需要采集每秒采集幾千個數(shù)據(jù)，在一秒內(nèi)顯示或圖形化所有數(shù)據(jù)是 困難的。但是將采集卡的數(shù)據(jù)先送到Buffer，你就可以先將它們快速存儲起來，稍后再重 新找回它們顯示或分析。需要注意的是Buffer與采集操作的速度及容量有關。如果

56、你的 卡有DMA性能，模擬輸入操作就有一個通向計算機內(nèi)存的高速硬件通道，這就意味著所采 集的數(shù)據(jù)可以直接送到計算機的內(nèi)存。不使用Buffer意味著對所采集的每一個數(shù)據(jù)你都必須及時處理（圖形化、分析等）， 因為這里沒有一個場合可以保持你著手處理的數(shù)據(jù)之前的若干數(shù)據(jù)點。下列情況需要使用Buffer I/O：需要采集或產(chǎn)生許多樣本，其速率超過了實際顯示、存儲到硬件，或?qū)崟r分析的 速度。需要連續(xù)采集或產(chǎn)生AC數(shù)據(jù)（10樣本/秒），并且要同時分析或顯示某些數(shù)據(jù)。采樣周期必須準確、均勻地通過數(shù)據(jù)樣本。下列情況可以不使用Buffer I/O：數(shù)據(jù)組短小，例如每秒只從兩個通道之一采集一個數(shù)據(jù)點。需要縮減存儲器

57、的開支。觸發(fā)（Triggering）觸發(fā)涉及初始化、終止或同步采集事件的任何方法。觸發(fā)器通常是一個數(shù)字或模擬信 號，其狀態(tài)可確定動作的發(fā)生。軟件觸發(fā)最容易，你可以直接用軟件，例如使用布爾面板 控制去啟動/停止數(shù)據(jù)采集。硬件觸發(fā)讓板卡上的電路管理觸發(fā)器，控制了采集事件的時 間分配，有很高的精確度。硬件觸發(fā)可進一步分為外部觸發(fā)和內(nèi)部觸發(fā)。當某一模入通道 發(fā)生一個指定的電壓電平時，讓卡輸出一個數(shù)字脈沖，這是內(nèi)部觸發(fā)。采集卡等待一個外 部儀器發(fā)出的數(shù)字脈沖到來后初始化采集卡，這是外部觸發(fā)。許多儀器提供數(shù)字輸出（常 稱為“trigger out”）用于觸發(fā)特定的裝置或儀器，在這里，就是數(shù)據(jù)采集卡。下列情

58、況使用軟件觸發(fā)：用戶需要對所有采集操作有明確的控制，并且事件定時不需要非常準確。下列情況使用硬件觸發(fā)：采集事件定時需要非常準確。用戶需要削減軟件開支。采集事件需要與外部裝置同步。后面可以看到怎樣使用采集的VI程序設置有Buffer及無Buffer的I/O操作，以及設 置觸發(fā)的類型。模入信號類型數(shù)據(jù)采集前，必須對所采集的信號的特性有所了解，因為不同信號的測量方式和對 采集系統(tǒng)的要求是不同的，只有了解被測信號，才能選擇合適的測量方式和采集系統(tǒng)配置。任意一個信號是隨時間而改變的物理量。一般情況下，信號所運載信息是很廣泛的， 比如：狀態(tài)（state）、速率（rate）、電平（level）、形狀（sha

59、pe）、頻率成分（frequency content）。根據(jù)信號運載信息方式的不同，可以將信號分為模擬或數(shù)字信號。數(shù)字（二進 制）信號分為開關信號和脈沖信號。模擬信號可分為直流、時域、頻域信號，如下圖所示。r-On-Off| Digital Pulse TrainSignalsr-DC1 Analog Time DomainL Frequency Domain數(shù)字信號第一類數(shù)字信號是開-關信號。一個開-關信號運載的信息與信號的瞬間狀態(tài)有關。TTL 信號就是一個開-關信號，一個TTL信號如果在2.0到5.0V之間，就定義它為邏輯高電平, 如果在0到0.8V之間，就定義為邏輯低電平。第二類數(shù)字信號

60、是脈沖信號。這種信號包括一系列的狀態(tài)轉換，信息就包含在狀態(tài)轉 化發(fā)生的數(shù)目、轉換速率、一個轉換間隔或多個轉換間隔的時間里。安裝在馬達軸上的光 學編碼器的輸出就是脈沖信號。有些裝置需要數(shù)字輸入，比如一個步進式馬達就需要一系 列的數(shù)字脈沖作為輸入來控制位置和速度。模擬直流信號模擬直流信號是靜止的或變化非常緩慢的模擬信號。直流信號最重要的信息是它在給 定區(qū)間內(nèi)運載的信息的幅度。常見的直流信號有溫度、流速、壓力、應變等。采集系統(tǒng)在 采集模擬直流信號時，需要有足夠的精度以正確測量信號電平，由于直流信號變化緩慢， 用軟件計時就夠了，不需要使用硬件計時。模擬時域信號模擬時域信號與其他信號不同在于，它在運載信