基于LabVIEW的數據采集 系統分析與設計

0 引言
現代技術的進步，特別是以計算機技術為代表的不斷革新的計算機技術，正從各個層面上影響并引導著各行各業的技術革新，基于計算機技術的虛擬儀器系統技術也正以不可逆轉的力量推動著測量控制技術、數據采集和分析等技術的發展。傳統儀器主要由信號采集與控制模塊、分析與處理模塊、以及測量結果的表達與輸出模塊這三大功能模塊組成。傳統儀器的這些功能都是以硬件(或固化的軟件)形式存在的。而虛擬儀器則是將這些功能移植到計算機上完成。它在計算機上插上數據采集卡，然后利用軟件在屏幕上生成儀器面板，并利用軟件進行信號的分析與處理。相對于傳統儀器，虛擬儀器具有性能高、擴展性強、開發時間少、完美的集成功能等特點。
LabVIEW是一款優秀的虛擬儀器軟件開發平臺。LabVIEW以其直觀、簡便的編程方式，眾多的源碼級設備驅動程序，多種多樣的分析和表達支持功能，可為用戶快捷地構建實際生產中所需要的儀器系統創造有力的基礎條件。其中數據采集與儀器控制是LabVIEW最具競爭力的核心技術。

1 系統整體方案設計
一個完整的LabVIEW程序主要包括前面板、程序框圖、連接器三部分。前面板是一種交互式圖形化用戶界面，用于設置輸入數值和觀察輸出：框圖是定義VI功能的圖形化源代碼，可利用圖形語言對前面板的控制量和指示量進行控制；圖標和連接器窗格用于把程序定義成一個子程序，以便在其他程序中加以調用。本系統包括波形信號采集、保存標準信號、信號處理和分析、采集數據回放四個部分。圖1是信號采集與分析系統框圖。

1．1 波形信號的采集
該部分主要利用外部觸發方式發出觸發信號，以使發出信號和通道的采集達到同步。以信號發生器發出信號為例；為了分析有限個波形的數據，必須保證采集卡采集的數據是發出的全部信號并且只有一個發出信號。本系統通過采集卡輸出一個脈沖信號來觸發信號發生器，以使采集卡的輸入通道和脈沖輸出通道同步。實際上，正是基于這一點，其發出的任意信號才必須被無遺漏的同步采集過來。本設計正好滿足了此要求。該部分的前面板控件包括采集信號參數的設置控件、脈沖輸出端口、信號輸入端口以及存放信號處理后峰值點位置的三個數組。其中采樣率的設置比較重要，例如根據需要發出的信號周期是0．4ms，每個周期采集200個點，采5個周期就需要rate=l MHz，那么，每個點之間的時間間隔就是lμs，這樣推理便于后面的信號處理。