基于LabVIEW的数据采集-系统分析与设计.doc
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2022-10-19
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引言
现代技术的进步，特别是以计算机技术为代表的不断革新的计算机技术，正从各个层面
上影响并引导着各行各业的技术革新，基于计算机技术的虚拟仪器系统技术也正以不可逆转
的力量推动着测量控制技术、数据采集和分析等技术的发展。传统仪器主要由信号采集与控
制模块、分析与处理模块、以及测量结果的表达与输出模块这三大功能模块组成。传统仪器
的这些功能都是以硬件(或固化的软件)形式存在的。而虚拟仪器则是将这些功能移植到计算
机上完成。它在计算机上插上数据采集卡，然后利用软件在屏幕上生成仪器面板，并利用软
件进行信号的分析与处理。相对于传统仪器，虚拟仪器具有性能高、扩展性强、开发时间少、
完美的集成功能等特点。
LabVIEW 是一款优秀的虚拟仪器软件开发平台。LabVIEW 以其直观、简便的编程方式，
众多的源码级设备驱动程序，多种多样的分析和表达支持功能，可为用户快捷地构建实际生
产中所需要的仪器系统创造有力的基础条件。其中数据采集与仪器控制是 LabVIEW 最具竞
争力的核心技术。
1 系统整体方案设计
一个完整的 LabVIEW 程序主要包括前面板、程序框图、连接器三部分。前面板是一种
交互式图形化用户界面，用于设置输入数值和观察输出：框图是定义 VI 功能的图形化源代
码，可利用图形语言对前面板的控制量和指示量进行控制；图标和连接器窗格用于把程序定
义成一个子程序，以便在其他程序中加以调用。本系统包括波形信号采集、保存标准信号、
信号处理和分析、采集数据回放四个部分。图 1 是信号采集与分析系统框图。
1．1 波形信号的采集
该部分主要利用外部触发方式发出触发信号，以使发出信号和通道的采集达到同步。以
信号发生器发出信号为例；为了分析有限个波形的数据，必须保证采集卡采集的数据是发出
的全部信号并且只有一个发出信号。本系统通过采集卡输出一个脉冲信号来触发信号发生器，
以使采集卡的输入通道和脉冲输出通道同步。实际上，正是基于这一点，其发出的任意信号
才必须被无遗漏的同步采集过来。本设计正好满足了此要求。该部分的前面板控件包括采集
信号参数的设置控件、脉冲输出端口、信号输入端口以及存放信号处理后峰值点位置的三个
数组。其中采样率的设置比较重要，例如根据需要发出的信号周期是 0．4ms，每个周期采
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