虚拟仪器技术是20世纪90年代发展起来的一种新技术，融计算机和总线技术、微电子技术、测量技术于一身，它是对传统仪器的重大突破，是计算机技术与仪器技术相结合的产物。它利用计算机系统的强大功能，结合相应的硬件，大大突破传统仪器在数据处理、显示和存储以及系统维护和扩展等方面的限制。虚拟仪器的众多优点使其得到了广泛的应用，然而当今著名的虚拟仪器开发软件（如LabVIEW等）只能支持NI公司生产的数据采集卡，而不能直接驱动普通的数据采集卡。本文重点研究了在虚拟仪器开发软件平台LabVIEW下使用普通数据采集卡的方法。

  LabVIEW是美国NI公司推出的一种基于G语言（Graphics Language），即图形化编程语言的虚拟仪器软件开发工具，具有强大的数据采集功能，通常只支持NI公司的数据采集卡，而这些卡的价格相对较昂贵。因此，为了能在LabVIEW平台上驱动普通的数据采集卡，用户一定要通过LabVIEW所提供的调用库函数节点（call Library Function Node，CLFN）及代码接口节点（Code Interface Node，CIN）等功能，将功能强大、编程灵活、而且已有很多现成程序模块的C语言同Lab-VIEW中编程直观方便的图形化G语言结合起来，以此来实现用普通的数据采集卡来采集数据的功能，使LabVIEW在对硬件的支持上有了一个质的飞跃。

  在LabVIEW中利用CLFN节点可以较容易地实现访问动态链接库（DLL），而且在购买数据采集卡的时，厂商一般会给用户更好的提供动态链接库。所以研究在LabVIEW平台下调用动态链接库驱动普通的数据采集卡来实现数据采集更具有普遍性。

  动态链接是一种应用程序在运行时与库文件连接起来的技术。动态链接库（DLL）是一个可以多方共享的程序模块，提供函数供Windows应用程序或其他的动态链接函数库直接或间接调用，只有在别的模块中调用了它的某个函数以后才发生作用。它是在应用程序运行时被装入和链接的，而不是把库代码复制到应用程序中，只是在程序中记录了函数的入口点和接口。动态链接库独立于编程语言，因此LabVIEW可以调用用大多数语言（如VisualC++，C++ Builder等）编写生成的动态链接库。在调用DLL的函数时，必须知道以下4个信息：函数返回的数据类型，函数调用的方式，函数的参数及类型，DLL库文件的位置等。

  通过对Call Library Function Node的配置能轻松实现DLL的调用，关键要了解被调用的函数名称、功能及其输入／输出参数。配置节点的目的是指定DLL模块中与LabVIEW数据交换的相应驱动函数。调用Call Library Function模块，双击此模块，在弹出CLF对话框中进行节点配置，CLF函数配置对线。第一个参数“库名或路径”，填入需要调用的动态链接库文件的名字和路径。第二个参数“函数名”，是链接库中要调用的函数名称。当在库名或路径栏中设定了DLL的路径后，在函数名下拉框中就能够正常的看到该动态链接库所包含的所有函数名。第三个参数“调用规范”，此栏中可设为该动态链接库是标准WINAPI调用还是普通的C调用。一般来说，都采用C调用，但是对于API调用则一定要选择stdeall（WINAPI），最后一个必须要格外注意的参数选项是线程安全选择，此栏中可以再一次进行选择DLL是不是能够被重入调用，默认情况是在UI线程中运行，即该动态链接库只能在User Interrace Thread下运行。如果动态链接库中被调用的函数返回时间非常长，那么就会导致LabVIEW不能执行UI线程中的其他任务，因此界面反应可能会很慢，甚至停止。这时候最好把它设为重入，若设置为重人，则该动态链接库可以由多个线程同时调用，但前提是一定要保证该DLL能被多个线程同时安全调用。

  在参数配置菜单下设置函数的返回值类型和输入参数。对话框右侧对应每一个参数的参数名称、类型、数据类型、参数传递方式。其中，必须要格外注意的是数据类型选项，在不同的编译平台下，数据类型的定义名称是不一样的。为了将数据类型一一对应，在LabVIEW中必须对数据类型名称定义进行转换。

  以北京优采公司的UA301A型A／D数据采集卡为例，该采集卡在LabVIEW平台下不能直接被驱动。该采集卡提供了一个动态链接库ua300a．dll，此动态链接库中提供了许多简洁高效的采集和控制函数，支持UA301A采集器的各种功能。

  UA301A为12位的A／D卡，系统中采用的是双极性输入信号和双极性原码的编码方法。转换的结果为二进制数，转换后得到0～4 095的数字量。为了直观表示被测物理量，需将转换后的数字量变换为具有实际工程意义的数值。当单极性信号输入时，模拟电压值V与数字量D的对应关系可描述为：V=D／4 095×10；当输入信号为双极性时，两者的对应关系为：V=（D-2 048）／4 095×10。这个转换过程在驱动设计中可采用Case结构来完成，把选择输入信号为单极性还是双极性作为这个Case结构的布尔值输入。数据采集驱动程序框图如图2所示。

  对于LabVIEW与DLL函数之间传递数组类型数据，无论采用何种数组格式进行传递，都需要在Lab-VIEW中为数组预先分配空间，也就是给该数组开辟缓存，不然会导致程序崩溃。该程序在采集数据前预先为其初始化一个二维数组空间，为了使采集到的数据在数组中的位置始终对应于采样的每一通道，初始化数组空间时设置每通道采样点数为行，采集通道数为列，这样数据从采集卡FIFO存入缓存时，每一列对应每一通道的数据，省去了后续通过循环索引出各通道数据的繁琐。

  为了实现数据的连续采集，系统应保持在循环状态，设计中采用WhiIe循环来实现这一功能，但是Lab-VIEW在执行While循环时，若用户没有给它设定循环时间间隔，则它将以CPU的极限速度运行。这样有几率会使整个LabVIEW程序看上去像死机一样，所以要给While循环加上一个指定的时间间隔。在采集前首先设置采样通道、采样频率、采样点数、增益和数据传输方式等参数，该接口驱动的前面板见图3。

  由此能够准确的看出，在LabVIEW中调用动态链接库函数，来驱动普通数据采集卡的技术，显示出了Lab-VIEW强大的外部程序接口能力。应用此方法设计数据采集系统一方面可充分的利用LabVIEW的界面友好、图形显示和虚拟仪器强大的开发功能等优点；另一方面又能大幅度的降低系统的开发成本，可以使LabVIEW在对硬件的支持上有一个质的飞跃。通过LabVIEW的外部程序接口CLF节点访问动态链接库来调用Windows标准库函数，使得LabVIEW支持的数据采集板卡范围突破了限制，同时也为Lab-VIEW访问底层函数提供了一种新的思路。

  下一篇：基于FPGA芯片EP1c3T144和开发平台实现虚拟仪器接口设计

  引言 当前，许多领域慢慢的变多地要求具有高精度A/D转换和实时处理功能。同时，市场对支持更复杂的显示和通信接口的要求也在提高，如环境监视测定、电表、医疗设施、便携式数据采集以及工业传感器和工业控制等。传统设计方法是应用MCU或DSP通过软件控制数据采集的A/D转换，这样必将频繁中断系统的运行，从而减弱系统的数据运算能力，数据采集的速度也将受到限制。本文采用DSP+FPGA的方案，由硬件控制A/D转换和数据存储，最大限度地提高系统的信号采集和解决能力。 系统结构 整个采集卡包括信号调理、数据采集、数据处理和总线接口设计。系统结构如图1所示。 图1 系统结构框图 本文设计了具有信号衰减、增益放大和滤波等功能的

  传统的 虚拟仪器 由一块基于PCI总线的直接利用A/D和D/A芯片构成的数据采集 板卡 和相应的软件组成，但随着 计算机 网络技术的迅速发展，慢慢的变多的数据需要由计算机处理、存储和传输，由于通用计算机本身的特点，它们通常不适于进行实时性要求很高的 数字信号处理 ，因此这种虚拟仪器不能够满足现实应用对数据实时解决能力、数据传输能力及数据管理能力所提出的慢慢的升高的要求。 与此同时，随着数字信号 处理器 （ DSP ）性价比的逐步的提升，其应用领域飞速扩展，从而使基于PCI总线和 DSP 技术的新型虚拟仪器应运而生。 系统的基本框架 笔者设计的基于PCI总线和DSP技术的虚拟仪器的基本框架如图1所示。

  设计 /

  虚拟仪器 技术已在测试和测量领域广为应用。利用不断革新的Labview软件以及数以百计的测量硬件设备， 虚拟仪器 技术逐渐扩大了它所触及的应用场景范围。本文将这一技术扩展到了控制和设计部分。主要介绍了 虚拟仪器 技术在 产品测试 、控制和设计中的一些实际应用，供大家探索。 虚拟仪器 技术已在测试和测量领域广为应用。利用不断革新的LabVIEW软件以及数以百计的测量硬件设备， 虚拟仪器 技术逐渐扩大了它所触及的应用场景范围。今天，NI率先将这一技术扩展到了控制和设计部分。曾经促进了测试发展的益处正开始加速控制和设计的发展。工程师和科学家逐步的提升对 虚拟仪器 的要求，以希望有效地满足全球范围的需要，他们正是这一加速背后的驱动力。

  技术在产品测试、控制和设计中的应用 /

  引 言 Controller Area Network(控制器局域网，缩写为CAN)，是为解决汽车电子控制单元间的信息通信而由德国Bosch公司提出的一种总线标准，以其卓越的性能、极高的可靠性和低廉的价格，现在已经在汽车领域获得广泛应用。为了能够更好的保证汽车CAN总线节点安全、稳定运转，同时为了更好的提高大批量生产的效率，必须在生产的全部过程中对CAN节点产品做测试，开发基于CAN总线的汽车CAN节点测试仪显得十分重要。本文通过选择高速处理器和采用虚拟仪器技术保证测试仪的通用性，使其只需通过软件更新便可测试多个CAN节点。 CAN协议简介 CAN协议建立在ISO/OSI 7层开放互连参考模型基础之上，为了方便应用，同时保证各节

  技术的CAN节点测试仪设计 /

  为满足燃料电池汽车道路试验数据采集的要求，开发了车载CAN总线监控系统。基于便携式工控机和通讯接口卡设计了系统硬件，采用虚拟仪器开发平台开发了系统软件。     系统实现了汽车CAN网络的数据采集、状态监测和数据存储。实际应用表明系统工作可靠。         由于能源与污染的问题，电动汽车正成为汽车技术探讨研究和开发的热点。电动汽车分为纯电动汽车、混合动力汽车和燃料电池汽车等，是一种环境友好的先进交通工具 。目前电动汽车一般都采用基于CAN(Control Area Network)总线的整车通讯控制系统。CAN总线是一种有效支持分布式控制或实时控制的串行通信网络，具有实时性强、传输距离远、抗干扰能力强、成本低的特点，

  引言 USB技术的先进性使得设计者在PC外设开发中首选USB接口，而在现有虚拟仪器开发平台如LabWindows／CVI中并没提供直接支持USB接口的函数库，基于这样的一种情况，笔者利用FTDI公司的FT232AM完成RS232和USB之间的接口转换，然后再对USB接口实现间接的数据读写。 2 硬件设计 2.1 FT232AM简介 FT232AM是FTDI公司提供的USB-RS232转换器，它可以在RS232和USB接口之间很容易地建立可靠连接。通过USB接口的即插即用和热插拔性能给RS232的外围设备提供非常容易使用的环境，并提供高达115 kb／s的传输速率(如果电平转换器选用MAX3245CAI，则传输速率可达

  0 引言 数据采集技术主要指从传感器输出的微弱信号，经信号调理、数模转换到存储、记录这一过程所涉及的技术。当前被大范围的应用的数据采集卡大部分以电缆或插槽连接，受到插槽数不足、安装不便、传输距离等众多因素的限制。伴随着无线通信技术的发展，使用简单、分布灵活的无线数据采集卡慢慢涌现出来，成为数据采集卡新的重要发展趋势。目前，无线数据采集卡的实现多以zigbee，nRF905，WI_FI等无线通讯技术为主。而SIM900A芯片在众多项目中的成功实践，为实现数据采集卡的无线通讯提供了新的思路。因此，设计这种低功耗的基于SIM90 0A的无线数据采集卡，以使用户得到满足慢慢的变多的新要求。 1 无线数据采集卡整体设计的具体方案 无线数据采集卡主要

  设计与实现 /

  1 引言 在现代节能照明中，可见光谱测量是研究光源性能的重要手段，但大多数测量仪表功能固定且较为单一，不能根据测量对象及测试要求的多样性进行灵活的调整和变更，由此带来了使用中的诸多不便。而利用虚拟仪器技术的优势就可较好的解决这一问题。 虚拟仪器是基于计算机的仪器，它通过软件将计算机硬件资源与仪器硬件有机的融为一体，从而把计算机强大的计算解决能力和仪器硬件的测量、控制能力结合在一起，大大缩减了仪器硬件的成本和体积，尤其是便于软件的修改，以实现测试功能的扩展。本文利用目前国际上唯一的编译型图形化编程语言 LabVIEW ，设计了一个基于虚拟仪器技术的光谱采集与处理系统，功能较强，操作简单便捷。 2 测量系统设计 2.1 系统构成 本系统

  的可见光谱数据采集与处理 /

  的质量检测机器视觉系统的设计

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