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产品简介: 虽然模块化数据采集卡可认为是计算机硬件,但是为了被集成到到主计算机系统,它们需要合适的固件和软件。数据采集卡使用内置软件而且需要设备驱动器,维护软件和可操作应用控制,浏览并传输采集卡数据。所需软件可由商家提供,也可定制。该应用注释概述了支持模块化数据采集卡所需的软件。
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模块化数据采集卡的软件支持

虽然模块化数据采集卡可认为是计算机硬件,但是为了被集成到到主计算机系统,它们需要合适的固件和软件。数据采集卡使用内置软件而且需要设备驱动器,维护软件和可操作应用控制,浏览并传输采集卡数据。所需软件可由商家提供,也可定制。该应用注释概述了支持模块化数据采集卡所需的软件。


设备驱动器

设备驱动器是必备的最基本的软件,通常由数据采集卡制造商提供。设备驱动是可以和硬件设备交互作用的一类计算机软件。设备驱动连接操作系统和软件应用。驱动器组成了用于通讯,命令和数据传输的接口。如果没有专用低电平内核驱动程序,现代操作系统不会允许访问硬件。Windows 64OS更加离不开由授权公司签署的专用内核驱动程序。图1显示了关于设备驱动概念上的框图,设备驱动由Spectrum Instrumentation公司提供,以支持其所有的数据采集卡。

为了利用所有数据采集卡的硬件特征,驱动提供普通和快速应用程序外围接口(API)。注意,驱动API对于一切所支持的操作系统都一样。本例中使用32位或64位的Windows Linux系统。基于该设备驱动,用户可以用常见的编程语言编写自定义程序。该设备驱动也支持Spectrum公司的操作软件SBench 6 以及最常用的第三方分析和控制程序,如LabVIEWMATLAB

注意相同的核心驱动可与多类型数据采集卡一起操作,支持多操作系统,编程语言和第三方应用。选择数据采集卡时,客户都渴望有设备驱动,因为设备驱动使测量操作更加灵活。


操作软件

大多更大型数据采集卡供应商提供某种形式的操作软件,以便控制数据采集卡并允许浏览和传输数据。正如上所提,Spectrum公司提供SBench 6软件。SBench 6是一个用于数据采集,控制和分析的程序。图2显示了SBench 6 的一个功能,即能够控制数据采集卡的所有函数,采集和显示数据,测量所采集的数据并管理数据传输。在本例中,我们有一个采集到的超声波脉冲,有其快速傅里叶转换(FFT)和振幅测量,脉冲持续时间和频率信息。

分析函数包括FFT,平均,滤波和直方图。用光标或内置测量参数可完成测量。本例中,光标测量脉冲持续时间,测量参数用于测量频率,最大、最小和峰峰振幅。

支持多种显示格式,允许数据单独显示或在同一轴上描绘出相关的波形。数据也可用X-Y格式交叉描绘出。

这类操作软件容易验证数据采集卡运行正常。可以验证功能设置采集模式。一旦验证完,功能设置和采集模式就可以被传输到所需的编程环境。

操作软件可用来浏览之前采集的数据以便验证数据,进行额外的测量或进一步分析,其功能是巨大的。


控制和维护软件

“Spectrum控制中心”(The Spectrum Control Center)是一个强大的软件工具,与数据采集卡硬件一起运送。而且它结合了所有硬件维护功能。该软件在WindowsLinux系统下独立运行。“Spectrum控制中心”软件具有以下功能:

硬件配置:该软件显示了关于Spectrum公司硬件的详细信息。包括采集卡类型,序列号,生产和校准日期,固件程序包以及所有硬件特征。

演示卡安装:该软件可安装模拟演示卡,包括模拟数据生成,从而可测试所有软件,包括SBench 6和针对第三方产品的应用和驱动器,如LabVIEW

调试日志:数据采集卡,驱动器和固件版本,所有命令序列和其他信息都可以记录到ASCII文件中,之后可用于产品支持。

可选的软件许可证:SBench 6 的许可证升级。M2i/M3i/M4i数据采集卡的可选固件特征(不需要硬件修改)就可以在各领域中安装。

固件升级:用先进的功能和bug修复在数据采集卡中升级嵌入式固件。

校准:该软件也便于使用Spectrum公司数据采集卡的自动校准程序。

内存测试:为了适当的功能,Spectrum公司数据采集卡的板载内存是用随机数据测试。任何读写错误都被记录下来。

传输速度测试:在具体系统中,测量Spectrum公司采集卡的总线传输速度。这提供了系统的性能指数,而且显示了不同的缓存设置可以达到的持续数据传输率。

连续存储器:连续存储器在系统启动时,为数据传输保留一个连续的存储缓冲区,从而加快了传输率(高达30%)。


第三方软件支持

许多数据采集卡用户更喜欢使用适用于第三方分析和程控应用的工具。这可能是因为他们对此类工具很了解,或者因为该工具具有独特的功能。大多数据采集卡制造商以多种方式支持这类程序。Spectrum公司广泛支持大多常用的第三方程序,如LabVIEWLabWindows/CVIMATLAB

LabVIEW,由美国国家仪器公司研发,它是最普遍的用于测量应用的图形化编程语言。凭借专门的LabVIEW驱动器,数据采集卡硬件非常支持LabVIEW程序。驱动器将不同数据采集卡功能结合为功能区,从而可以在LabVIEW程序中利用这些功能。LabVIEW驱动包由不同的程序库和一些开放的例子虚拟仪器组成,显示了驱动器的使用。除了这些程序库,所有驱动功能也可直接被调用。

4显示了一个将数据采集卡的模拟通道用作简单的示波器的例子。显示了示波器的虚拟前面板,其可以允许4个通道的数据单采集或数据多采集。

所有时钟设置,触发模式,触发源以及一切输入通道设置都可以在界面上被设置和改变。LabVIEW4个具有独立模拟分辨率的通道和数据采集卡的最大采样率对所有采集卡有效。

所有例子提供开放和可编辑图解,允许程序员将其作为自己编程的基础或者是作为可以更好理解LabVIEW驱动器如何工作的例子。

创建用户界面的目的是为了允许基本功能的快速启动,并且为LabVIEW用户第一次使用数据采集卡提供有用的工具。

LabWindows/CVICVI代表虚拟仪器的C)是由美国国家仪器公司研发的用于测试测量的C编程环境。LabWindows/CVI使用相同的程序库和数据采集模块作为其广为人知的LabVIEW产品,LabWindowsLabVIEW高度兼容。

MATLAB是由The Mathworks公司研发的数学分析应用软件,支持WindowsLinux版本。可以访问硬件的所有功能。 MATLAB驱动器可以访问Spectrum公司的程序库和MATLAB m语言的许多例子。只需MATLAB的基础版。该界面也便于使用具有Mathworks公司模拟工具SimulinkSpectrum公司的数据采集卡。

除了这些通用的软件应用,也可利用IVI驱动器。其支持IVI类驱动程序,IVI数据采集卡和IVI显示器。


支持自定义程序

数据采集卡驱动器也应该支持通用的编程语言。如图1所示,数据采集卡驱动器支持基于文本的编程语言,如CC++C#J#Visual BasicPython,和Delphi语言。

数据采集卡用户手册详细描述了用于控制采集卡和将数据返回到计算机的所有必要指令。如图5所示,命令是以软件注册为基础。

本文对每种语言都列举了多个例子,以降低无经验采集卡用户的学习难度。

自定义编程在操作数据采集卡时很灵活,特别是在涉及多仪器和多信号源的系统环境下操作采集卡时。