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基于LabVIEW的多通道数据采集系统的设计精.pdf
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基于LabVIEW的多通道数据采集系统的设计精.pdf
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大摘要
1
基于 LabVIEW 的多通道数据
采集系统的设计
大摘要
随着电子工业测量技术与电子测量仪器技术的高速发展,新的测试理论、测
试方法、测试领域以及新的仪器结构不断出现,它们在许多方面己经冲破了传统
仪器的概念,电子测量仪器的功能和作用发生了质的变化,在这种背景下,虚拟
仪器技术应运而生。虚拟仪器,是借助于计算机的软硬件平台,建立起基于 PC
机的测试与控制系统。虚拟仪器是当前测控领域的技术热点,它代表了未来仪器
技术的发展方向。它最大特点是“按需构造,随做随用”,用户可以随心所欲地
根据自己的需求设计自己的仪器系统,仅仅通过修改软件就能改变仪器功能,以
满足多种多样的应用需求。“软件就是仪器”反映了虚拟仪器技术的本质特征。
美国国家仪器公司(简称 NI)公司的软件产品——LabVIEW,是虚拟仪器语言中
最有代表性的,LabVIEW 是一个革命性的图形编程开发环境,它以 G 语言为基础,
用户进行数据采集、控制、数据分析和数据表示。基于 LabVIEW 的数据采集系统
是下一代自动测试系统的发展方向。
本系统主要分为两部分,第一部分为数据采集硬件设计,第二部分为数据管
理及分析。功能主要包括:数据采集、实时显示、信号分析以及数据存储等,软
件采用了 NI 公司的 LabVIEW8.0 开发。
第一部分数据采集硬件的设计中,采用 DSP 作为采集卡的 CPU,具有指令执
行速度快、总线带宽高、可以完成数据的高速实时处理等优点。最重要的是 DSP
对于算法的处理有独到的优势,可以在 DSP 固件中加入一些典型的算法编程,就
能够极大的增强系统的信号处理能力。利用 USB 接口实现了采集卡与 PC 机的通
信,通用串行总线具有高传输速率、即插即用和易于扩展等优点,将 USB 与 DSP
相结合是进行数据采集、处理与传输的理想解决方案。整个外围逻辑时序部分用
CPLD 控制。第二部分数据管理与分析,作者利用 LabVIEW 编写了基于 Windows XP
的上位机应用程序以及上位机与采集卡之间的通信程序;利用 LabSQL 工具包建
立了 ACCESS 数据库,实现对采集到的数据的存储,并可以查询历史数据。同时
系统可以生成报表以及可以对所需要的数据进行打印,并可以对得到的数据进行
一些必要的分析,如加窗函数,逐点分析。本文采用虚拟仪器软件架构(VISA)
实现了 LabVIEW 与 USB 之间的通信,采用这种方式可以避开了以前开发 USB 驱动
程序的复杂性,大大缩短了开发周期;在报表生成方面,利用可移植文档格式(PDF)
大摘要
2
文档来对重要的数据进行保存,因为 PDF 文档是世界上安全可靠地分发和交换电
子文档及电子表单的实际标准,这在对一些重要数据的保存方面就显得相当地必
要。
最后,将整个数据采集系统应用在无源互调测试控制系统中,作为无源互调
测试控制系统的数字控制及显示部分,取得了较好的效果。
关键词:虚拟仪器实验室,数据采集,数字信号处理器,通用串行总线。
摘要
I
摘 要
随着电子工业测量技术与电子测量仪器技术的高速发展,新的测试理论、测试方
法、测试领域以及新的仪器结构不断出现,它们在许多方面己经冲破了传统仪器的概
念,电子测量仪器的功能和作用发生了质的变化,在这种背景下,虚拟仪器技术应运
而生。虚拟仪器,是借助于计算机的软硬件平台,建立起基于 PC 机的测试与控制系
统。美国国家仪器公司(简称 NI)公司的软件产品——LabVIEW,是虚拟仪器语言中
最有代表性的,基于 LabVIEW 的数据采集系统是下一代自动测试系统的发展方向。
本系统主要分为两部分,第一部分为数据采集硬件设计,第二部分为数据管理及
分析。功能主要包括:数据采集、实时显示、信号分析以及数据存储等,软件采用了
NI 公司的 LabVIEW8.0 开发。
第一部分数据采集硬件的设计中,采用 DSP 作为采集卡的 CPU,利用 USB 接口
实现了采集卡与 PC 机的通信,整个外围逻辑时序部分用 CPLD 控制。第二部分数据
管理与分析,作者通过建立 ACCESS 数据库来对采集到的数据存储,并可以生成报表,
同时可以对得到的数据进行一些必要的分析,如加窗函数,逐点分析。本文采用虚拟
仪器软件架构(VISA)实现了 LabVIEW 与 USB 之间的通信,采用这种方式可以避开了
以前开发 USB 驱动程序的复杂性,大大缩短了开发周期;在报表生成方面,利用可移
植文档格式(PDF)文档来对重要的数据进行保存,因为 PDF 文档是世界上安全可靠地
分发和交换电子文档及电子表单的实际标准,这在对一些重要数据的保存方面就显得
相当地必要。
最后,将整个数据采集系统应用在无源互调测试控制系统中,作为无源互调测试
控制系统的数字控制及显示部分,取得了较好的效果。
关键词:虚拟仪器实验室,数据采集,数字信号处理器,通用串行总线。
Abstract
3
Research on Multi-channel Data Acquisition System
Design Based on LabVIEW
Abstract
With the rapid development of electronics industry measurement technology and
electronic measuring instruments technology, new test theories, new methods, new
fields and new structures of instrument appear continuously. The function and role of
electronic measuring instruments have undergone a qualitative change. In many
aspects, electronic measuring instruments have broken the traditional concept of
instruments. Under this background, the virtual instrument technique emerges. Virtual
instrument is to establish a testing & control system based on computer software and
hardware platform. Virtual Instrument is the current hot field of Measurement and
Control. It represents the future direction of development of equipment Technology.
One can use it according to their needs and design their own instrument system.
Software only can be changed by modifying equipment features to meet a wide
variety of application needs. "Software is the equipment" reflects the essential
characteristics of virtual instrument technology. LabVIEW is the most representative
in virtual instrument language. LabVIEW is a revolutionary graphical programming
development environment; it is based on G language to realize data acquisition,
control, data analysis and data said. The software strategy of VI is the developing
trend of the next generation of automatic test system.
This system consists of two parts, part one is data acquisition hardware design,
and part two is data management and analysis. Main function include: data acquisition,
real-time display, signal analysis, as well as data storage, it is developed base on
LabVIEW8.0.
The first part of the data acquisition hardware design, using a DSP as the CPU of
acquisition card,it has some advantages, such as fast instruction execution, high bus
bandwidth, and high speed real-time data processing. We can amplify the capacity of
the signal processing through joining some typical algorithm programming in DSP
software. The use of USB realized communication between acquisition card and PC.
USB have high transmission rate and easy plug-and-play advantages of expansion.
Combining USB and DSP is an effective solution to data acquisition as well as
Abstract
4
processing and transmitting. The entire part of the external timing is controlled by
CPLD. The second part, author through the creation of the ACCESS database to
realize the data storage, and can generate statements, as well as can do some
necessary analysis, such as the window function, point by point analysis. In this paper,
using Virtual Instrument Software Architecture (VISA) achieved communications
between LabVIEW and USB; this approach can avoid the complexity of developing
the USB driver, and also can greatly reduce the development cycle. In the statements
generated, used Portable Document Format (PDF) files to save important data,
because the PDF file is the world's safe and reliable actual standards of distributing
and exchanging electronic documents and electronic forms. It is quite necessary in
some important aspects of the preservation of data.
Finally, the entire data acquisition system used in passive intermodulation test
control system as a part of digital control and display, and achieved a good results.
Key Words: LabVIEW, Data Acquisition, DSP, USB.
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oligaga
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