[LabVIEW程式技巧] 輕鬆使用 NI MAX 模擬 DAQ 擷取數據

<source : LabVIEW Example>

一、為什麼要使用 NI MAX 模擬硬體呢？

在說明之前，我們先了解什麼是 NI MAX 。

NI MAX是National Instruments(美商_國家儀器股份有限公司)所開發的一套管理硬體的軟體，當然也包含模擬硬體。所謂的管理硬體，即為當硬體滿足標準，也就是說能被識別，那麼NI MAX就可以讓使用者知道電腦接上哪些硬體，做進一步的操作。

所以為什麼要模擬硬體呢？舉例來說，當你已採購一具儀器，但尚未收到，而你又有急迫的專案在進行，這時候 NI MAX 就可以幫大忙了。因為 NI MAX 進行硬體模擬，非常真實，即便手邊沒有儀器，也能進行一些基本的操作，不至於嚴重延宕專案的進度。

二、使用 NI MAX 模擬硬體的步驟

步驟速覽

點選Device and Interface按右鍵>> create new >> 選要模擬的卡片(裝置) >> 會出現"Dev1"別名(For程式用) >> Self-Test >> Self-Calibration(校正)

步驟1. 點選NI MAX中的Device and Interface按右鍵，點選"Create New"

系統會出現 NI 系列的所有硬體，可依照自己的需求選擇對應硬體。在本例中，我們選擇 NI PCI-6289。

此時系統會開始模擬，約幾秒鐘的時間，接著所選裝置就會出現以下畫面，按 "Finish" 即可。

步驟2以後的步驟為測試用，非必要。

步驟2. Self-Test

此步驟為檢視模擬裝置是否正常運作。

步驟3. Self-Calibrate

此步驟為模擬裝置進行校正。

步驟4. Test-Panels

此步驟為操作模擬裝置進行數據模擬。點選後 "Test Panels"後，會出現一個視窗，該視窗的功能即是顯示各種訊號的輸入與輸出。

舉例來說，如果你選擇 Analog Input (類比訊號輸入)，模式選擇 "Finite (有限)"，按下 "Start"，可得到介於-10到10的數值(訊號)，視窗會顯示類比訊號輸入的圖形。

其中 Mode 的設定分別有 3 種狀況，說明如下：

• Finite : 有限筆數資料
• Continuous：連續資料
• On-Demand：想趕快進行實驗有訊號產出，暫時不想去做任何參數設定。

類比訊號，每一個通道獨立，不像數位訊號會分組。

如果模式選擇 "Continuous"，視窗會一直有圖形輸出，如下圖。

打開 LabVIEW範例程式 "Voltage - Finite Output"，如下圖，可再調整不同參數檢視變化狀態。

接下來以 Digital I/O 為例，原則上，每張卡片有不同頻道，基本上8個為1組。此卡片有32個數位訊號，如下圖所示。

數位訊號就是會產生數字位元 0和1的訊號，也就是True和False。所謂的Input/Output(輸入/輸出)是從"電腦觀點"出發。

最後說明 Counter I/O 的功能。Counter就是計數器，計算收到脈波數量。因此，Counter I/O的功能就是接收與發送脈波數量。Counter I/O的顯示畫面請參考下圖。Pulse Train Generation 表示輸出脈波數量。

三、關於 DAQ 的程式重點摘要

DAQmx Start Task

和DAQ裝置進行連結。 

DAQmx read

讀取DAQ資料。此程式方塊的使用關鍵在於資料量與頻道選擇。如果選擇1個頻道，則是要選Single Channel。讀多筆資料，則模式要選擇Single Channel, Multi Samples, Waveform(samples)

如需一次抓取多個通道，可參考說明以下文件的寫法。舉例來說，要取第0通道 到 第4通道，寫法為 "Dev1/ai0:Dev1/ai4"。

DAQmx Write

寫入資料。

以上方法也可用下列布林array轉換成數字的形式撰寫，但要注意到布林 array 最低位數字在最左邊。

DAQmx Wait Until Done

此程式方塊功能為，若輸出的資料未達設定筆數，會停在這。直到滿足條件後，才會往後做。

Logging Settings

相當於將接受到的訊號儲存起來，也就是將收到的訊號進行紀錄，要留意硬體大小，避免數據量過大而無法繼續存入。

DAQmx Stop Task

停止擷取資料。

DAQmx Clear Task

斷開與DAQ連結。

沒先下停止，就直接下清除，程式仍可以運作。實務上有人會這麼寫。

關於DAQ的各種類型訊號擷取，LabVIEW已有完整範例程式，毋須重新撰寫。

Counter

Rising Edge(上緣觸發)：脈波往上加1

Falling Edge(下緣觸發)：脈波向下加1

DAQmx Is Task Done vs DAQmx Wait Until Done

DAQmx Is Task Done在迴圈中使用，搭配脈波產生器。

DAQmx Wait Until Done，毋須使用迴圈，進行類比訊號輸出和數位訊號輸出之處理。

四、資料擷取的 3 種方式

(一)、面板

(二)、DAQ MAX function組合   

就是用DAQ的各種功能方塊來撰寫所需功能。長時間使用下，建議使用這種方式。

(三)、LabVIEW中 DAQ Assistant  

需求為迅速抓訊號，不管效率。建議使用這種方法。

點選所需設定後會出下以下畫面

再將 Waveform Graph 與 DAQ Assistant接線

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