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labview 第6章 数据采集
第六章数据采集６．１概述在计算机广泛应用的今天，数据采集的重要性是十分显著的。
它是计算机与外部物理世界连接的桥梁。
各种类型信号采集的难易程度差别很大。
实际采集时，噪声也可能带来一些麻烦。
数据采集时，有一些基本原理要注意，还有更多的实际的问题要解决。
６．１．１采样频率、抗混叠滤波器和样本数。
假设现在对一个模拟信号x(t) 每隔Δt时间采样一次。
时间间隔Δt被称为采样间隔或者采样周期。
它的倒数1/Δt 被称为采样频率，单位是采样数/每秒。
t=0, Δt ,2Δt ,3Δt ……等等，x(t)的数值就被称为采样值。
所有x(0),x(Δt),x(2Δt )都是采样值。
这样信号x(t)可以用一组分散的采样值来表示：下图显示了一个模拟信号和它采样后的采样值。
采样间隔是Δt，注意，采样点在时域上是分散的。
图6-1 模拟信号和采样显示如果对信号x(t)采集N个采样点，那么x(t)就可以用下面这个数列表示：这个数列被称为信号x(t)的数字化显示或者采样显示。
注意这个数列中仅仅用下标变量编制索引，而不含有任何关于采样率（或Δt）的信息。
所以如果只知道该信号的采样值，并不能知道它的采样率，缺少了时间尺度，也不可能知道信号x(t)的频率。
根据采样定理，最低采样频率必须是信号频率的两倍。
反过来说，如果给定了采样频率，那么能够正确显示信号而不发生畸变的最大频率叫做恩奎斯特频率，它是采样频率的一半。
如果信号中包含频率高于奈奎斯特频率的成分，信号将在直流和恩奎斯特频率之间畸变。
图６－２显示了一个信号分别用合适的采样率和过低的采样率进行采样的结果。
采样率过低的结果是还原的信号的频率看上去与原始信号不同。
这种信号畸变叫做混叠（alias）。
出现的混频偏差（alias frequency）是输入信号的频率和最靠近的采样率整数倍的差的绝对值。
图6-2 不同采样率的采样结果图６－３给出了一个例子。
假设采样频率 fs 是100HZ,，信号中含有25 、70、160、和 510 Hz的成分。
LabVIEW中实现数据采集
信号极限幅度集合
所测信号的最大值和最小值 应与输入信号的最大值和最小值相接近
LSB 最低有效位
分辨率、DAQ卡区间 以及信号极限幅度集 合决定了输入信号中 可检测到的最小变化 量。电压中的这种变 化量表示了数字取值 的一个最低有效位 (LSB)，通常称为编码 宽度(code width)
Vcw
管理计算机的硬件设备（数据采集卡、端 口等）
配置虚拟通道（Virtual Channel）。
输入/输出 范围 输入方式 测试（7.0Express以上）
配置好的虚拟通道直接LabVIEW中调用。
运行MAX
A
B
MAX
Details
虚拟通道 设备特性
配置第一个虚拟通道
完成
引用虚拟通道
上、下限：指明输入信号的幅度极限集合。 上、下限默认值为+10V和-10V
如果使用的是MAX，则无需将数据取值与 这些输入相连，因为已经配置了相关信息
温度测量
信号输出
任务 开始
数据 生成
配置 参数
放入 缓存
启动 A/D
波形 输出
任务 结束
图 8 数据输出流程示意图
信号发生器
中级数据采集程序示例
rang 2resolution
分辨率为比特 区间为伏特
例
分辨率＝12比特 区间＝0～10V
分辨率＝12比特 区间＝-10～10V
可以检测到的最小变化量为
可以检测到的最小变化量为Βιβλιοθήκη Vcw10 212
2.4mV
Vcw
20 212
4.8mV
采样率
DAQ卡采样模拟信号的速率
Shannon 采样定律 抗伪信号滤波器
所测信号的最大值和最小值 应与输入信号的最大值和最小值相接近
LSB 最低有效位
分辨率、DAQ卡区间 以及信号极限幅度集 合决定了输入信号中 可检测到的最小变化 量。电压中的这种变 化量表示了数字取值 的一个最低有效位 (LSB)，通常称为编码 宽度(code width)
Vcw
管理计算机的硬件设备（数据采集卡、端 口等）
配置虚拟通道（Virtual Channel）。
输入/输出 范围 输入方式 测试（7.0Express以上）
配置好的虚拟通道直接LabVIEW中调用。
运行MAX
A
B
MAX
Details
虚拟通道 设备特性
配置第一个虚拟通道
完成
引用虚拟通道
上、下限：指明输入信号的幅度极限集合。 上、下限默认值为+10V和-10V
如果使用的是MAX，则无需将数据取值与 这些输入相连，因为已经配置了相关信息
温度测量
信号输出
任务 开始
数据 生成
配置 参数
放入 缓存
启动 A/D
波形 输出
任务 结束
图 8 数据输出流程示意图
信号发生器
中级数据采集程序示例
rang 2resolution
分辨率为比特 区间为伏特
例
分辨率＝12比特 区间＝0～10V
分辨率＝12比特 区间＝-10～10V
可以检测到的最小变化量为
可以检测到的最小变化量为Βιβλιοθήκη Vcw10 212
2.4mV
Vcw
20 212
4.8mV
采样率
DAQ卡采样模拟信号的速率
Shannon 采样定律 抗伪信号滤波器
LabVIEW与数据采集.ppt
。 完成不同的数据采集任务
各子模板的主要功能如下： ① Analog Input子模板，完成模拟信号进行
A/D转换，并采集到计算机； ② Analog Output子模板,将计算机产生的数
字信号进行D/A转换，并输出； ③ Digital I/O子模板,用于控制DAQ设备的数字
I/O功能； ④ Counter子模板,用于控制DAQ设备的计数器
其中最为常见的模板是位于Measurement I/O子模板中 的Data Acquisition 和NI-DAQmx Acquisition两个子 模板，如图所示：
DAQ VIs的功能模板
LabVIEW中DAQ VIs都包含在Functions>Data Acquisitions子模板中。共包含6个子模板，每个子模板
④ 许多场合都要用到计数器，如精确时间控制和脉冲信 号产生等。计数器最重要的参数是分辨率和时钟频率，分
。 辨率越大，计数器位数越大，计数值也越高
基于LABVIEW的数据采集系统：
LabVIEW8.5为用户提供了多种用于数据采集的函数、 VIs和Express VIs。这些函数、VIs和Express VIs大体 可以分为两类，一类是Traditional DAQ VIS，另外一类 是操作更为简单的NI-DAQmx，这些组件位于函数模板 中的Measurement I/O，Instrument I/O子模板中， 如图所示：、
数据采集卡的功能
一个典型的数据采集卡的功能有模拟输入、模拟输出、数 字I/O、计数器/计时器等。因此LabVIEW中DAQ模板设计也 围绕这4大功能组织
① 模拟输入是采集最基本的功能。它一般由多路开关 （MUX）、放大器、采样保持电路以及A/D来实现，通过这些
各子模板的主要功能如下： ① Analog Input子模板，完成模拟信号进行
A/D转换，并采集到计算机； ② Analog Output子模板,将计算机产生的数
字信号进行D/A转换，并输出； ③ Digital I/O子模板,用于控制DAQ设备的数字
I/O功能； ④ Counter子模板,用于控制DAQ设备的计数器
其中最为常见的模板是位于Measurement I/O子模板中 的Data Acquisition 和NI-DAQmx Acquisition两个子 模板，如图所示：
DAQ VIs的功能模板
LabVIEW中DAQ VIs都包含在Functions>Data Acquisitions子模板中。共包含6个子模板，每个子模板
④ 许多场合都要用到计数器，如精确时间控制和脉冲信 号产生等。计数器最重要的参数是分辨率和时钟频率，分
。 辨率越大，计数器位数越大，计数值也越高
基于LABVIEW的数据采集系统：
LabVIEW8.5为用户提供了多种用于数据采集的函数、 VIs和Express VIs。这些函数、VIs和Express VIs大体 可以分为两类，一类是Traditional DAQ VIS，另外一类 是操作更为简单的NI-DAQmx，这些组件位于函数模板 中的Measurement I/O，Instrument I/O子模板中， 如图所示：、
数据采集卡的功能
一个典型的数据采集卡的功能有模拟输入、模拟输出、数 字I/O、计数器/计时器等。因此LabVIEW中DAQ模板设计也 围绕这4大功能组织
① 模拟输入是采集最基本的功能。它一般由多路开关 （MUX）、放大器、采样保持电路以及A/D来实现，通过这些
LABVIEW数据采集与仪器控制PPT61页课件
14.3.2 模块化总线
3. PXI/CompactPCIPXI将PCI电气总线特性与坚固的、模块化的、欧洲卡机械封装的CompactPCI相结合，并增加了专门的同步总线和关键的软件特性，从而能够承受常常存在于工业应用中的恶劣环境。这使得PXI成为一个高性能的、低成本的、适用测量和自动化系统的布置平台。
引子
数据采集与仪器控制是LabVIEW最具竞争力的核心技术之一。NI公司提供了种类丰富的硬件设备以满足不同的测量与控制需求，其中包括数据采集(DAQ)硬件、实时测量与控制、PXI与Compact PCI、信号调理、开关、分布式I/O、机器视觉、运动控制、GPIB、串口和仪器控制、声音与振动测量分析、PAC(可编程自动化控制器)、VXI和VME等各种设备。应用遍布电子、机械、通信、汽车制造、生物、医药、化工、科研和教育等各个行业领域。通过丰富的驱动程序，LabVIEW能轻松实现与任何NI提供的硬件设备通讯。不仅如此，通过通用的驱动程序或接口，例如VISA、IVI、OPC、ActiveX和DLL等，LabVIEW几乎能与任何厂商甚至自制的硬件通讯。
14.1.2 NI-DAQmx
自动生成代码
14.2 仪器控制简介
仪器控制是指通过PC上的软件远程控制总线上的一台或多台仪器。它比单纯的数据采集要复杂的多。它需要将仪器或设备与计算机连接起来协同工作，同时还可以根据需要延伸和拓展仪器的功能。通过计算机强大的数据处理、分析、显示和存储能力，可以极大的扩充仪器的功能，这就是虚拟仪器的基本含义。
2. 信号调理从传感器得到的信号可能会很微弱，或者含有大量噪声，或者是非线性的等等，这种信号在进入采集卡之前必须经过信号调理。信号调理的方法主要包括放大、衰减、隔离、多路复用、滤波、激励和数字信号调理等
课程案例库labview1ppt课件
黑龙江大学研究生课程案例库建设项目
2. LabVIEW在数据采集与测量方面的应用
1. 数据采集系统的构成
图2.1 数据采集系统的构成
黑龙江大学研究生课程案例库建设项目
2. LabVIEW在数据采集与测量方面的应用
2. 数据采集系统（ DAQ ）系统结构
图2.2 DAQ系统
黑龙江大学研究生课程案例库建设项目
AI Read——从被AI Config分配的缓冲读取数据。它能够控制由 缓冲读取的点数，读取数据在缓冲中的位置，以及是否返回二 进制数或标度的电压数。它的输出是一个２维数组，其中每一 列数据对应于通道列表中的一个通道。
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2. LabVIEW在数据采集与测量方面的应用
黑龙江大学研究生课程案例库建设项目
1. LabVIEW简介
图1.1 前面板及程序框图
黑龙江大学研究生课程案例库建设项目
1. LabVIEW简介
图1.2 控件模板和函数模板
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2. LabVIEW在数据采集与测量方面的应用
数据采集是LabVIEW的核心技术之一。 数据采集(DAQ:DatA Acqusition)系统的基本任务是 物理信号的产生和测量。 数据采集是借助软件来控制整个DAQ系统的，包括 采集原始数据、分析数据以及给出结果等。
缓存中读取采集到得数据； 第四步：完成数据采集后，使用AI clear.vi模块停止DAQ
设备的数据采集，并释放缓存。
黑龙江大学研究生课程案例库建设项目
2. LabVIEW在数据采集与测量方面的应用
➢ 数据采集结果 启动了DAQ的数据采集功能后，就会不停的对信
号进行连续采集，并将采集到的信号放在缓存中，实 现了对信号的连续采集，并且不会丢失信号。
2. LabVIEW在数据采集与测量方面的应用
1. 数据采集系统的构成
图2.1 数据采集系统的构成
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2. LabVIEW在数据采集与测量方面的应用
2. 数据采集系统（ DAQ ）系统结构
图2.2 DAQ系统
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AI Read——从被AI Config分配的缓冲读取数据。它能够控制由 缓冲读取的点数，读取数据在缓冲中的位置，以及是否返回二 进制数或标度的电压数。它的输出是一个２维数组，其中每一 列数据对应于通道列表中的一个通道。
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2. LabVIEW在数据采集与测量方面的应用
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1. LabVIEW简介
图1.1 前面板及程序框图
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图1.2 控件模板和函数模板
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2. LabVIEW在数据采集与测量方面的应用
数据采集是LabVIEW的核心技术之一。 数据采集(DAQ:DatA Acqusition)系统的基本任务是 物理信号的产生和测量。 数据采集是借助软件来控制整个DAQ系统的，包括 采集原始数据、分析数据以及给出结果等。
缓存中读取采集到得数据； 第四步：完成数据采集后，使用AI clear.vi模块停止DAQ
设备的数据采集，并释放缓存。
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2. LabVIEW在数据采集与测量方面的应用
➢ 数据采集结果 启动了DAQ的数据采集功能后，就会不停的对信
号进行连续采集，并将采集到的信号放在缓存中，实 现了对信号的连续采集，并且不会丢失信号。
基于LabVIEW的声卡数据采集系统幻灯片
中北大学2009届毕业设计说明书 中北大学2009届毕业设计说明书 16
幅 度 相 位 谱 分 析 子 系 统 设 计
中北大学2009届毕业设计说明书 中北大学2009届毕业设计说明书 17
功 率 谱 分 析 子 系 统 设 计
中北大学2009届毕业设计说明书 中北大学2009届毕业设计说明书
18
5/7/2012 中北大学2009届毕业设计说明书 中北大学2009届毕业设计说明书 中北大学2007届毕业设计说明书 中北大学2007届毕业设计说明书 2
设计安排
本设计中主要包括以下几个方面： 本设计中主要包括以下几个方面： （1）提出了基于虚拟仪器 ）提出了基于虚拟仪器LabVIEW的声卡数据采 的声卡数据采 集系统的设想， 集系统的设想，通过对当前虚拟仪器和传统仪器 开发平台的比较，分析了本设计的可行性； 开发平台的比较，分析了本设计的可行性； （2）研究了数据采集基本工作原理和 机声卡工 ）研究了数据采集基本工作原理和PC机声卡工 作原理，提出了该系统的整体设计流程； 作原理，提出了该系统的整体设计流程； （3）构建并实现了基于虚拟仪器的声卡数据采集 ） 系统，实现了音频信号采集、分析、波形显示、 系统，实现了音频信号采集、分析、波形显示、 存储以及数据文件再调用分析等功能； 存储以及数据文件再调用分析等功能； （4）对采集波形和数据进行谱分析，证明本系统 ）对采集波形和数据进行谱分析， 操作方便，实现简单和性能稳定可靠。 操作方便，实现简单和性能稳定可靠。
5/7/2012
中北大学2007届毕业设计说明书 中北大学2007届毕业设计说明书
20
谢
谢
中北大学2009届毕业设计说明书 中北大学2009届毕业设计说明书
21
中北大学2009届毕业设计说明书 中北大学2009届毕业设计说明书 6
幅 度 相 位 谱 分 析 子 系 统 设 计
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功 率 谱 分 析 子 系 统 设 计
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设计安排
本设计中主要包括以下几个方面： 本设计中主要包括以下几个方面： （1）提出了基于虚拟仪器 ）提出了基于虚拟仪器LabVIEW的声卡数据采 的声卡数据采 集系统的设想， 集系统的设想，通过对当前虚拟仪器和传统仪器 开发平台的比较，分析了本设计的可行性； 开发平台的比较，分析了本设计的可行性； （2）研究了数据采集基本工作原理和 机声卡工 ）研究了数据采集基本工作原理和PC机声卡工 作原理，提出了该系统的整体设计流程； 作原理，提出了该系统的整体设计流程； （3）构建并实现了基于虚拟仪器的声卡数据采集 ） 系统，实现了音频信号采集、分析、波形显示、 系统，实现了音频信号采集、分析、波形显示、 存储以及数据文件再调用分析等功能； 存储以及数据文件再调用分析等功能； （4）对采集波形和数据进行谱分析，证明本系统 ）对采集波形和数据进行谱分析， 操作方便，实现简单和性能稳定可靠。 操作方便，实现简单和性能稳定可靠。
5/7/2012
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中北大学2009届毕业设计说明书 中北大学2009届毕业设计说明书 6
labview数据采集实例PPT课件
44/52
2020/3/23
DAQmx Is Task Done.vi，
当任务结束戒点击“stop”按键时任务结束，停止生成波 程序会自动根据波形中的t0和dt信息设定采集卡合适的更新率，向外输出波形
写入缓冲区一个正弦波周期，程序开始以后再也没有继续输入过波形信号
45/52
2020/3/23
Basic Function Generator.vi
选择用于测量的通道
4/52
2020/3/23
测
量
参
数
对
话
采集范围 差分方式
框
关系式 Y=1000X
共需要采集的样本数 采集卡将会以每秒钟1000次的速度进行采样， 在0.1秒后完成100次采集自动停止
5/52
2020/3/23
比如说采集一段-5 V到+5 V的正弦波， 同样是3位的分辨率， 选择±10 V的量程需要将20 V的范围平均分割成8份， 而±5 V的量程只需要在10 V的范围内分割8份， 这样码宽就会减小一半，精度自然相应提高
2020/3/23
36/52
2020/3/23
DAQmx模拟量生成
37/52
2020/3/23
38/52
2020/3/23
带缓冲的波形生成
▪ 生成波形频率取决于下列三个因素
▪ 更新率 (每秒多少个更新点) ▪ 缓冲区中的数据点 ▪ 缓冲区中的周期数
信号频率 ＝ 缓冲区中的周期数 ×
更新率
缓冲区中的数据点
LabVIEW数据采集实例
肖俊生 2013.04.20
1/52
2020/3/23
内容与安排
▪ DAQ助手 ▪ DAQmx函数和模拟量采集 ▪ DAQmx模拟量生成 ▪ DAQmx数字量采集 ▪ DAQmx数字量生成 ▪ DAQmx计数器
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DAQmx Is Task Done.vi，
当任务结束戒点击“stop”按键时任务结束，停止生成波 程序会自动根据波形中的t0和dt信息设定采集卡合适的更新率，向外输出波形
写入缓冲区一个正弦波周期，程序开始以后再也没有继续输入过波形信号
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Basic Function Generator.vi
选择用于测量的通道
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测
量
参
数
对
话
采集范围 差分方式
框
关系式 Y=1000X
共需要采集的样本数 采集卡将会以每秒钟1000次的速度进行采样， 在0.1秒后完成100次采集自动停止
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比如说采集一段-5 V到+5 V的正弦波， 同样是3位的分辨率， 选择±10 V的量程需要将20 V的范围平均分割成8份， 而±5 V的量程只需要在10 V的范围内分割8份， 这样码宽就会减小一半，精度自然相应提高
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DAQmx模拟量生成
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带缓冲的波形生成
▪ 生成波形频率取决于下列三个因素
▪ 更新率 (每秒多少个更新点) ▪ 缓冲区中的数据点 ▪ 缓冲区中的周期数
信号频率 ＝ 缓冲区中的周期数 ×
更新率
缓冲区中的数据点
LabVIEW数据采集实例
肖俊生 2013.04.20
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内容与安排
▪ DAQ助手 ▪ DAQmx函数和模拟量采集 ▪ DAQmx模拟量生成 ▪ DAQmx数字量采集 ▪ DAQmx数字量生成 ▪ DAQmx计数器
精品课件-LabVIEW编程与项目开发实用教程-第9章 数据采集软件基础
图 9-10 任务创建界面 图 9-12 数据采集任务名 图 9-14 电压采集任务运行效果
图 9-11 物理通道选择界面 图 9-13 电压采集任务配置窗口
图 9-15 接线图
在MAX中创建好的任务可自动生成 LabVIEW代码。启动LabVIEW软件， 新建一个VI，将在MAX中创建的 PCI-6221电压采集任务拖放到VI 的程序框图中，此时在VI的程序 框图中将显示一个紫红色的方框， 里面是所创建的数据采集任务名， 右键点击选择：生成代码→配置 和范例，如图9-16所示，此时 LabVIEW将自动地为我们刚才的数 据采集任务生成代码程序，如图
9.2 配置管理软件 9.2.1 MAX测试功能 9.2.2 MAX创建任务
9.2 配置管理软件
Measurement & Automation Explorer，简称MAX，是NI 提 供的与NI 硬件产品交互的免费配置管理软件。
MAX 可以识别和检测NI的硬件；可以通过简单的设置，无 需编程就能实现数据采集功能；
1、选中设备点击鼠标右键选择“创建任务…”，弹出如图 9-10所示的界面，选择采集信号→模拟输入→电压，点击完成；
2、在如图9-11所示物理通道选择的窗口中，选择ai0，点 击下一步；
3、在如图9-12所示的窗口中 输入数据采集任务的名称，点 击完成； 4、在如图9-13所示的配置窗 口中时将电压采集任务进行配 置，对信号输入范围、接线端 配置等设置完后，点击运行即 可看到如图9-14所示的效果。 除了用图形的显示方式还可以 选择表格显示类型。停止后点 击保存。 在图9-14中的红色框中选择
图 图9-39-3NINPICPI-C6I2-26122引1 脚引定脚义定界义面界面
图 9-2 设备与接口
《基于LabVIEW的数据采集与处理技术》课件第7章
第 7 章 LabVIEW中信号分析与处理
表 7-2 Waveform Measurements VI 功能列表
序号
图标和端口
功能简介
计算输入信号的 直流分量大小和信 号的均方根。使用的 1 时候需要选择其平 均值类型和所加的 窗函数
比 Basic Averaged
DC-RMS.vi 控 制 方
2
序号
图标和端口
2
3
续表(一)
功能简介
产生由正弦、噪音和直 流偏移量复合而成的波形 信号
根据所给定的公式产生 波形信号
第 7 章 LabVIEW中信号分析与处理
4 5
产生正弦波波形信号 产生方波波形信号
第 7 章 LabVIEW中信号分析与处理
6 7
产生三角波波形信号 产生锯齿波波形信号
第 7 章 LabVIEW中信号分析与处理
1) Basic Function Generator.vi Basic Function Generator.vi 位于 Function→Analyze→Waveform Generation中，其图标和端口如 图7-3所示。
第 7 章 LabVIEW中信号分析与处理
图7-3 Basic Function Generator.vi端口
第 7 章 LabVIEW中信号分析与处理
图7-6 Simulate signal.vi产生信号的前面板图
第 7 章 LabVIEW中信号分析与处理
图7-7 Simulate signal.vi 产生信号的流程框图
第 7 章 LabVIEW中信号分析与处理
图7-8所示为正弦波信号加入伯努利噪音信号后的示意图。
Waveform Generation VI包括的VI的功能如表7-1所示。
《基于LabVIEW的数据采集与处理技术》课件第6章
DIO START：启动缓冲式DIO操作。设定更新或读取的 点数，当输入0时将连续操作。
DIO WAIT：等待与任务标识符task ID相关任务的数字 量输入或输出操作的完成。
DIO CLEAR：停止操作，同时清除与 task ID 任务相关 的缓冲。
第 6 章 数字量输入/输出和计数器
注意：当使用这些VI时，数采板必须支持握手信号。 3．高级函数(Advanced Digital I/O VI) 高级函数包括两部分，一部分称为digital port，可以用来 立刻输入或输出某一路(某一端口)的数字量，类似于简易函数 的操作；另一部分称为digital group，可用于多个端口进行立 即型、握手型或定时型的输入/输出。高级函数是最底层的函 数，较少直接采用，它们是构成简易函数和中级函数的基础。
将数采板上多路DI/O组成一组后称为端口。 一个端口由 多少路DI/O组成是依据其数采板而定的，在大多数情况下，4 或8路数字 I/O 组成一个端口。当读/写端口时，可以在同一时 刻设置或获取多路DI/O的状态。
第 6 章 数字量输入/输出和计数器
数字量输入/输出的应用分为以下两类：立即型(非锁存型) 和定时型(锁存型)。在立即型情况下，当调用数字 I/O函数后 会立即更新或读取数字量某一路或端口的状态。在定时型情况 下，可以使用外部信号来控制数字量数据的传输。
line：digital channel 所指定端口中需要读入或输出的某一 路的编号。
iteration：缺省值为0，此时，每调用一次该子VI，就要对 数采板配置一次。当重复调用该函数时，为了避免系统重复设 置数采板，可以设置iteration 端为正数。
第 6 章 数字量输入/输出和计数器
line state：需要输出的数字信号的状态或读取的某一路数 字信号的状态：高(true)或低(false)。
DIO WAIT：等待与任务标识符task ID相关任务的数字 量输入或输出操作的完成。
DIO CLEAR：停止操作，同时清除与 task ID 任务相关 的缓冲。
第 6 章 数字量输入/输出和计数器
注意：当使用这些VI时，数采板必须支持握手信号。 3．高级函数(Advanced Digital I/O VI) 高级函数包括两部分，一部分称为digital port，可以用来 立刻输入或输出某一路(某一端口)的数字量，类似于简易函数 的操作；另一部分称为digital group，可用于多个端口进行立 即型、握手型或定时型的输入/输出。高级函数是最底层的函 数，较少直接采用，它们是构成简易函数和中级函数的基础。
将数采板上多路DI/O组成一组后称为端口。 一个端口由 多少路DI/O组成是依据其数采板而定的，在大多数情况下，4 或8路数字 I/O 组成一个端口。当读/写端口时，可以在同一时 刻设置或获取多路DI/O的状态。
第 6 章 数字量输入/输出和计数器
数字量输入/输出的应用分为以下两类：立即型(非锁存型) 和定时型(锁存型)。在立即型情况下，当调用数字 I/O函数后 会立即更新或读取数字量某一路或端口的状态。在定时型情况 下，可以使用外部信号来控制数字量数据的传输。
line：digital channel 所指定端口中需要读入或输出的某一 路的编号。
iteration：缺省值为0，此时，每调用一次该子VI，就要对 数采板配置一次。当重复调用该函数时，为了避免系统重复设 置数采板，可以设置iteration 端为正数。
第 6 章 数字量输入/输出和计数器
line state：需要输出的数字信号的状态或读取的某一路数 字信号的状态：高(true)或低(false)。
《基于LabVIEW的数据采集与处理技术》课件第3章
3.1.5 数据采集函数的数据组织
当我们从多个通道连续采集数据时，默认情况下，数据 采集函数返回的数据是波形。图3-8所示的是由3个通道采集的 数据，这个波形数组包含3个成员，每个成员对应一个通道的 数据，其中，有采样开始时间t0、采样间隔dt和采样数据数组。
由于数据采集函数的参数多态，我们也可以使它们返回一 个二维标量数组。这个数组每列包含一个通道的数据，每行包 含一次扫描的数据，如图3-9所示。数据实际采集的顺序为 s0c0、s0c1、s0c2、s1c0、s1c1、s1c2、s2c0、s2c1、s2c2……
虚拟通道控件和虚拟通道常数的快捷菜单中都有一个I/O Name Filtering选项，选择该选项会弹出一个小对话框，用来 设置显示在通道下拉列表中的通道名类别。默认情况下显示模 拟输入通道。
使用虚拟通道时，数据采集函数的通道参数可以接受的数 据格式与图3-1相似。使用虚拟通道定址时不必再为数据采集 函数连接device输入参数，LabVIEW自动忽略这个参数。如果 不需要更改通道设置，那么也不必连接input limits或input config等参数。
物理通道地址不需要在管理与控制资源管理器(MAX)中进 行通道设置，而只要在程序中的数据采集函数的通道参数 Channel或Channels中写入通道号就能访问指定通道采集的数 据。在数据采集过程中按通道参数列出的顺序扫描通道，在数 据输出过程中按通道参数列出的顺序刷新。而数据采集卡的设 置直接对数据采集函数生效。
第 3 章 模拟信号的采集
在图3-3中，通道数组用3个成员指定了8个通道，极限数 组的3个成员与之对应。通道0、1、2和3的极限为－0.5～0.5； 通道4的极限为 －1～1；通道5、6、7的极限为－5～5。
如果在MAX中设置了通道，极限设置所用的单位就是通 道设置中用于某个特定通道名的物理单位。例如，我们在数据 采集向导中设置了一个通道的物理单位为Deg C，极限设置值 就被看做摄氏度。如果没有在MAX中设置通道，用于极限设 置的缺省单位值通常是伏特。
当我们从多个通道连续采集数据时，默认情况下，数据 采集函数返回的数据是波形。图3-8所示的是由3个通道采集的 数据，这个波形数组包含3个成员，每个成员对应一个通道的 数据，其中，有采样开始时间t0、采样间隔dt和采样数据数组。
由于数据采集函数的参数多态，我们也可以使它们返回一 个二维标量数组。这个数组每列包含一个通道的数据，每行包 含一次扫描的数据，如图3-9所示。数据实际采集的顺序为 s0c0、s0c1、s0c2、s1c0、s1c1、s1c2、s2c0、s2c1、s2c2……
虚拟通道控件和虚拟通道常数的快捷菜单中都有一个I/O Name Filtering选项，选择该选项会弹出一个小对话框，用来 设置显示在通道下拉列表中的通道名类别。默认情况下显示模 拟输入通道。
使用虚拟通道时，数据采集函数的通道参数可以接受的数 据格式与图3-1相似。使用虚拟通道定址时不必再为数据采集 函数连接device输入参数，LabVIEW自动忽略这个参数。如果 不需要更改通道设置，那么也不必连接input limits或input config等参数。
物理通道地址不需要在管理与控制资源管理器(MAX)中进 行通道设置，而只要在程序中的数据采集函数的通道参数 Channel或Channels中写入通道号就能访问指定通道采集的数 据。在数据采集过程中按通道参数列出的顺序扫描通道，在数 据输出过程中按通道参数列出的顺序刷新。而数据采集卡的设 置直接对数据采集函数生效。
第 3 章 模拟信号的采集
在图3-3中，通道数组用3个成员指定了8个通道，极限数 组的3个成员与之对应。通道0、1、2和3的极限为－0.5～0.5； 通道4的极限为 －1～1；通道5、6、7的极限为－5～5。
如果在MAX中设置了通道，极限设置所用的单位就是通 道设置中用于某个特定通道名的物理单位。例如，我们在数据 采集向导中设置了一个通道的物理单位为Deg C，极限设置值 就被看做摄氏度。如果没有在MAX中设置通道，用于极限设 置的缺省单位值通常是伏特。
LABVIEW编程基础第8章数据采集ppt课件
利用“测试面板…”快捷菜单按钮打开测试 面板窗口，在该窗口中可以对采集卡进行测试从 而检验设备是否运行正常，在该窗口中，可以对 采集卡的模拟输入、模拟输出、数字I/O和计数 器I/O进行测试，
右图给出了模拟输入测试的情况，测试输入 信号采用差分方式从端口68、34输入，频率10Hz， 幅度峰-峰值为1V的正弦信号，从测试面板显示 信息表明该设备工作正常。
信号采样点
伪信号
4
8.1.2 输入信号类型
根据信号运载信息的方式不同，可将信号分为模拟信号和数字信号。模拟信号有 直流、时域、频域信号，而数字（二进制）信号分为开关信号和脉冲信号两种。
信号
直流信号
0.85s
电平
t
模拟信号 时域信号
形状
t
数字信号
频域信号
开
开关信号
脉冲信号 1 0
f 频率 状态
关t
t 速率
传统NI-DAQ(Legacy)是NI-DAQ 6.9x的升级版，其VI、函数和工作方式都和NIDAQ 6.9x相同。传统NI-DAQ(Legacy)可以和NI-DAQmx在同一台计算机上使用，但 不能在Windows Vista上使用传统NI-DAQ(Legacy)。
NI-DAQmx是最新的NI-DAQ驱动程序，带有控制测量设备所需的最新VI、函数 和开发工具。与早版本的NI-DAQ相比，NI-DAQmx的优点在于：
16
V. 任务配置其他方法
① 通过“DAQ助手”创建和配置任务。 ② 在应用编程中创建及配置任务，如通过前面板控件对象“DAQmx任务名”和
程序框图常量“DAQmx任务名”的右键快捷菜单“新建NI-DAQmx任 务”»“MAX…”选项，也可以创建并在MAX中保存NI-DAQmx任务。
右图给出了模拟输入测试的情况，测试输入 信号采用差分方式从端口68、34输入，频率10Hz， 幅度峰-峰值为1V的正弦信号，从测试面板显示 信息表明该设备工作正常。
信号采样点
伪信号
4
8.1.2 输入信号类型
根据信号运载信息的方式不同，可将信号分为模拟信号和数字信号。模拟信号有 直流、时域、频域信号，而数字（二进制）信号分为开关信号和脉冲信号两种。
信号
直流信号
0.85s
电平
t
模拟信号 时域信号
形状
t
数字信号
频域信号
开
开关信号
脉冲信号 1 0
f 频率 状态
关t
t 速率
传统NI-DAQ(Legacy)是NI-DAQ 6.9x的升级版，其VI、函数和工作方式都和NIDAQ 6.9x相同。传统NI-DAQ(Legacy)可以和NI-DAQmx在同一台计算机上使用，但 不能在Windows Vista上使用传统NI-DAQ(Legacy)。
NI-DAQmx是最新的NI-DAQ驱动程序，带有控制测量设备所需的最新VI、函数 和开发工具。与早版本的NI-DAQ相比，NI-DAQmx的优点在于：
16
V. 任务配置其他方法
① 通过“DAQ助手”创建和配置任务。 ② 在应用编程中创建及配置任务，如通过前面板控件对象“DAQmx任务名”和
程序框图常量“DAQmx任务名”的右键快捷菜单“新建NI-DAQmx任 务”»“MAX…”选项，也可以创建并在MAX中保存NI-DAQmx任务。
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2020/3/23
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2020/3/23
当采集卡得到一个从低于2.7V 上升到2.7V 的模 拟触发信号，即开始任务
旋转机械、扭矩测试、瞬态测试等 触发之后立刻又跳回触发值以外
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2020/3/23
增加了迟滞的设置。同样是2.7V 触发，斜率设为上升，这时设置1 个1V 的迟滞
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2020/3/23
接线方式
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2020/3/23
内部时钟分频给出 从外部引入时钟到采集卡
一种保护机制，当采集卡在指定时间没有得到采样相应， 程序就会报错停止，避免了死机等恶劣情况的出现
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2020/3/23
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2020/3/23
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2020/3/23
Reference Trigger 是有限点采集中的一种触发
一旦得到触发信号， 采集卡继续采集N 个样本， N=有限点采集总样本-需要触发前的样本数， 再将缓存区的数据全部读出
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2020/3/23
Pause Trigger 指可以通过触发方式决定什么时候采集，什么时候不采集
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2020/3/23
DAQmx Read.vi 每次读取多少样本
Windows 的操作系统 10 到20 次/秒
每次读取的样本数（Number of Samples per Channel 引脚的值）× 每秒钟While 循环运行的次数（While 循环中设置延时的倒数） 30/52 =每秒钟采集的样本数（采样率）。
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2020/3/23
▪ 有限点采集 (Finite) 和 连续采集 (Continuous)
板载 FIFO
数据
输入速率
总线 (如 PCI / USB)
ASIC PC
ADE (Application)
缓存 Memory
转移速率 RAM
• PC缓存必须够大 (至少需超过一次传递的数据量) • 连续采集中, 如果要使两处缓存一直不溢出, 必须保证
总线的数据转移速率大于数据的输入速率，同时程序 必须尽快读取PC缓存中的数据
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LabVIEW
2020/3/23
连续模拟输入
采到缓冲区 中的数据 数据结束端 （AI Start）
当前读取标志
数据结束端
当前读取标志
数据结束端
LabVIEW从缓冲 区中读取的数据 （AI Read）
数据结束端 当前读取标志
描
述
采集设备从一个或多个输入通道分别获取一个信号值，然后 LabVIEW立即返回这个值，这是一个即时、无缓冲的操作。 效率和灵活性低。
在计算机内存中开辟一段缓冲区，设备将采集的数据存入其 中，当指定的数据采集完成后，LabVIEW再将缓冲区中的 数据一次读出，此时输出的是一段有限长度的信号波形。
开辟一段循环缓冲区，设备连续采集数据并将数据向缓冲区 中存放的同时，LabVIEW依据设置，将缓存中的数据一段 一段地读取出来。最常用的采集方式。
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2020/3/23
点击 Run， 我们 可以 采集 到当 前的 5V 信号
一旦程序开始后就立刻进入到了采集， 然而在实际的应用中， 13往/52往需要一个触发信号控制何时进行采集
2020/3/23
触发采集
触发按照类型主要分为：Start Trigger、Reference Trigger 和Pause Trigger
选择用于测量的通道
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2020/3/23
测
量
参
数
对
话
采集范围 差分方式
框
关系式 Y=1000X
共需要采集的样本数 采集卡将会以每秒钟1000次的速度进行采样， 在0.1秒后完成100次采集自动停止
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2020/3/23
比如说采集一段-5 V到+5 V的正弦波， 同样是3位的分辨率， 选择±10 V的量程需要将20 V的范围平均分割成8份， 而±5 V的量程只需要在10 V的范围内分割8份， 这样码宽就会减小一半，精度自然相应提高
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2020/3/23
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2020/3/23
DAQ 助手配置完成后，点击右下角的“OK”键， 即可自动在LabVIEW 中生成代码， 我们可以在前面板放置一个Waveform Chart， 将采集的结果实时显示出来
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2020/3/23
模拟量采集
形式
单点采集 波形采集 连续采集
DAQmx模拟量采集
DAQmx Create Virtual Channel.vi
Dev1/ai1,Dev1/ai3,Dev1/ai5,Dev1/ai7 Dev1/ai0:4
自定义换算
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DAQmx Timing.vi 开辟的缓存区大小
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DAQmx Trigger.vi
buffer size（缓存的大小） scan rate（采样速率） number of scans to read at a time（每次读取的样本数）
▪ 连续采集的程序模型为：
AI
AI
Config
Start
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AI Read
Data Process
循环
AI Clear
2020/3/23
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2020/3/23
DATA
输入 速率
连续采集时可能的数据传输异常
板载 FIFO
PC内存Overwrite
解决办法: 1. 增加程序循环读取速度 (不要在
采集循环里放太多处理工作) 2. 选用更快的CPU 3. 增大PC RAM，并通过编程指
定更大的Buffer 4. 降低采样速率(如果允许)
LabVIEW数据采集实例
肖俊生 2013.04.20
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2020/3/23
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ容与安排
▪ DAQ助手 ▪ DAQmx函数和模拟量采集 ▪ DAQmx模拟量生成 ▪ DAQmx数字量采集 ▪ DAQmx数字量生成 ▪ DAQmx计数器
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2020/3/23
DAQ助手
做什么采集
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2020/3/23
总线传输 速率
ASIC PC ADE (Application)
Buffer Memory
板载内存Overflow
解决办法: 1. 提高总线带宽 2. 选择板载FIFO较大的板卡 3. 降低采样速率(如果允许)
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RAM
2020/3/23
连续模拟输入
▪ 需要注意，程序读取数据的速度要不慢于设备往缓冲区中存放数 据的速度，这样才能保证连续运行时，缓冲区中的数据不会溢出。 可以通过调节以下3个参数来达到上述要求：