1、本科毕业论文（20 届）基于 LabVIEW 的数据采集系统设计所在学院 专业班级 电子信息工程 学生姓名 学号 指导教师 职称 - 1-II -完成日期 年 月 苏州大学本科生毕业设计（论文）- i -目 录前言 .1第 1 章 绪论 .2第 1.1 节 课题研究的目的与意义 .2第 1.1 节 现状及趋势 .2第 2 章 虚拟仪器和 LabVIEW 的简介 .3第 2.1 节 虚拟仪器概述 .3第 2.2 节 LabVIEW 简介 .4第 2.3 节 LabVIEW 程序设计中用到的关键技术 .4第 3 章 数据采集系统的设计方案 .8第 3.1 节 数据采集系统的整体设计构思 .8第 3
2、.2 节 数据采集系统的硬件平台 .8第 3.3 节 数据采集系统的软件平台 .8第 3.4 节 数据采集系统软件的详细设计方案 .9第 4 章 采用声卡的 LabVIEW 数据采集系统 .11第 4.1 节 系统说明 .11第 4.2 节 软件设计过程 .11第 4.3 节 前面板设计与分析 .12第 4.4 节 程序框图设计与分析 .13第 4.5 节 系统的失真测试 .16结论 .18苏州大学本科生毕业设计（论文）- ii -参考文献 .19致谢 .20苏州大学本科生毕业设计（论文）- iii -基于 LabVIEW 的数据采集系统设计【摘要】：采用计算机自带的声卡，并基于 LabVIE
3、W 完成一个数据采集系统设计。本设计分两部分：数据采集部分和数据处理部分。数据采集部分就是 LabVIEW 的驱动程序对声卡进行设置并使其按照设置进行工作；数据处理部分是将采集的数据发送到计算机中用写好的软件处理。这一部分可通过 LabVIEW 中有的集成的函数模块来设计，也就是VI。只需对每个 VI 的输入输出设置正确就好。当系统完成后，各项功能正常，稳定运行。【关键词】：声卡 ；LabVIEW；数据采集；数据处理Abstract : Built-in sound card, with a computer and complete a data acquisition system is
4、designed based on LabVIEW.This design is divided into two parts: data acquisition and data processing part.Data acquisition is the LabVIEW driver set and make it sound work carried out in accordance with the set;Data processing is to send data to a computer through the software processing.I focus on
5、 data processing part of the software is designed.In this section can be fixed by the LabVIEW has integrated function module design, VI, as long as the input of each VI output Settings right. When the system is completed, each function is normal, stable operation.Key words: Sound card；LabVIEW; Data
6、acquisition; Data processing苏州大学本科生毕业设计（论文）第 1 页前言在飞速发展的今天，人们对采集技术的要求越来越严苛。在对一些恶劣信号的采集处理中，传统仪器显得越来越力不从心。而以计算机为依托，操纵装入的仪器系统，实现各种仪器功能的虚拟仪器（Virtual Instrument,VI）却开始在测控领域越来越吃香。虚拟仪器就是计算机和测量仪器的结合产物，在现今的测量领域应用宽广。无论多么恶劣的信号，虚拟仪器都处理得得心应手。在如今计算机使用广泛的年代，基于 PC 平台的LabVIEW 因为它简洁易懂的图形化语言，更便于大家开发设计使用，所以掌握 LabVIEW的设
7、计对电子学习者也显得很重要。数据采集是 LabVIEW 的主要功能之一。在虚拟仪器技术不断进步的今天，LabVIEW在测控领域可是有着广阔的运用。且基于 LabVIEW 开发的数据采集系统使用灵活、界面友好、功能齐全，而且由于其较小的模块，具有精度高，处理的数据分析能力强，已被广泛用于测量和自动化。所以设计基于 LabVIEW 的数据采集系统是很便捷的。本数据采集系统在硬件方面我选用声卡作为数据采集卡。因为当下 PC 机的普遍，而每台电脑都有声卡。这样在设计成本方面得到了大大的降低。声卡的配置简单易懂，且不易损坏。采用声卡的另一好处就是不需要外接电路，软件设计完成的程序可直接在电脑上操作，且可
8、靠，干扰小。苏州大学本科生毕业设计（论文）第 2 页第 1 章 绪论第 1.1 节 课题研究的目的与意义现在计算机技术与智能仪器仪表技术发展越来越快，数据采集技术作为前期工作就显得越来越重要了。本课题是在虚拟仪器技术，数据库技术以及软件开发技术的基础上，在 LabVIEW 平台上实现数据采集，建立一个数据采集系统。近些年，以计算机为中心，通过网络的控制与测试系统技术在各个领域得到越来越多的应用。例如刚刚成功发射“嫦娥”号登月飞船这样的航空航天方面。同样，虚拟仪器的数据采集系统在电子测量方面同样发挥举足轻重的作用。而 LABVIEW 在测试测量领域获得了广泛的承认。随着个人计算机的高速发展与广泛
9、应用，现在很多测控终端的位置可以由个人计算机代替。基于 LABVIEW 的数据采集系统，在各个方面都有应用，并形成了一套完整的应用理论。第 1.2 节 现状及趋势LabVIEW 作为第一个借助虚拟面板用户界面和 G 语言（方框图）建立虚拟仪器的图形程序设计系统，被广泛地用于工业界和学术界，被视为一个标准的数据采集仪器和仪器控制仪器。目前 LabVIEW 主要用在测试行业，当然其他的功能也正在慢慢做大。基本上很多的测试工作都适应，包括图像处理，电机控制，各类参数的测量等待。但是有一个问题，就是这个对硬件的驱动不好处理。不像 C+之类的，基本上有一个 SDK 就可以直接开发，LV 软件要用其它软件
10、开发成相应的 DLL 之类的驱动，才可以调用，这为各类的硬件 控制带来了极大不便。现今社会正处于一个正在高速发展的状态中，要在有限的时空内实现大量的信息交换，随之而来的是信息密度急剧增大，因而在研究和生产过程中要求数据采 集 系 统 对 信 息的 处 理 速 度 越 来 越 高 ， 功 能 越 来 越 强 。 先 进 的 数 据 采 集 系 统 ，不仅希望设备能够单独进行数据采集，还希望他们之间能够互相通信，构成数据采集系统，甚至是测试网络系统，实现信息共享，以便对众多的被测信号进行对比、综合和自动分析、从 而 得 出 准 确 的 判 断 。 然而传统的数据采集仪器在此方面受到很大的限制。基于
11、虚拟仪器技术的数据采集系统的提出在一定程度上解决了传统数据采集所面临的问题，虚拟仪器数据采集系统成为当今数据采集系统发展的重要方向。本文正是在虚拟仪器技术的基础上对多通道数据采集系统进行了设计，实现多路信号的采集，并对实验数据进行实时显示、记录、分析处理。虚拟仪器的出现是仪器发展史上的一场革命，苏州大学本科生毕业设计（论文）第 3 页代表着仪器发展的最新趋势和新方向，并且是信息技术的重要领域扩充。 苏州大学本科生毕业设计（论文）第 4 页第 2 章 虚拟仪器和 LabVIEW 的简介第 2.1 节 虚拟仪器概述虚拟仪器通过其高性能的模块化硬件，基于计算机操作系统并能根据客户需求结合软件高效灵活
12、地完成各种应用。在用户可通过鼠标或键盘来操作虚拟面板，就好像在使用一台专业测试设备一样。所谓虚拟仪器，其实有两方面的含义：(1)仪器面板是虚拟的有各种图标的虚拟面板，如布尔开关按钮，波形显示，可比传统仪器各个真实组件。传统的仪器是通过手动按钮来设置参数，而鼠标通过虚拟仪器的图标属性进行设置也可以达到相同的效果。(2)虚拟仪器的各种功能靠编程获得虚拟仪器理念是把软件变成仪器。使得传统仪器在表达、分析、存储、传输取得了重大的突破。虚拟仪器因为其图形化数据语言和程序框图使得界面十分友好，让用户能清楚直观查看数据，方便处理数据。而且同其他技术相比，虚拟仪器技术具有三大优势：(1)性能高虚拟仪器技术是基
13、于计算机技术的，所以它具有计算机技术的特点，既功能强大的处理器和文件 I/O，让我们可以一边高速采集数据一边进行复杂的分析。另外，现在计算机网络的快速发展更使虚拟仪器发挥它的优势和特点。(2)节约时间因为 NI 软件的灵活性，我们在改进系统时只需要极少的硬件资源和最少甚至不需要升级软件。这使得我们不用受困于当前的技术，只要利用最新科技，集成现有的测量设备，加快产品上市时间。(3)无缝集成虚拟仪器技术本质上说是一个集成的软件和硬件概念。现在产品在功能要求上越来越复杂，工程师们往往要花费大量时间集成多个不同测量设备。为了解决这个问题，NI的虚拟仪器平台在所有的 I/O 设备上都提供了标准接口，使得
14、设计更加简单方便。第 2.2 节 LabVIEW 简介苏州大学本科生毕业设计（论文）第 5 页LabVIEW（Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench）是一种用图形化编程语言的通用的编程系统，和 C，BASIC 一样有一个庞大的数据库来完成各种编程任务。与传统文本编程语言不同，LabVIEW 是采用数据流编程方式，即程序框图中节点之间的数据流向决定了 VI 及函数的执行顺序。VI 指虚拟仪器，就是 LabVIEW 的程序模块。LabVIEW 提供很多外观与传统仪器（如示波器、万用表）类似的控件，可用来方便地创建用户界面。用户界面在
15、LabVIEW 中被称为前面板。使用图标和连线，可以通过编程对前面板上的对象进行控制。LabVIEW 的图形化源代码在某种程度上类似于流程图，因此又被称作程序框图代码。它主要的方便就是，一个硬件的情况下，可以通过改变软件，就可以实现不同的仪器仪表的功能，非常方便，是相当于软件即硬件！（图 2-1 是LabVIEW 的标志）图 2-1 LabVIEW 的标志第 2.3 节 LabVIEW 程序设计中用到的关键技术在 LabVIEW 中有几项关键技术是在虚拟仪器设计中至关重要的：(1) LabVIEW 项目管理器 在 LabVIEW8 发布之前，管理 LabVIEW 中的大量文件是非常困难的，因为LabVIEW 用户只能通过文件夹和 LLB 来动手管理项目的相关文件，其中就可能包括 VI文件、项目文档、支持文件、外部代码和硬件配置等。针对这些困难，NI 公司推出了一个新的概念：LabVIEW 项目（Project ） ，并且提供了强大易用的项目管理工具项目管理器（Project Explorer） ,从而使用户从繁琐的文件管理中解脱出来。本系统的建立的项目管理文件如图 2-2 所示:
