第10章基于研华数据采集卡的LabVIEW程序设计.docx

1、第10章基于研华数据采集卡的LabVIEW程序设计第10章 基于研华数据采集卡的LabVIEW程序设计本章利用研华公司的PCI-1710HG数据采集卡编写LabVIEW程序，包括：模拟量输入、模拟量输出、开关量输入以及开关量输出等。10.1 模拟量输入（AI）10.1.1 基于研华数据采集卡的LabVIEW程序硬件线路在图10-1中，通过电位器产生一个模拟变化电压（范围是0V5V），送入板卡模拟量输入0通道（管脚68），同时在电位器电压输出端接一信号指示灯，用来显示电压变化情况。图10-1 计算机模拟电压输入线路本设计用到的硬件为：PCI-1710HG数据采集卡、PCL-10168数据线缆、A

2、DAM-3968接线端子（使用模拟量输入AI0通道）、电位器（10K）、指示灯（DC5V）、直流电源（输出：DC5V）等。10.1.2 基于研华数据采集卡的LabVIEW程序设计任务利用LabVIEW编写应用程序实现PCI-1710HG数据采集卡模拟量输入。任务要求：（1）以连续方式读取电压测量值，并以数值或曲线形式显示电压测量变化值；（2）当测量电压小于或大于设定下限或上限值时，程序画面中相应指示灯变换颜色。10.1.3 基于研华数据采集卡的LabVIEW程序任务实现1建立新VI程序启动NI LabVIEW程序，选择新建（New）选项中的VI项，建立一个新VI程序。在进行LabVIEW编程之

3、前，必须首先安装研华设备管理程序Device Manager、32bit DLL驱动程序以及研华板卡LabVIEW驱动程序。2设计程序前面板8 在前面板设计区空白处单击鼠标右键，显示控件选板（Controls）。（1）添加一个实时图形显示控件：控件（Controls）新式（Modern）图形（Graph） 波形图形（Waveform Chart），标签改为“实时电压曲线”，将Y轴标尺范围改为0.0-5.0。（2）添加一个数字显示控件：控件（Controls）新式（Modern）数值（Numeric） 数值显示控件（Numeric Indicator），标签改为“当前电压值：”。（3）添加两个指

4、示灯控件：控件（Controls）新式（Modern）布尔（Boolean）圆形指示灯（Round LED），将标签分别改为“上限指示灯：”、“下限指示灯：”。（4）添加一个停止按钮控件：控件（Controls）新式（Modern）布尔（Boolean）停止按钮（Stop Button）。设计的程序前面板如图10-2所示。图10-2 程序前面板图10-3 SelectPop函数库3框图程序设计添加函数8 进入框图程序设计界面，在设计区空白处单击鼠标右键，显示函数选板（Functions）。在函数选板（Functions）下添加需要的函数。（1）添加选择设备函数：用户库 Advantech DA

5、&C（研华公司的LabVIEW函数库） EASYIO SelectPOP ，如图10-3所示。（2）添加打开设备函数：用户库 Advantech DA&C ADVANCE DeviceManager ，如图10-4所示。（3）添加选择通道函数：用户库Advantech DA&CEASYIOSelectPOP Select ，如图10-3所示。（4）添加选择增益函数：用户库Advantech DA&CEASYIO，如图10-3所示。 （5）添加Unbundle By Name函数：编程（Programming）簇、类与变体（Cluster & Variant）按名称解除捆绑（Unbundle B

6、y Name）。（6）添加Bundle函数：编程（Programming）簇、类与变体（Cluster & Variant）捆绑（Bundle）。（7）添加关闭设备函数：用户库 Advantech DA&C ADVANCE DeviceManager ，如图10-4所示。（8）添加模拟量配置函数：用户库 Advantech DA&CADVANCESlowAI ，如图10-5所示。 图10-4 DeviceManager函数库 图10-5 SlowAI函数库（9）添加一个While循环结构：编程（Programming）结构（Structures）While 循环（While Loop）。以下添

7、加的函数或结构放置在While循环结构框架中。（10）添加模拟量电压输入函数：用户库 Advantech DA&C ADVANCE SlowAI ，如图10-5所示。（11）添加一个比较符号函数“”：编程（Programming）比较（Comparison） 小于等于？（Less Or Equal？）。（12）添加数值常量：编程（Programming） 数值（Numeric） 数值常量（Numeric Constant），将值改为0.5（下限电压值）。（13）添加一个比较符号函数“”：编程（Programming）比较（Comparison） 大于等于？（Greater Or Equal？）

8、。（14）添加数值常量：编程（Programming） 数值（Numeric） 数值常量（Numeric Constant），将值改为3.5（上限电压值）。（15）添加一个时钟函数：编程（Programming）定时（Time & Dialog） 等待下一个整数倍毫秒（Wait Until Next ms Multiple）。（16）添加数值常量：编程（Programming） 数值（Numeric） 数值常量（Numeric Constant），将值改为500（采样频率）。（17）添加Not函数：编程（Programming）布尔（Boolean）非（Not）。（18）添加两个条件结构：编程

9、（Programming）结构（Structures）条件结构（Case Structure）。（19）分别在两个条件结构的真（True）选项中各添加一个比较函数：编程（Programming） 比较（Comparison）不等于0？（Not Equal To 0 ?）。（20）分别在两个条件结构的真（True）选项各添加一个数值常量：编程（Programming） 数值（Numeric） 数值常量（Numeric Constant），值分别为0、0。（21）将数字显示控件（标签为“当前电压值：”）、波形显示控件（标签为“实时电压曲线”）、停止按钮控件从外拖入循环结构中。（22）将指示灯控件“

10、下限指示灯：”、“上限指示灯：”分别拖入两个条件结构的真（True）选项中。添加的函数如图10-6所示。（23）分别在两个条件结构的假（False）选项中各添加一个局部变量：编程（Programming） 结构（Structures）局部变量（Local Variable）。分别选择局部变量，单击鼠标右键，在弹出的快捷菜单的选项（Select Item）选项下，为局部变量选择控件：“下限指示灯：”、“上限指示灯：”，将其读写属性设置为“写”。（24）分别在两个条件结构的假（False）选项中各添加一个比较函数：编程（Programming） 比较（Comparison）不等于0？（Not Eq

11、ual To 0 ?）。（25）分别在两个条件结构的假（False）选项中各添加一个数值常量：编程（Programming） 数值（Numeric）数值常量（Numeric Constant），值分别为1、1。添加的函数如图10-7所示。 图10-6 节点布置图1 图10-7 节点布置图24框图程序设计连线使用工具箱中的连线工具，将所有函数连接起来。（1）将函数的输出端口DevNum与函数的输入端口DevNum相连。（2）将函数的输出端口DevHandle与函数的输入端口DevHandle相连。（3）将函数的输出端口DevHandle与函数的输入端口DevHandle相连。将函数的输出端口Ga

12、in List与函数的输入端口Gain List相连。将函数的输出端口ChanInfo与按名称解除捆绑（Unbundle By Name）函数的输入端口输入簇（Input Cluster）相连。（4）将按名称解除捆绑（Unbundle By Name）函数的输出端口通道（Channel）与捆绑（Bundle）函数的一个输入端口簇元素（Cluster Element）相连。（5）将函数的输出端口GainCode与捆绑（Bundle）函数的一个输入端口簇元素（Cluster Element）相连。（6）将捆绑（Bundle）函数的输出端口输出簇（OutCluster）与函数的输入端口Chan &

13、Gain相连。（7）将函数的输出端口DevHandle与函数的输入端口DevHandle相连。（8）将函数的输出端口DevHandle与函数的输入端口DevHandle相连。将函数的输出端口Voltage与数字显示控件（标签为“当前电压值：”）相连。将函数的输出端口Voltage与波形显示控件（标签为“Waveform Chart”）相连。将函数的输出端口Voltage与小于等于？（Less Or Equal）函数的输入端口x相连。将函数的输出端口Voltage与Greater Or Equal函数的输入端口x相连。（9）将数值常量（值为0.5，下限电压值）与小于等于？（Less Or Equ

14、al）函数的输入端口y相连。（10）将数值常量（值为3.5，上限电压值）与大于等于？（Greater Or Equal？）函数的输入端口y相连。（11）将小于等于？（Less Or Equal？）函数的输出端口x = y? 与条件结构2上的选择端口？相连。（13）在条件结构1的真（True）选项中，将数值常量（值为0）与不等于0？（Not Equal To 0 ?）函数的输入端口x相连；将不等于0？（Not Equal To 0 ?）函数的输出端口x != 0? 与指示灯控件“下限指示灯”相连。（14）在条件结构1的假（False）选项中，将数值常量（值为1）与不等于0？（Not Equal

15、To 0 ?）函数的输入端口x相连；将不等于0？（Not Equal To 0 ?）函数的输出端口x != 0?与局部变量“下限指示灯：”相连。（15）在条件结构2的真（True）选项中，将数值常量（值为0）与不等于0？（Not Equal To 0 ?）函数的输入端口x相连；将不等于0？（Not Equal To 0 ?）函数的输出端口x != 0? 与指示灯控件“上限指示灯”相连。（16）在条件结构2的假（False）选项中，将数值常量（值为1）与不等于0？（Not Equal To 0 ?）函数的输入端口x相连；将不等于0？（Not Equal To 0 ?）函数的输出端口x != 0?

16、与局部变量“上限指示灯：”相连。（17）将数值常量（值为500，时钟周期）与等待下一个整数倍毫秒（Wait Until Next ms Multiple）函数的输入端口毫秒倍数（millisecond multiple）相连。（18）将停止按钮与非（Not）函数的输入端口x相连。（19）将非（Not）函数的输出端口.not. x ? 与循环结构的条件端子相连。设计的框图程序如图10-8和图10-9所示。 图10-8 框图程序2 图10-9 框图程序15运行程序进入程序前面板，执行菜单中的“文件/保存（File/Save）”命令，保存设计好的VI程序。单击快捷工具栏中的“运行（Run）”按钮，运

17、行程序： 执行“”子程序，选择研华板卡设备：PCI-1710HG。 执行“”子程序，选择板卡通道号，如0通道。 执行“”子程序，选择板卡模拟电压输入范围，如+/-5V。硬件设备设置完成，程序开始运行。旋转电位器旋钮，改变其输出电压（范围是0V5V），线路中AI指示灯亮度随之变化，同时，VI程序前面板中的当前电压值、实时图形显示控件中的曲线都将随电位器输出电压变化而变化。当测量电压小于或大于设定下限电压值（0.5V）或上限电压值（3.5V）时，程序画面中相应的指示灯变换颜色。程序运行画面如图10-10所示。图10-10 程序运行画面10.2 模拟量输出（AO）10.2.1 硬件线路在图10-11

18、中，将板卡模拟量输出（范围0V10V）0通道（管脚58）接示波器显示电压变化波形；接发光二极管来显示电压大小变化（范围：0V10V）。本设计用到的硬件为：PCI-1710HG数据采集卡、PCL-10168数据线缆、ADAM-3968接线端子（使用模拟量输出AO通道）、发光二极管、电子示波器等。10.2.2 设计任务利用LabVIEW编写应用程序实现PCI-1710HG数据采集卡模拟量输出。任务要求：在程序画面中产生一个变化的数值（范围：010），绘制数据变化曲线，线路中示波器中显示电压变化波形，发光二极管亮度随电压变化（范围：0V10V）而变化。10.2.3 任务实现1建立新VI程序启动NI

19、LabVIEW程序，选择新建（New）选项中的VI项，建立一个新VI程序。在进行LabVIEW编程之前，必须首先安装研华设备管理程序Device Manager、32bit DLL驱动程序以及研华板卡LabVIEW驱动程序。2设计程序前面板8 在前面板设计区空白处单击鼠标右键，显示控件选板（Controls）。（1）添加一个数字显示控件：控件（Controls）新式（Modern）数值（Numeric） 数值显示控件（Numeric Indicator），标签改为“输出电压值”。（2）添加一个实时图形显示控件：控件（Controls）新式（Modern）图形（Graph） 波形图形（Wavef

20、orm Chart），标签改为“电压输出曲线”，将Y轴标尺范围改为010。（3）添加一个垂直滑动控件：控件（Controls）新式（Modern）数值（Numeric） 垂直指针滑动杆（Vertical Pointer Slide），标尺为010。（4）添加一个停止按钮控件：控件（Controls）新式（Modern）布尔（Boolean）停止按钮（Stop Button）。设计的程序前面板如图10-12所示。图10-12 程序前面板3框图程序设计添加函数8 进入框图程序设计界面，在设计区空白处单击鼠标右键，显示函数选板（Functions）。（1）添加选择设备函数：用户库 Advantech

21、 DA&C（研华公司的LabVIEW函数库） EASYIO SelectPOP ，如图10-13所示。（2）添加打开设备函数：用户库 Advantech DA&C ADVANCE DeviceManager ，如图10-14所示。 图10-13 SelectPop函数库 图10-14 DeviceManager函数库（3）添加关闭设备函数：用户库 ADVANCE DeviceManager ，如图10-14所示。（4）添加While循环结构：编程（Programming）结构（Structures）While 循环（While Loop）。图10-15 SlowAO函数库以下添加的函数放置在W

22、hile循环结构框架中。（5）添加模拟量电压输出函数：用户库 Advantech DA&C ADVANCE SlowAO ，如图10-15所示。（6）添加数值常量：编程（Programming）数值（Numeric） 数值常量（Numeric Constant），将值改为0（模拟量输出通道号）。（7）添加数值常量：编程（Programming） 数值（Numeric）数值常量（Numeric Constant），将值改为500（时钟周期）。（8）添加时钟函数：编程（Programming） 定时（Time & Dialog） 等待下一个整数倍毫秒（Wait Until Next ms Mult

23、iple）。（9）添加Not函数：编程（Programming）布尔（Boolean）非（Not）。（10）分别将数值显示控件（标签为“Numeric”）、波形显示控件（标签为“Waveform Chart”）、垂直滑动控件（标签为“Slide”）、按钮控件（标签为“Stop”）等拖入While循环结构中。添加的所有函数及其布置如图10-16所示。图10-16 节点布置图4框图程序设计连线使用工具箱中的连线工具，将所有函数连接起来。（1）将函数的输出端口DevNum与函数的输入端口 DevNum相连。（2）将函数的输出端口DevHandle与函数的输入端口 DevHandle相连。（3）将函数

24、的输出端口DevHandle与函数的输入端口 DevHandle相连。（4）将数值常量（值为0，模拟量输出通道号）与函数的输入端口Channel相连。（5）将滑动杆（Slide）的输出端口与函数的输入端口Voltage相连。将滑动杆（Slide）的输出端口与数字显示控件（标签为“Numeric”）相连。将滑动杆（Slide）的输出端口与波形显示控件（标签为“Waveform Chart”）相连。（6）将数值常量（值为500，时钟周期）与等待下一个整数倍毫秒（Wait Until Next ms Multiple）函数的输入端口毫秒倍数（millisecond multiple）相连。（7）将按

25、钮控件与非（Not）函数的输入端口x相连。（8）将非（Not）函数的输出端口.not. x ? 与While循环结构的条件端子相连。设计的框图程序如图10-17所示。5运行程序进入程序前面板，执行菜单中的“文件/保存（File/Save）”命令，保存设计好的VI程序。图10-17 框图程序连线单击快捷工具栏中的“运行（Run）”按钮，运行程序。首先执行“”子程序，选择研华板卡设备PCI-1710HG。硬件设备设置完成，程序开始运行。用鼠标单击游标上下箭头，改变输出值（010），画面中实时趋势曲线将随游标值变化而变化，板卡AO0_OUT通道输出电压随之改变（0V10V），线路中发光二极管亮度随之

26、变化，在示波器中显示输出电压变化波形。程序运行画面如图10-18所示。图10-18 程序运行画面略。详见网址为：。10.6 温度测量与报警控制10.6.1 硬件线路在图10-39中，Pt100热电阻检测温度变化，通过变送器和250电阻转换为1V5V电压信号送入板卡模拟量1通道（管脚34）；当检测温度小于计算机程序设定的下限值，计算图10-39 温度测量与控制线路机输出控制信号，使板卡DO1通道13管脚置高电平，指示灯1亮；当检测温度大于计算机设定的上限值，计算机输出控制信号，使板卡DO2通道46管脚置高电平，指示灯2亮。本设计用到的硬件为：PCI-1710HG数据采集卡、PCL-10168数据

27、线缆、ADAM-3968接线端子（使用模拟量输入AI通道、数字量输出DO通道）、热电阻传感器（Pt100）、温度变送器（输入：0200，输出：4mA20mA）、直流电源（输出：DC24V）、继电器（DC24V）、指示灯（DC24V）、250电阻、电阻（10K）、三极管等。10.6.2 设计任务利用LabVIEW编写应用程序实现PCI-1710HG数据采集卡温度测量与报警控制。任务要求：（1）自动连续读取并显示温度测量值，绘制测量温度实时变化曲线；（2）统计采集的温度平均值、最大值与最小值；（3）实现温度上、下限报警指示，并能在程序运行中设置报警上、下限值。10.6.3 任务实现1建立新VI程序

28、启动NI LabVIEW程序，选择新建（New）选项中的VI项，建立一个新VI程序。2设计程序前面板8 在前面板设计区空白处单击鼠标右键，显示控件选板（Controls）。（1）添加一个实时图形显示控件：控件（Controls）新式（Modern）图形（Graph）波形图形（Waveform Chart），将Y轴标尺范围改为0.050.0。（2）添加6个数字显示控件：控件（Controls）新式（Modern）数值（Numeric） 数值显示控件（Numeric Indicator），标签分别为“当前值：”、“测量个数：”、“累加值：”、 “平均值”、“最大值：”、“最小值：”。图10-40

29、程序前面板（3）添加两个数值输入控件：控件（Controls）新式（Modern）数值（Numeric）数值输入控件（Digital control），标签分别为“上限值：”、“下限值：”，将其值改为50、25，并设置为默认值。（4）添加两个指示灯控件：控件（Controls）新式（Modern）布尔（Boolean）圆形指示灯（Round LED），将标签分别改为“上限灯：”、“下限灯：”。（5）添加一个停止按钮控件；控件（Controls）新式（Modern）布尔（Boolean）停止按钮（Stop Button）。设计的程序前面板如图10-40所示。3框图程序设计添加函数8 进入框图程序

30、设计界面，在设计区空白处单击鼠标右键，显示函数选板（Functions）。（1）添加选择设备函数：用户库 Advantech DA&C（研华公司的LabVIEW函数库） EASYIO SelectPOP ，如图10-41所示。（2）添加打开设备函数：用户库 Advantech DA&C ADVANCE DeviceManager ，如图10-42所示。 图10-41 SelectPop函数库 图10-42 DeviceManager函数库（3）添加关闭设备函数：用户库 ADVANCE DeviceManager ，如图10-42所示。（4）添加选择通道函数：用户库 Advantech DA&C EASYIO SelectPOP ，如图10-41所示。（5）添加选择增益函数：用户库 Advantech DA&C EASYIO ，如图10-41所示。（6）添加按名称解除捆绑函数：编程（Programming） 簇（Cluster） 按名称解除捆绑（Unbundle By Name）。（7）添加捆绑函数：编程（Programming） 簇（Cluster）捆绑（Bundle）。图10-43 SlowAI函数库（8）