《虚拟仪器设计教学课件》第五章 传统DAQ编程.pptVIP

广西大学电气工程学院 广西大学电气工程学院 制作 虚拟仪器原理与设计 广西大学电气工程学院 第五章 传统的DAQ编程 本章学习要求： 掌握传统的DAQ VIs的使用方法 2. 掌握基于声卡的数据采集编程方法 第五章 传统的DAQ编程 5.1 传统DAQ中的数据采集 第五章 传统的DAQ编程 样本（Sample)与波形（Waveform) samples——表示一个A/D转换：它是一个点、一个与某个测量时刻采样到的实际模拟量对应的数据。 scan——是在多通道采样时，相对于若干通道的一组样本（对每一个通道的一个瞬时得到一个样本） 。 waveform——是由一个通道得到的一组样本，采集若干周期或一定时间。通常，但不是必须，数据点之间的时间对给定的waveform是一个常数。 5.1 传统DAQ中的数据采集 1、 有限的数据采集 （波形采集）-采样指定的 数据点数后停止采样 上图中Number of Samples是采样点数，Sample rate是采样率，以Hz为单位。Waveform是模拟输入信号的一维采样数组，以伏特为单位。Actual sample period是实际采样率的倒数，它可能与指定采样率有一些小偏差，偏差取决于计算机硬件速度。 采样频率的选择 对输入信号的采样率是最重要的参数之一。采样率决定了模数转换（A/D）的频率。较高的采样率意味着在给定时间内采集更多的点，所以可以更好地还原原始信号。而采样率过低则可能会导致信号畸变。采样率过低的结果是还原信号的频率看上去与原始信号不同。这种信号畸变叫做混频（alias）。 采样率的设置首先要考虑使用DAQ板支持的最大频率。但是，长期使用很高的采样率可能会导致没有足够的内存或者硬盘存储数据。 由于计算机硬件的不同，实际采样率与指定的采样率可能有微小差异。 5.1 传统DAQ中的数据采集 2、连续的数据采集 连续数据采集，或者说实时数据采集，是在不中断数据采集过程的情况下不断地向计算机返回采集数据。开始数据采集后，DAQ卡不间断地采集数据并通过DMA方式将它们存贮在指定的缓冲区中（circular buffer），然后LabVIEW每隔一段时间从缓冲区中将指定数量的数据取出送入计算机进行处理。如果缓冲区放满了，DAQ卡就会又重新从内存起始地址写入新数据，覆盖原来的数据。这个过程一直持续，直到采集到了指定数量的数据点，或者LabVIEW主动中止了采集过程，或者程序出现错误。这种工作方式对于需要把数据存入磁盘或者观察实时数据很有用。 5.1 传统DAQ中的数据采集 5.1 传统DAQ中的数据采集 DMA(Direct Memory Access，直接内存存取)采样原理 5.1 传统DAQ中的数据采集 5.1 传统DAQ中的数据采集 AI Start：用指定的采样率，以后台工作的方式开始连续数据采集过程。 AI Read：在条件循环中连续采集指定数目的采样点，并返回数据到计算机。 AI Clear：停止数据采集，释放所有资源。 在本程序中，AI Read子程序的每次读取的采样点数取决于设定值和内存中未读取的采样点数的比较结果，取它们中的较大者。 5.1 传统DAQ中的数据采集 需要注意的是：采用上述方法进行连续的数据采集，只有缓存中的数据达到指定设定值时，才会调用AI Read.vi读出缓存中的数据，在此之前，程序其它部分只能等待，这是一种同步采集机制，很明显，同步采集机制会大大的浪费CPU资源，为了克服这种不足，需要采用异步数据采集机制，我们将会在以后的章节中进行学习。 5.2 基于声卡的数据采集 第五章 传统的DAQ编程 基于声卡的数据采集有何特点？ 目前的声卡大都是PCI总线声卡，可以方便地插入PC机的PCI插槽，价格低廉，性价比相对较高； 具有十六位AD转换精度和最大44.1KHZ的转换速度，可以满足大多数工作场合的需求； 目前PC机声卡大都采用了DSP技术 ，而且一般都具有硬件滤波功能，能够较好的抑制噪声干扰。 声卡的数据采集VI与传统的DAQ数据采集VI非常类似，对于没有数据采集卡的同学来讲，学会使用声卡进行数据采集，可以很好的理解传统的DAQ编程方法。 5.2基于声卡的数据采集