《數(shù)據(jù)采集》ppt課件

1、數(shù)據(jù)采集（下）,上節(jié)課內(nèi)容小結(jié),1.測(cè)試系統(tǒng)簡(jiǎn)介：基于虛擬儀器技術(shù)構(gòu)成的測(cè)量系統(tǒng)的基本組成及相應(yīng)功能；信號(hào)采集的基本概念；測(cè)量信號(hào)的差分式輸入方式；采樣率；分辨率；輸入范圍。 2.測(cè)量及自動(dòng)化瀏覽器——測(cè)量系統(tǒng)硬件即數(shù)據(jù)采集卡的配置軟件MAX。利用MAX，能完成驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)采集卡；確立數(shù)據(jù)采集任務(wù)的名稱(chēng)；并對(duì)數(shù)據(jù)采集卡、具體數(shù)據(jù)采集通道以及采樣的相應(yīng)參數(shù)、換算比例等進(jìn)行配置。3.在本實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下，建立一個(gè)實(shí)際數(shù)據(jù)采集任務(wù)，包含要確認(rèn)一個(gè)

2、或多個(gè)虛擬通道；且除每個(gè)虛擬通道的屬性設(shè)置以外，該任務(wù)涉及的參數(shù)還包含這些虛擬通道共用的采樣和觸發(fā)模式等屬性參數(shù)的配置（可選用默認(rèn)，也可調(diào)整）。 虛擬通道：一個(gè)由測(cè)量采集任務(wù)名稱(chēng)、采集硬件物理通道、模擬信號(hào)輸入接線方式、測(cè)量或發(fā)生的信號(hào)類(lèi)型、換算（縮放比例）等虛擬儀器通過(guò)數(shù)據(jù)采集卡實(shí)現(xiàn)測(cè)量數(shù)據(jù)采集所需要配置的屬性的集合。,在LabVIEW環(huán)境下，為運(yùn)行經(jīng)測(cè)量及自動(dòng)化瀏覽器即MAX新建立的數(shù)據(jù)采集任務(wù)，需要借助 “DAQmx

3、任務(wù)名”控件或“DAQmx 任務(wù)名” 常量。“NI-DAQmx”實(shí)際意味著一系列數(shù)據(jù)采集軟件。它包括數(shù)據(jù)采集卡驅(qū)動(dòng)程序，以及LabVIEW環(huán)境下可建立數(shù)據(jù)采集任務(wù)、實(shí)現(xiàn)測(cè)量數(shù)據(jù)采集功能（經(jīng)數(shù)據(jù)采集卡讀取數(shù)據(jù)或由其生成數(shù)據(jù)）的相應(yīng)功能函數(shù)及Express VI。確立一個(gè)數(shù)據(jù)采集任務(wù)，還可用DAQ助手（Express VI）來(lái)完成——整合了MAX的功能，直接在框圖面板實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集任務(wù)建立。但用DAQ助手建立的任務(wù)無(wú)名稱(chēng)，屬臨時(shí)任務(wù)，不會(huì)

4、保存在MAX中被其他程序使用。7. 在框圖面板，直接使用“DAQmx 創(chuàng)建虛擬通道”亦即“DAQmx 創(chuàng)建通道（AI-電壓-基本）”函數(shù)，通過(guò)編程的方法，也可以建立數(shù)據(jù)采集的臨時(shí)任務(wù)。,本次課的內(nèi)容,一、NI-DAQmx（數(shù)據(jù)采集）的屬性節(jié)點(diǎn)二、NI-DAQmx（數(shù)據(jù)采集）的任務(wù)狀態(tài)（邏輯）三、數(shù)據(jù)采集程序(VI)的編制（示例） 1. 模擬輸入（單個(gè)、一段、連續(xù)） 2. 模擬輸出（單個(gè)、一段、連續(xù)）

5、 (其中每個(gè)均包括利用NI-DAQmx VI和借助DAQ助手兩種編程途徑),一、DAQmx（數(shù)據(jù)采集）的屬性節(jié)點(diǎn),DAQmx屬性節(jié)點(diǎn)的功能：用于指定數(shù)據(jù)采集操作的各種屬性。這些屬性中，某些可利用DAQmx VI（數(shù)據(jù)采集相關(guān)的功能函數(shù)——8種）進(jìn)行設(shè)置；而另一些無(wú)法則由DAQmx VI設(shè)置。,路徑：“函數(shù)”選板 ?“測(cè)量I/O” ? DAQmx- 數(shù)據(jù)采集,二、DAQmx（數(shù)據(jù)采集）的任務(wù)狀態(tài)（邏輯）配置任務(wù)-> 開(kāi)始任務(wù)

6、-> 采集數(shù)據(jù)操作-> 結(jié)束任務(wù)-> 清除任務(wù) 顯式和隱式任務(wù)狀態(tài)的轉(zhuǎn)換：通過(guò)調(diào)用函數(shù)的方法明確實(shí)施任務(wù)狀態(tài)的轉(zhuǎn)換，稱(chēng)為顯式狀態(tài)轉(zhuǎn)換；而某些DAQmx VI在執(zhí)行時(shí)，若未處于其所需的狀態(tài)，將會(huì)引起狀態(tài)的自動(dòng)轉(zhuǎn)換，這種自動(dòng)轉(zhuǎn)換被稱(chēng)為隱式狀態(tài)轉(zhuǎn)換。,（1）顯式轉(zhuǎn)換舉例：在“讀取”采樣數(shù)據(jù)前，明確地執(zhí)行“開(kāi)始任務(wù)”；且在“清除任務(wù)”前，明確地執(zhí)行“結(jié)束任務(wù)”。,（2）隱式轉(zhuǎn)換舉例：在“讀取”函數(shù)執(zhí)行前，自動(dòng)執(zhí)行“

7、開(kāi)始任務(wù)”；在“清除任務(wù)”執(zhí)行前，自動(dòng)執(zhí)行“結(jié)束任務(wù)”。,三、數(shù)據(jù)采集程序（VI）示例,1. 模擬輸入,(a) 采集5V的直流電壓（電平），并由表盤(pán)式顯示器顯示,找到表盤(pán)式顯示器路徑：“控件”選板 ->“新式”?“數(shù)值”? “儀表”,該程序（VI）建立的步驟：將需測(cè)的直流電壓經(jīng)差分模式接至實(shí)驗(yàn)箱的模擬輸入0號(hào)與8號(hào)通道之間；b) 用MAX建立此采集測(cè)量任務(wù)：我的系統(tǒng)\數(shù)據(jù)鄰居\NI-DAQmx任務(wù)，右擊彈出“創(chuàng)建新NI-DA

8、Qmx任務(wù)”->采集信號(hào)->模擬輸入-> 電壓->選擇0號(hào)物理通道（ai0） ->采用默認(rèn)的任務(wù)名“我的電壓任務(wù)” ，點(diǎn)擊“完成”。將虛擬通道“電壓”的“信號(hào)輸入范圍”設(shè)置為0~10V，任務(wù)的“定時(shí)設(shè)置”參數(shù)區(qū)域的“采集模式”選擇“1 采樣 (按要求)”；隨后，按參數(shù)配置欄左上角“保存”按鈕，對(duì)參數(shù)設(shè)置的調(diào)整做確認(rèn)。c) 構(gòu)建數(shù)據(jù)采集VI：往框圖面板調(diào)用多態(tài)函數(shù)“DAQmx 讀取”，選擇“模擬 DBL

9、1通道 1采樣”功能；在該函數(shù)的“任務(wù)/通道輸入”輸入端子彈出快捷菜單選“創(chuàng)建”->“輸入控件”，建立同名的DAQmx 任務(wù)名控件，并選中“我的電壓任務(wù)”。在前面板添加標(biāo)簽為“儀表”的表盤(pán)式顯示器。回到框圖面板，完成左上圖所示的連線。,,,調(diào)節(jié)為5V,打開(kāi)開(kāi)關(guān),(b) 對(duì)(a)例，改用DAQ助手建立程序（VI）,建立該程序(VI)的步驟：經(jīng) “函數(shù)選板->測(cè)量I/O->DAQmx-數(shù)據(jù)采集”途徑向框圖面板添加并啟動(dòng)

10、“DAQ 助手” Express VI，在其打開(kāi)的“新建Express任務(wù)” 對(duì)話框里，選擇“采集信號(hào)”->“模擬輸入”->“電壓”；再選擇模入物理通道ai0，并將“信號(hào)輸入范圍”設(shè)置為0~10V，在“采集模式”中選擇“1 采樣 (按要求——表示立即采集數(shù)據(jù))” 。關(guān)閉DAQ 助手新建任務(wù)對(duì)話框后可看到，在該Express VI圖標(biāo)下方多出了“數(shù)據(jù)”輸出端子，將該輸出端子連至“儀表”控件，即可完成對(duì)采集到的單點(diǎn)數(shù)據(jù)的輸出。

11、,舉例：軟件定時(shí)（Software Timed）的多點(diǎn)采集:幫助->查找范例->硬件輸入與輸出->DAQmx ->模擬測(cè)量 -> 低速變壓信號(hào) -> Acq&Chart Mult Samples-SW Timed.vi,利用循環(huán)結(jié)構(gòu)，不斷進(jìn)行單點(diǎn)數(shù)據(jù)采集，直到“DAQmx 讀取”函數(shù)出錯(cuò)（錯(cuò)誤簇的“status”參數(shù)為T(mén)rue），或采集到了“Samples per Channel”參數(shù)指定的

12、點(diǎn)數(shù)，或按下“abort”按鈕為止。每次采樣之間的時(shí)間間隔由“等待（ms）”函數(shù)的輸入值決定。但是，這種采樣模式下，不同采樣點(diǎn)之間的時(shí)間間隔無(wú)法精確控制和指定；故一般用于采集、測(cè)量緩變信號(hào)。,(c) 如何實(shí)現(xiàn)對(duì)多個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)的采集?,去掉“Samples per Channel”的限制，就可變?yōu)檫B續(xù)采集,,多數(shù)據(jù)點(diǎn)采集，包含采集若干個(gè)（一段有限長(zhǎng)）數(shù)據(jù)點(diǎn)和連續(xù)不斷采集數(shù)據(jù)點(diǎn)兩種情況。 若要求嚴(yán)格等間隔采樣，就不能采用“重復(fù)單點(diǎn)

13、采集”的方法——無(wú)法確保采樣點(diǎn)之間具有精確相等的時(shí)間間隔。 LabVIEW中采用設(shè)置緩沖區(qū)技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)等間隔采樣。緩沖區(qū)是在計(jì)算機(jī)內(nèi)存中開(kāi)辟的一段連續(xù)區(qū)域。使用緩沖區(qū)采集數(shù)據(jù)時(shí)，應(yīng)先將一段采樣數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)采集卡送到緩沖區(qū)中（這一過(guò)程可以確保等間隔采樣），然后再“讀取”到程序（VI）中。當(dāng)任務(wù)的采樣模式設(shè)置為“N 采樣”（采集一段數(shù)據(jù)）或“連續(xù)采樣”時(shí)，就是在使用緩沖區(qū)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。 “N 采樣”

14、時(shí)，使用簡(jiǎn)單緩沖；“連續(xù)采樣”時(shí)，則使用的是循環(huán)緩沖（Circular-Buffered）。,(d) 如何實(shí)現(xiàn)嚴(yán)格的等間隔多數(shù)據(jù)點(diǎn)采集?,簡(jiǎn)單緩沖：用于等間隔一次讀取有限個(gè)采樣點(diǎn)，即在經(jīng)MAX途徑建立新DAQmx（數(shù)據(jù)采集）任務(wù)時(shí)，從其“定時(shí)設(shè)置”選項(xiàng)頁(yè)的“采集模式”選擇欄選定“N 采樣”；或是在框圖面板選用“DAQmx 定時(shí)（采樣時(shí)鐘）”函數(shù)時(shí)，在其“采樣模式”參數(shù)選擇表里選中“有限采樣”。 在簡(jiǎn)單緩沖模式下，DAQmx

15、任務(wù)會(huì)首先據(jù)每個(gè)通道所要讀取樣本數(shù)多少及任務(wù)需要的采集通道數(shù)建立合適的緩沖區(qū)（= 每通道樣本數(shù)×通道數(shù)）。在進(jìn)行數(shù)據(jù)采集時(shí)，DAQmx任務(wù)從數(shù)據(jù)采集卡讀取數(shù)據(jù)，并將它們填充到緩沖區(qū)中，直到其被完全填滿即讀取到了全部數(shù)據(jù)為止，才將該緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)經(jīng)“DAQmx 讀取”函數(shù)輸出（返回）到框圖面板的VI中。,回答：不能，因?yàn)樵诿看窝h(huán)獲得的采樣數(shù)據(jù)段之間，需等待多少時(shí)間是無(wú)法嚴(yán)格確定的。,問(wèn)題：若希望實(shí)現(xiàn)連續(xù)不斷的等間隔采樣，能否采

16、用不斷循環(huán)重復(fù)等間隔一次讀取若干個(gè)采集數(shù)據(jù)的方法實(shí)現(xiàn)？,而循環(huán)緩沖，則可用于等間隔連續(xù)數(shù)據(jù)采集。其原理說(shuō)明如下： 循環(huán)緩沖模式下，被采到的數(shù)據(jù)不斷送入緩沖區(qū)，最新送入數(shù)據(jù)的位置隨之不斷后移；與此同時(shí)，“DAQmx 讀取”函數(shù)每次讀取一定大小的數(shù)據(jù)塊返回到程序框圖。當(dāng)緩沖區(qū)寫(xiě)滿后，DAQmx改從該緩沖區(qū)的頭部重新開(kāi)始寫(xiě)入數(shù)據(jù)；“DAQmx 讀取”函數(shù)一直連續(xù)讀取數(shù)據(jù)塊，讀到緩沖區(qū)的末端后，同樣也再改從緩沖區(qū)的頭部繼續(xù)讀取數(shù)據(jù)

17、。,故，只要寫(xiě)緩沖與讀緩沖配合得當(dāng)，就可實(shí)現(xiàn)連續(xù)數(shù)據(jù)采集。 可能出現(xiàn)的問(wèn)題有：(1) 從緩沖區(qū)讀取數(shù)據(jù)比向其中寫(xiě)入數(shù)據(jù)快；(2)從緩沖區(qū)讀取數(shù)據(jù)過(guò)慢，再寫(xiě)入新數(shù)據(jù)時(shí)覆蓋掉了還未讀取走的數(shù)據(jù)。 第一個(gè)問(wèn)題容易解決，“DAQmx 讀取”函數(shù)會(huì)自動(dòng)等待，直到讀到所要求多的新數(shù)據(jù)后才返回。第二個(gè)問(wèn)題則需要特別注意，因?yàn)槿绻采w掉還未讀取的數(shù)據(jù)，將會(huì)引起數(shù)據(jù)丟失，使數(shù)據(jù)采集不再連續(xù)。出現(xiàn)這種情況，DAQmx會(huì)返回錯(cuò)誤信息。

18、 解決數(shù)據(jù)丟失的辦法：調(diào)整緩沖區(qū)大小、調(diào)整采樣率和調(diào)整每次讀取數(shù)據(jù)的數(shù)目。 ①一般情況下，DAQmx可自動(dòng)設(shè)置循環(huán)緩沖區(qū)大?。?②降低采樣率，以降低向緩沖區(qū)寫(xiě)入數(shù)據(jù)的速度； ③增加每次從緩沖區(qū)讀取數(shù)據(jù)量，從而提高從緩沖區(qū)讀取數(shù)據(jù)的速度。,(e) 采集多通道數(shù)據(jù)（一次采集多個(gè)（若干個(gè)）等間隔 數(shù)據(jù)點(diǎn)——簡(jiǎn)單緩沖）,,該程序（VI）建立的步驟：將正弦信號(hào)和方波信號(hào)按差分模式分別接在0號(hào)與8號(hào)通道以及1號(hào)與9號(hào)通道之間

19、；調(diào)用“DAQmx 創(chuàng)建虛擬通道”函數(shù)，建立虛擬通道和任務(wù)：物理通道輸入?yún)?shù) physical channels寫(xiě)入物理通道列表“Dev1/ai0,Dev1/ai1”，并且name to assign字符串控制器寫(xiě)入 “Ch0,Ch1”，即所建立的臨時(shí)任務(wù)將包含兩個(gè)虛擬通道Ch0和Ch1，且分別對(duì)應(yīng)于設(shè)備1（Dev1）的物理通道ai0和ai1。“最大值”和“最小值”設(shè)置輸入電壓范圍的最小值（-5V）和最大值（5V），在“輸入接

20、線端配置”枚舉參數(shù)中，指定采用差分模式；調(diào)用“DAQmx定時(shí)”函數(shù)并選擇其“采樣時(shí)鐘”功能，設(shè)定任務(wù)的具體時(shí)間參數(shù)如下：采樣率1000Hz，每通道采樣100個(gè)點(diǎn)，采樣模式選擇采集“有限個(gè)點(diǎn)”；調(diào)用“DAQmx 讀取”函數(shù)，選擇其“模擬2D DBL N通道N采樣”功能。其輸入?yún)?shù)每通道采樣數(shù)設(shè)置為100，即每通道采集100個(gè)點(diǎn)；采集到的數(shù)據(jù)輸出（返回）“給波形圖”顯示控件。注意：“DAQmx定時(shí)”函數(shù)的“每通道采樣”參數(shù)決定了從采集

21、卡輸出并寫(xiě)入到緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)點(diǎn)數(shù)；“DAQmx讀取”函數(shù)的“每通道采樣數(shù)”參數(shù)，決定了從緩沖區(qū)讀到程序（VI）中的數(shù)據(jù)點(diǎn)數(shù)。可以認(rèn)為，采集數(shù)據(jù)時(shí)以兩者中的較小值為準(zhǔn)。,如果接入-1或不接入任何數(shù)據(jù)，則讀取緩沖區(qū)中的全部數(shù)據(jù)點(diǎn)。,,,,選擇正弦波,打開(kāi)開(kāi)關(guān),,,打開(kāi)開(kāi)關(guān),(f) 對(duì)(e)例，借助“DAQ助手”建立程序,該示例程序（VI）的建立步驟：經(jīng)“函數(shù)選板->測(cè)量I/O ->DAQmx-數(shù)據(jù)采集”向框圖面板添加并啟動(dòng)“DA

22、Q助手”，在打開(kāi)的“新建Express任務(wù)” 對(duì)話框里，選擇“采集信號(hào)”->“模擬輸入”->“電壓” ，選擇模入物理通道ai0和ai1，輸入范圍采用默認(rèn)的-5至5V，在“采集模式”中選擇“N采樣”，“待讀取采樣”采用默認(rèn)值100，“采樣率(Hz)”采用默認(rèn)值1000。關(guān)閉“DAQ助手”對(duì)話框后可看到，該Express VI圖標(biāo)下方多出了“數(shù)據(jù)”輸出端子，將該輸出端子連到“波形圖”顯示控件，即可完成對(duì)所采集的一段數(shù)據(jù)的波形輸

23、出。,(g) 采集多通道數(shù)據(jù)（等間隔連續(xù)采集數(shù)據(jù)——循 環(huán)緩沖）,,該程序（VI）的建立步驟：將正弦信號(hào)和方波信號(hào)分別接在實(shí)驗(yàn)箱0號(hào)與8號(hào)通道以及1號(hào)與9號(hào)通道之間；使用MAX建立新的DAQmx任務(wù)：指定模擬輸入、測(cè)量電壓，選擇0號(hào)和1號(hào)物理通道（ai0和ai1），任務(wù)名為“我的電壓任務(wù)”，輸入范圍使用默認(rèn)的-5~5V，端子配置使用默認(rèn)的差分方式，采集模式使用默認(rèn)的“N 采樣”，“待讀取采樣”采用默認(rèn)值100，“采樣率 (

24、Hz)”采用默認(rèn)值1000；3) 來(lái)到框圖面板，調(diào)用“DAQmx 定時(shí)”函數(shù)并選擇其“采樣時(shí)鐘”功能，將采樣模式選定為“連續(xù)采樣”，“采樣率”設(shè)置為1000Hz。,注意：在實(shí)施連續(xù)采集時(shí)，由MAX建立的 DAQmx任務(wù)的Samples To Read參數(shù)（“DAQmx 定時(shí)”函數(shù)的samples per channel），參與確定循環(huán)緩沖區(qū)大小。,4) 調(diào)用“DAQmx 開(kāi)始任務(wù)”函數(shù)，即顯式地開(kāi)始任務(wù)；5) 在While循環(huán)

25、中調(diào)用“DAQmx 讀取”函數(shù)，選擇“模擬 2D DBL N通道 N采樣”功能。該函數(shù)的“每通道采樣數(shù)”輸入?yún)?shù)定義每個(gè)通道從緩沖區(qū)讀取的采樣數(shù)據(jù)點(diǎn)數(shù)，本例中為1000。采集到的數(shù)據(jù)分別送入“波形圖”和“波形圖表”顯示控件，“波形圖表”的“圖表歷史長(zhǎng)度…”參數(shù)設(shè)置為3000，這樣，在“波形圖表”上將顯示連續(xù)3次讀取操作得到的數(shù)據(jù)； “DAQmx 讀取”函數(shù)的錯(cuò)誤簇輸出參數(shù)的“status”元素與“停止”按鈕取“邏輯或”后，送給循環(huán)結(jié)束端

26、子，作為循環(huán)結(jié)束條件；在循環(huán)之外，采用“DAQmx 結(jié)束任務(wù)”函數(shù)結(jié)束任務(wù)；然后以“DAQmx 清除任務(wù)”函數(shù)清除任務(wù)。,,,選擇正弦波,打開(kāi)開(kāi)關(guān),,,打開(kāi)開(kāi)關(guān),應(yīng)該搞清楚的問(wèn)題：（1）在連續(xù)采集示例中同時(shí)使用“波 形圖”和“波形圖表”顯示控件的原因。,使用“波形圖”只能顯示每次從循環(huán)緩沖區(qū)讀取出的數(shù)據(jù)，而對(duì)各次讀取出的數(shù)據(jù)波形之間是否連續(xù)卻難以確認(rèn)。而“波形圖表”可保存前面若干次采集的數(shù)據(jù)

27、，故利用它，通過(guò)觀察多次采集數(shù)據(jù)間的過(guò)渡波形，便可確認(rèn)是否的確實(shí)現(xiàn)了連續(xù)采集。 注意：進(jìn)行連續(xù)數(shù)據(jù)采集時(shí)，最好用上述方法仔細(xì)觀察采集到的數(shù)據(jù)是否真的連續(xù)，因?yàn)榇嬖贒AQmx（數(shù)據(jù)采集）對(duì)實(shí)際上不完全連續(xù)的情況未報(bào)出錯(cuò)的現(xiàn)象。,應(yīng)該搞清楚的問(wèn)題：（2）在循環(huán)外使用“DAQmx開(kāi)始任 務(wù) ”函數(shù)和“DAQmx 結(jié)束任務(wù)”函數(shù)的道理。,這是顯式任務(wù)狀態(tài)轉(zhuǎn)換的典型案例。若不使用“DAQmx 開(kāi)始任務(wù)”函數(shù)

28、，則在調(diào)用“DAQmx讀取”函數(shù)時(shí)就要使用默認(rèn)的隱式狀態(tài)轉(zhuǎn)換，具體地，“DAQmx讀取”函數(shù)首先開(kāi)始任務(wù)，然后才采集數(shù)據(jù)，最后還要結(jié)束任務(wù)。如此，每次循環(huán)都將進(jìn)行開(kāi)始任務(wù)、采集數(shù)據(jù)、結(jié)束任務(wù)的操作。這一來(lái)沒(méi)有必要，二來(lái)會(huì)降低程序執(zhí)行效率和性能。把函數(shù)“DAQmx開(kāi)始任務(wù)” 和 “DAQmx 結(jié)束任務(wù)”置于循環(huán)之外，使“開(kāi)始任務(wù)”和“結(jié)束任務(wù)”的操作只進(jìn)行一次，無(wú)疑可改善程序的運(yùn)行性能。,(h) 對(duì)(g)例，借助 “DAQ助手”建

29、立程序,該程序（VI）的建立步驟：經(jīng)“函數(shù)選板?測(cè)量I/O ? DAQmx-數(shù)據(jù)采集 ?”途徑向框圖面板添加“ DAQ 助手”，在打開(kāi)的“新建Express任務(wù)” 對(duì)話框里，選擇“采集信號(hào)” ? “模擬輸入” ? “電壓”，選擇模入物理通道ai0和ai1，輸入范圍設(shè)置為-5~5V，在“采集模式”中選擇“連續(xù)采樣”?！按x取采樣”設(shè)置為1000，“采樣率 (Hz)”設(shè)置為10000Hz。關(guān)閉“DAQ助手”對(duì)話框后，將“DAQ助手”圖標(biāo)

30、下方出現(xiàn)的“數(shù)據(jù)”輸出端接至“波形圖”之同時(shí)，經(jīng)“從動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換”函數(shù)（選擇“二維標(biāo)量數(shù)組——行是通道”）轉(zhuǎn)化為二維數(shù)組，送至“波形圖表”（歷史紀(jì)錄長(zhǎng)度設(shè)置為3000，取消“轉(zhuǎn)置數(shù)組”選項(xiàng)，修改X坐標(biāo)范圍為0~2999）顯示控件；再把它們都放入While循環(huán)中。循環(huán)是否結(jié)束，由“停止”按鈕控制。,Samples To Read參數(shù)在代碼內(nèi)部接入了DAQmx Read函數(shù)number of samples per channel參數(shù)，用以

31、決定每個(gè)通道每次從循環(huán)緩沖區(qū)讀取的數(shù)據(jù)點(diǎn)數(shù)。,DAQ助手輸入?yún)?shù)“停止” 的作用： 在各次循環(huán)之間，“DAQ助手”的調(diào)用狀態(tài)處于被監(jiān)控之中。若“停止”參數(shù)采用默認(rèn)值“False”，第一次調(diào)用“DAQ助手”時(shí)，進(jìn)行任務(wù)的各種配置和讀取操作，而此后的每次調(diào)用均不再進(jìn)行任務(wù)配置，只進(jìn)行數(shù)據(jù)讀取操作；但如果“停止”參數(shù)選為“True”，那每次調(diào)用“DAQ助手”都將進(jìn)行重新配置——降低程序執(zhí)行性能，甚至無(wú)法保證實(shí)現(xiàn)連續(xù)采集操作。,DA

32、Q助手的“停止”輸入?yún)?shù)，默認(rèn)值為False,,,,2. 模擬輸出（Analog Output）,（1） 輸出直流電壓（單點(diǎn)輸出）,,該程序（VI）的建立步驟： 調(diào)用“DAQmx 創(chuàng)建通道”函數(shù)，選擇“AO 電壓”，物理通道輸 “Dev1/ao0”，其他參數(shù)使用默認(rèn)值；b) 調(diào)用“DAQmx 寫(xiě)入”函數(shù)，選擇“模擬 DBL 1通道 1采樣”功能 ，輸出數(shù)值控制器 “data”中的值。注意：使用示波器或萬(wàn)用表觀測(cè)模

33、出通道ao0（接在實(shí)驗(yàn)箱上的“DAC 0 OUT”和“AOGND”引腳之間）可發(fā)現(xiàn)，剛剛輸出的電壓值在輸出引腳上保持不變，即使輸出單點(diǎn)數(shù)據(jù)的程序已經(jīng)運(yùn)行完畢。重新運(yùn)行程序并輸出新值，才可以改變引腳電壓值。,,,接至萬(wàn)用表或示波器，或送至模入通道直接測(cè)量,該程序（VI）的建立步驟：經(jīng)“函數(shù)選板?測(cè)量I/O ? DAQmx-數(shù)據(jù)采集 ? ”途徑向框圖面板添加并啟動(dòng)“DAQ 助手”，在其“新建Express任務(wù)”對(duì)話框，選擇“生成信號(hào)” ?

34、“模擬輸出” ? “電壓”，選擇模出物理通道ao0，在“生成模式”中選擇“1 采樣 (按要求——表示立即發(fā)生數(shù)據(jù))” 。“信號(hào)輸出范圍”采用默認(rèn)值 -10至10V。關(guān)閉“DAQ助手”對(duì)話框后可看到，該Express VI圖標(biāo)下方多出了“數(shù)據(jù)” 輸入端子。直接向該端子輸入一個(gè)數(shù)值，即可完成單點(diǎn)數(shù)據(jù)的模擬輸出。,（2）對(duì)（1）例，借助DAQ助手建立程序,（3）輸出一段波形數(shù)據(jù)（等間隔，簡(jiǎn)單緩沖）,,經(jīng)“函數(shù)選板 ?信號(hào)處理 ? 波形生成?

35、途徑選用 “基本函數(shù)發(fā)生器”，用以產(chǎn)生仿真波形數(shù)據(jù)。這個(gè)VI的功能，近似于“仿真信號(hào)” Express VI。,其中，該函數(shù)的枚舉參數(shù)“信號(hào)類(lèi)型”用于設(shè)置仿真發(fā)生信號(hào)的類(lèi)型，可以是正弦波、三角波、方波和鋸齒波；“幅值”設(shè)定信號(hào)幅值；“相位”設(shè)定初相位；“方波占空比（％）”則專(zhuān)用于設(shè)定方波的占空比。,需要特別注意：“頻率”和“采樣信息”這兩個(gè)輸入?yún)?shù)。 簇類(lèi)型參數(shù)“采樣信息”的元素Fs定義“采樣率”（默認(rèn)值1000），元素

36、“采樣數(shù)”定義采樣點(diǎn)數(shù)（默認(rèn)1000）；“頻率”給出信號(hào)自身頻率（默認(rèn)10）。 以默認(rèn)值做說(shuō)明：“采樣數(shù)”決定了仿真生成信號(hào)數(shù)據(jù)總點(diǎn)數(shù)為1000；Fs的值表示每秒生成1000個(gè)數(shù)據(jù)；即“采樣數(shù)”和Fs的默認(rèn)值配合生成1“秒”的數(shù)據(jù)。而“頻率”值為10，表示1“秒”中生成10個(gè)周期的波形。這樣，調(diào)用“基本函數(shù)發(fā)生器”函數(shù)產(chǎn)生的波形數(shù)據(jù)為：產(chǎn)生10個(gè)周期的波形；每周期以100個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)描述，且波形數(shù)據(jù)的dt參數(shù)為0.001。 秒

37、字帶引號(hào)，是因?yàn)樗皇欠抡嫔傻臄?shù)據(jù)；且dt=0.001，也僅表示希望以1毫秒作為時(shí)間間隔產(chǎn)生數(shù)據(jù)。而真正發(fā)生數(shù)據(jù)的時(shí)間間隔，要由DAQmx函數(shù)決定。在后面給出的例子中，將看到如何對(duì)這種情況做出處理。,（等間隔，簡(jiǎn)單緩沖）示例：輸出一段鋸齒波形數(shù)據(jù),該程序（VI）的建立步驟：使用MAX，建立模擬輸出DAQmx新任務(wù)：選擇“生成信號(hào)” ->“模擬輸出” ->“電壓” ，選擇物理通道ao0，接受默認(rèn)任務(wù)名“我的電壓輸出任務(wù)”，

38、其他任務(wù)參數(shù)均接受默認(rèn)值（采集模式默認(rèn)為“N 采樣”）。在框圖面板，調(diào)用“基本函數(shù)發(fā)生器”生成仿真波形數(shù)據(jù)：“信號(hào)類(lèi)型”選擇“鋸齒波”，“幅值” 輸入5V，“頻率”選2Hz，“采樣信息”采用默認(rèn)值。生成的波形特點(diǎn)：2個(gè)周期的鋸齒波，每周期500點(diǎn)，且波形數(shù)據(jù)的dt參數(shù)為0.001。仿真波形數(shù)據(jù)送至“波形圖”顯示。調(diào)用“DAQmx 定時(shí)”函數(shù)，修改任務(wù)“我的電壓輸出任務(wù)”的默認(rèn)數(shù)據(jù)發(fā)生速率（采樣率rate）參數(shù)決定了每秒鐘產(chǎn)生的樣本數(shù)

39、。對(duì)“基本函數(shù)發(fā)生器”的簇參數(shù)“采樣信息”采用“按名稱(chēng)解除捆綁”函數(shù)提取出其采樣率（Fs）參數(shù)，輸入作為“DAQmx 定時(shí)”函數(shù)的“采樣率”（rate）參數(shù)，即明確接受“基本函數(shù)發(fā)生器”函數(shù)輸出的波形數(shù)據(jù)的dt元素作為發(fā)生數(shù)據(jù)的真正的時(shí)間間隔。調(diào)用“DAQmx 寫(xiě)入”函數(shù)，向緩沖區(qū)寫(xiě)入數(shù)據(jù)，此時(shí)，還沒(méi)有真正地輸出波形；調(diào)用“DAQmx 開(kāi)始任務(wù)”函數(shù)真正開(kāi)始數(shù)據(jù)發(fā)生；調(diào)用“DAQmx 結(jié)束前等待”函數(shù)，等待數(shù)據(jù)全部被生成；調(diào)用“DAQ

40、mx 清除任務(wù)”函數(shù)停止并清除任務(wù)。注意：必須調(diào)用“DAQmx 結(jié)束前等待”函數(shù)，否則將在產(chǎn)生完數(shù)據(jù)前就結(jié)束了任務(wù)。,這里，使用LabVIEW自帶的示例程序來(lái)觀察該波形發(fā)生VI的輸出效果。 將調(diào)理箱上ao0端輸出的仿真數(shù)據(jù)接至ai0與ai8模入端子之間差分輸入。 選擇“幫助” -> “查找范例”打開(kāi)示例程序?yàn)g覽器，按“任務(wù)”進(jìn)行瀏覽操作，打開(kāi)“硬件輸入與輸出” -> DAQmx-> “模擬測(cè)

41、量”-> “電壓”-> Acq&Graph Voltage-Int Clk-Analog Start.vi，修改Sample Rate (Hz)參數(shù)為1000，Trigger Source參數(shù)為Dev1/ai0，Trigger Level (Volt)參數(shù)為1V，如圖所示。先運(yùn)行該示例程序，然后盡快運(yùn)行本課上建立的波形發(fā)生程序。可以在示例程序中看到波形正確發(fā)生，且是使用上升沿觸發(fā)的方式采集到的。,,,該程序（VI）的

42、建立步驟：經(jīng)“函數(shù)選板->測(cè)量I/O ->DAQmx-數(shù)據(jù)采集 ->”途徑向框圖面板添加并啟動(dòng)“DAQ 助手”，在在其“新建Express任務(wù)”對(duì)話框，選擇“生成信號(hào)”->“模擬輸出”->“電壓”，選擇模出物理通道ao0，從“生成模式”中選擇“N 采樣”，取消其后面的“使用波形定時(shí)”復(fù)選框的選中狀態(tài)，并將“待寫(xiě)入采樣”和“采樣率 (Hz)”都設(shè)為1000；關(guān)閉“DAQ助手”設(shè)置窗口，將仿真波形輸入至“D

43、AQ 助手” 的“數(shù)據(jù)”的輸入端子，完成兩個(gè)周期鋸齒波的模擬輸出。,(4) 對(duì)(3)例，借助“DAQ助手”建立該程序,(5) 產(chǎn)生周期性連續(xù)波形數(shù)據(jù),,連續(xù)發(fā)生周期數(shù)據(jù)并不復(fù)雜：只需向所建立的緩沖區(qū)寫(xiě)入一個(gè)周期的數(shù)據(jù)，DAQmx將自動(dòng)不斷地重復(fù)該段數(shù)據(jù)，以生成周期性的輸出信號(hào)。,該程序（VI）的建立步驟：a) 調(diào)用“基本函數(shù)發(fā)生器”生成仿真數(shù)據(jù)：“信號(hào)類(lèi)型”選正弦波，“頻率”設(shè)為1.5，“采樣信息”使用默認(rèn)值。波形特點(diǎn)：產(chǎn)生1.5

44、周期正弦波，每周期采2000/3個(gè)點(diǎn)，且波形數(shù)據(jù)的dt參數(shù)設(shè)置為0.001。1.5周期的波形由“波形圖”控件顯示。b) 調(diào)用“DAQmx 創(chuàng)建虛擬通道”函數(shù)，生成虛擬通道和任務(wù)，選擇“AO 電壓”這個(gè)實(shí)例，輸入物理通道“Dev1/ao0”。c) 調(diào)用“DAQmx 定時(shí)”函數(shù)設(shè)置時(shí)間參數(shù)，這里采用與前例不同的采樣率設(shè)置方法：選擇“DAQmx 定時(shí)”函數(shù)的“使用波形”實(shí)例，該實(shí)例直接根據(jù)“波形”參數(shù)輸入端的波形數(shù)據(jù)設(shè)置發(fā)生數(shù)據(jù)的時(shí)間

45、間隔?！安蓸幽Ｊ健眳?shù)設(shè)置為“連續(xù)采樣”。d) 調(diào)用“DAQmx 寫(xiě)入”函數(shù)，將1.5個(gè)周期的正弦波數(shù)據(jù)寫(xiě)入緩沖區(qū)。為該VI選擇“模擬波形 1通道N采樣”。e) 調(diào)用“DAQmx開(kāi)始任務(wù)”函數(shù)，開(kāi)始數(shù)據(jù)發(fā)生；在循環(huán)中調(diào)用“DAQmx 任務(wù)完成”函數(shù)查詢?nèi)蝿?wù)狀態(tài)，實(shí)際上，任務(wù)是否結(jié)束的信息并未使用，只利用該函數(shù)輸出的錯(cuò)誤簇以檢查數(shù)據(jù)發(fā)生操作是否出錯(cuò)，如出錯(cuò)或者按下“停止”按鈕，都將退出循環(huán)、結(jié)束程序；可在循環(huán)中調(diào)用“時(shí)間延遲” E

46、xpress VI以設(shè)置查詢延時(shí)。在循環(huán)外調(diào)用“DAQmx清除任務(wù)”函數(shù)，結(jié)束和清除任務(wù)。,將調(diào)理箱上ao0輸出的數(shù)據(jù)接至ai0與ai8模入端子之間差分輸入，使用LabVIEW自帶的例程序察看連續(xù)輸出的波形：“幫助” -> “查找范例” -> “硬件輸入與輸出”-> DAQmx ->“模擬測(cè)量”->“電壓”-> Cont Acq&Graph Voltage-Int Clk-Analog Sta

47、rt.vi。 參數(shù)的設(shè)置情況下如圖中左側(cè)所示。,,,該程序的建立步驟：經(jīng)“函數(shù)選板->測(cè)量I/O ->DAQmx-數(shù)據(jù)采集 ->”添加并啟動(dòng)“ DAQ 助手”；在打開(kāi)的“新建Express 任務(wù)”對(duì)話框，選擇“生成信號(hào)”-> “模擬輸出”->“電壓”，選擇模出物理通道ao0，在“生成模式”中選擇“連續(xù)采樣” ，選中其后的“使用波形定時(shí)”復(fù)選框，即使用輸入波形中包含的時(shí)間信息，將這部分代碼放