LabVIEW（一）：知识入门
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一、DAQ基础知识简介
1、DAQ是英文Data Acquisition （数据采集）的缩写。 数据采集（DAQ）是指测量：电压、电流、温度、压力、声音、编码数据等电气或物理现象的过程。
2、数据采集系统的组成：
- Input/Output Signals 原始信号—>通过传感器
- Signal Conditioning Hardware 信号调理设备—>放大等
- Data Acquisition Hardware 数据采集设备—>数字信号模拟信号之间的互相转化
- Application and Driver Software 应用程序和驱动软件
3、数据采集软件分为三类：
顶层：(1)应用软件NI Labview
中层：(2)配置管理软件（Measurement & Automation Explore） (3)驱动： DAQ Assistant 、API、DriverEngine（DDL）
底层：数据采集硬件
4、系统级三大平台
(1)、PXI平台：PXI (PCI extensions for Instrumentation，面向仪器系统的PCI扩展) 是一种由NI公司发布的坚固的基于PC的测量和自动化平台。PXI结合了PCI（Peripheral Component Interconnection-外围组件互连）的电气总线特性与CompactPCI（紧凑PCI）的坚固性、模块化及Eurocard机械封装的特性发展成适合于试验、测量与数据采集场合应用的机械、电气和软件规范。位于最左边的e槽插入PCI控制器。最大18槽，支持多通道多机箱同步，是大中型复杂数据采集应用的理想之选。
(2)、CDAQ平台：CompactDAQ(紧凑数据采集系统)，提供即插即用的USB连接，8槽机箱，体积小巧，低功耗低成本。
(3)、ComactRIO平台：兼容CDAQ平台数据采集模块。与其不同之处：配备实时处理器和可重配置的FPGA资源，可脱离PC机独立运行。适用于高性能的嵌入式、分布式应用。应用领域：车载数据采集、建筑状态检测、PID（比例（proportion）、积分（integral）、导数（derivative））控制（工业控制）等领域。
注：FPGA（Field－Programmable Gate Array），即现场可编程门阵列，它是在PAL、GAL、CPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物。它是作为专用集成电路（ASIC）领域中的一种半定制电路而出现的，既解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。
5、传输总线：
(1)、基于标准总线接口的PCI数据采集卡
(2)、USB数据采集模块
(3)、无线传输数据采集模块
6、选择硬件的参数，即考虑的因素
(1)、通道数
(2)、幅度范围
(3)、采样率
(4)、分辨率
(5)、其他：动态范围、稳定时间、噪声、通道转化速度
分析：
采样率：采样频率过低会发生混叠，无法重构原始信号。
准确的频率表示：采样频率至少是输出信号最大频率的2倍。
准确重构波形:采样频率是输入信号最大频率的5~10倍
分辨率：
3-bit分辨率能表示8个电压等级
16-bit分辨率能表示65536电压等级
更高的分辨率-检测到更小的电压变化。
检测声音振动等微小变化时通常选用分辨率高达24bit数据采集产品。
二、配置管理软件MAX（Measurement & Automation Explorer）
1、购买硬件时在驱动光盘中会附带MAX，方便与NI硬件进行交互的配置管理软件
2、功能：
(1)、识别和检测NI的硬件
(2)、通过配置无需编程实现数据采集功能
(3)、在MAX中创建的数据采集任务可以自动导入LabView，并生成LabView代码
3、选择采集卡》鼠标右键》自检：检查板卡工作状态是否正常
选择采集卡》鼠标右键》重命名：更改默认的设备名
选择采集卡》鼠标右键》设备引脚：显示硬件设备对应的引脚地域图，方便我们对应硬件的连线
4、选择采集卡》中间窗口
属性值项：显示硬件产品序列号
设备连线项：硬件内部的连线情况。绿色：直接连线；黄色：通过子系统间接连线；白色：无法连接
5、添加仿真设备：
选择采集卡鼠标右键》设备和接口》创建新NI-DAQmx设备》NI-DAQ仿真设备》例如选M系列DAQ》NI PCI 6251多功能数据采集模块》确定。
真实物理设备为绿色，仿真设备为黄色
6、创建数据采集任务
测试面板：模拟输入、模拟输出、数字、计数器
选择采集卡》创建》 将任务拖到新建的VI中》选中紫框右键》生成代码》配置和范例
7、总述
(1)、MAX可以方便的跟数据采集硬件进行交互
(2)、可以无需编程实现数据采集任务
(3)、在MAX下创建的数据采集任务可以自动的转化为LabView代码
三、DAQ助手 Express VI（快速VI）
无需通过底层VI编程，只需通过简单的配置就能实现应用。数据采集助手快速VI就是专用于数据采集任务的快速VI。
1、特点：简单、方便、易用。当我们需要实现一些功能相对单一的数据采集任务时，可以使用数据采集助手快速VI
2、缺点：
(1)、功能有限，不能像DAQmx底层VI那样灵活实现比较复杂的数据采集任务。
(2)、快速VI的执行效率要低于底层VI，在实际采集工作中不建议过多的使用快速VI，实际应用中更推荐底层VI。
四、模拟I/O与数字I/O
1、为了得到正确的测量结果，需要使用正确的连接方式。
确定正确连接方式的步骤：
（1）、确定信号源种类
（2）、选择测量系统提供的合适的终端模式
2、三种终端模式
（1）、差分模式（Differential）：每个信号使用两个通道；抑制共模电压和共模噪声
（2）、参考单端模式（RSE）：以系统地为参考进行测量；每个信号使用一个通道；不能抑制共模电压
（3）、非参考单端模式（NRSE）：每个信号一个通道；以AISENSE为参考端进行测量；AISENSE是浮动端；不能抑制共模电压
3、对于接地信号情况分析选择：只有差分模式和NRSE模式可选。如果剩余通道数足够多的话，首先推荐使用差分模式；如果想尽可能多的使用模拟通道，可以使用NRSE模式。
4、对于浮地信号：三种终端模式都可以选择
推荐次序：差分模式—>RSE模式—>NRSE模式
5、编写模拟输入采集任务：
通道建立—>时钟放置—>开始采集—>信号读取—>清除任务
6、使用DAQmx进行数据采集
（1）、通道和任务
（2）、属性节点：
i.设定读写或其他对象的属性
ii.设定对象的属性节点
通道、定时、触发、读取、写出
在需要使用高级配置的时候会使用属性节点。
7、带缓冲的连续采集的程序的流程。
设定定时和缓存（DAQmx）—>开始数据采集（DAQmx）—>从缓存中返回数据（DAQmx）—>Yes OR No—>(Yes)停止数据采集（DAQmx）—>显示错误
8、输出的波形频率：其由下面的参数决定
（1）、更新率
（2）、缓冲中的循环个数（周期数）
9、输出信号的频率=（周期数*更新率）/缓冲中的点数（大小）
可以通过增加周期数和更新率来提高输出信号的频率
（1）、使用采样时钟定时的连续数据输出
（2）、使用dt参数定时的连续波形输出
i、dt:两个采样之间的时间间隔，单位为秒（s）
ii、在DAQmx定时VI中，使用波形数据的dt 参数设定定时
iii、缺省为使用PC缓冲保存输出数据
10、数字输出功能
NI-DAQmx数字终端类型
端口(Port）:数字线的集合，一般为4/8个，端口命名： -Dev x / Port y
数字线（Line）：端口中的一条信号线。数字线命名：
-Dev x / Port y/Line a
-Dev x / Port y/Line a:b (制定多根连线)
-Dev x / Port y/Line a, -Dev x / Port y/Line b (制定多根连线)
物理通道是由：（设备名+IO类型+物理通道号）成的字符串名称
如果省略了线号，则该端口中的所有线都会被包含进来，当某根线的线号出现在NI-DAQmx名称中时，仅有那一根线处于被使用的状态。
11、数字通道的数据类型；
可以建立几种不同类型的数字信号通道
（1）、一个端口
（2）、一个数字线
（3）、几条数字线的集合
12、数字端口输出
创建数字输出通道—>开始任务—>并将数据写到相应的数字线上—>停止服务
13、名词解释
DAQmx ： LabVIEW用来来连接数据采集卡的驱动，通过这个驱动，可以在labview中方便的调用其API来实现对数据采集卡的输入输出。所以，我们使用其他厂商的数据采集卡时，如果NI的DAQmx不支持，就需要该数据采集卡自己制作的驱动。另外，DAQ可能仅仅支持数据采集部分的采集卡，其他的板卡（如电机驱动板卡）就需要用到其他与DAQmx并列的驱动包了
DAQmax ：不存在的词。
MAX： 配置管理软件MAX（Measurement & Automation Explorer）的简称
