LabVIEW是如何控制硬件的？

概述 工程 师 和 科学 家 可以 使用 LabVIEW 与 数千 种 不同 的 硬件 设备 无缝 集成， 并 通过 方便 的 功能 和 跨 所有 硬件 的 一致 编 程 框架 帮助 节省 开发 时间。

内容

• 通过更简单的系统集成节省开发时间

• 连接到任何硬件

• NI 硬件

• 第三方硬件

• 快速找到合适的驱动程序软件

• 方便访问功能

• 轻松测试物理连接

• 使用一致的编程方法进行开发

• 从数以千计的示例中进行选择，因此您永远不会从头开始

• 与 LabVIEW 无缝 连接

通过更简单的系统集成节省开发时间 系统集成，设置和配置所有内容，以便您开始对系统进行编程，可能是一项重大任务，通常比您希望执行的编程、测量或测试花费更多时间。将不同的硬件设备与传统工具集成充斥着浪费时间的步骤和可能的不兼容性，从而增加了风险。首先，您必须为所有硬件找到正确的驱动程序，然后您必须弄清楚如何安装它们并从软件调用它们。驱动程序可用后，需要它们与硬件通信，并了解驱动程序设计人员确定适用于该特定设备的编程模型。LabVIEW 可以 消除 其中 一些 步骤， 并 使 其他 步骤 明显 简化， 从而 帮助 您 节省 时间 和 挫 解。 LabVIEW 是 一个 可以 跨越 所有 硬件 组 件 的 软件 工具。驱动程序随时可用于常见硬件设备。每个 硬件 驱动 程序 共享 一个 类似 的 熟悉 编 程 模型， 以及 如何 直接 安装 到 LabVIEW 中 使用 该 模型 的 示例。 连接到任何硬件 借助 LabVIEW， 您 可以 在 一个 开发 环境 中 使用 所有 硬件。驱动 程序 软件 可 连接 实现， 驱动 软件 可 作为 LabVIEW 和 硬件 之间 的 通信 层。LabVIEW 驱动 程序 软件 可 无缝 集成 多种 类型 的 仪器、 总 线 和 传感器， 包括 数据 采集 设备;盒装乐器;模块化仪器;运动控制器和电机驱动器;机器视觉和图像处理硬件;无线传感器;和现场可编程门阵列 （FPGA）。在极少数情况下，LabVIEW 驱动 程序尚不存在， 您 也可以 从 其他 编 程 语言 导入 驱动 程序， 或 使用 低 级 通信 来 实现 自己的 驱动 程序。

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图1.LabVIEW 无缝 集成 了 数 以千 计 的 测量 和 控制 设备。 返回页首 NI 硬件 NI 是 基于 PC 的 数据 采集 的 全球 市场 领导者， 拥有 完整 的 数据 采集 产品 系列， 适用于 桌面、 可 移动 式、 工业 和 嵌入式 应用。您 可以 使用 NI- DAQmx 驱动 软件 在 LabVIEW 中 集成 200 多个 数据 采集 设备 ， 可 集成 于 各种 主要 总 线 和 外形 尺寸， 包括 USB、PCI、PCI Express、PXI、PXI Express、无线 和 以太 网。 除了 数据 采集 硬件， NI 还 提供 其他 专业 的 测试、 测量 和 控制 硬件。PXI 仪器 可 同步 测量、 信号 生成、 射频 （RF） 和 开关 组 件， 用于 自动 化 测试 系统。NI 可 编 程 自动 化 控制器 将 PLC 的 坚固 性 和 PC 的 性能 相 结合， 适用于 工业 测量 和 控制 应用。视觉设备还提供许多传统传感器所没有的独特功能，例如验证组件定位、计算物理元素和读取条形码。每种 硬件 类型 都 包含 其 自己 的 驱动 程序 软件， 以便 于 轻松 集成 到 LabVIEW 中。示例包括：

• 数字万用表

• 高速数字化仪（示波器）

• 射频信号分析仪

• 射频信号发生器

• 信号发生器

• 高速数字 I/O

• 开关

• 可编程电源

• 可 重新 配置 的 FPGA I/ O

• 运动控制器

• 视觉系统 所有这些 产品 的 驱动 程序 在 设计 时 都 考虑 了 LabVIEW， 并 可以 方便 访问 硬件 的 所有 可用 功能。该 驱动 程序 直接 安装 到 LabVIEW 中， 并 将 新 函数 添加 到 函数 面板 中， 因此 您 不会 浪费 时间 来 查找 和 包含 对 硬件 的 支持 。NI 设备 驱动 程序 通常 实现 了 设备 名称 别名 和 硬件 仿真 等 高级 功能， 因此 您 可以 开发 软件， 而 不必 将 自己 绑定 到 特定 设备 上。只要您的设备支持相同的功能，驱动程序就可以适应新设备，即使基础技术发生了巨大变化，例如从基于 PCI 的数据采集设备移动到无线设备时也是如此。 第三方硬件 LabVIEW 不 完成 了 更多 的 操作， 不 是 连接 到 NI 硬件。LabVIEW 还 通过 仪器 驱动 程序 连接 了 数千 个 第三方 仪器。仪器 驱动 程序 网络 （IDNet） 提供 了 10，000 多个 免费 驱动 程序， 用于 来自 350 多家 第三方 供应 商 的 仪器， 可 使 您 的 硬件 与 LabVIEW 配合 使用。 由于 这些 驱动 程序 大多 经过 NI 认证， 因此 符合 NI 质量 和 可用性 标准， 并 由 NI 应用 工程 师 提供 支持。 当 您 找不到 仪器 的 仪器 驱动 程序， 或者 想要 向 现有 驱动 程序 添加 功能 时， LabVIEW 向导 可以 自动 生成 代码， 以 快速 创建 开发 仪器 驱动 程序 所需 的 框架。LabVIEW 包含 了 与 主要 仪器 控制 标准 接口 的 功能， 如 GPIB、 串行 （RS232、RS485 和 RS422）、USB、VXI、PXI、以太 网、IEEE 1394、VISA、Modbus 和 OPC 服务器。 快速找到合适的驱动程序软件 在 ni.com， 您 可以 找到 数以千计 的 NI 硬件 和 第三 方 仪器 的 免费 驱动 程序。所有 NI 硬件 都 附带 免费 的 LabVIEW 驱动 软件， 但 如果 您 丢失 了 驱动 程序 CD 或 需要 升级， 则 只需 搜索 ni.com 即可 查找 最新 版本。许多 第三 方 供应 商 还 随 仪器 一起 提供 LabVIEW 驱动 程序。IDNet 几乎承载了所有这些驱动程序，是业内最大的仪器驱动程序集合，涵盖了来自数百家供应商的数千种仪器型号。

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图2.IDNet 是业内最大的仪器驱动程序集合。 除了 搜索 IDNet 之外， 您 还 可以 使用 LabVIEW 仪器 驱动 程序 查找 器 来 搜索 您的 第三 方 仪器。LabVIEW 自动 检测 连接 的 仪器， 并 在 IDNet 中 搜索 与 仪器 所 报告 的 型号 匹配 的 仪器 驱动 程序。仪器驱动程序查找器还可以下载并安装驱动程序，让您在几秒钟内即可使用。

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图 3.LabVIEW 仪器 驱动 程序 查找 器 可 检测 连接 的 仪器 并 搜索 匹配 的 驱动 程序。 由于 所有 LabVIEW 驱动 程序 都 由 其 自己的 安装 程序 或 仪器 驱动 程序 查找 器 安装 ， 因此 您 不必 担心 将 DLL 或其他 文件 手动 安装 到 特殊 位置。 方便访问功能 安装 硬件 驱动 程序 软件 后， 它 会 本地 集成 到 LabVIEW 中， 该 软件 提供 了 调色 板， 因此 您 可以 方便 地 访问 函数。您只需将功能拖放到框图中即可配置和控制硬件设备。

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图4.安装驱动程序后，您可以访问仪器功能面板。 安装后，您的所有硬件驱动程序都可以使用和重用，而无需添加特殊的包含指令或加载单独的文件。您 不 需 查找 文档 — 每个 LabVIEW 函数 都有 其 自己 的 上下文 帮助 条目。只需将鼠标悬停在函数上，即可查看其功能以及操作参数的说明。 轻松测试物理连接 一些驱动程序软件甚至包括帮助您正确设置和测试物理信号连接的功能。例如， NI- DAQmx 驱动 程序 提供 了 连接 图， 可 说明 进行 特定 测量 所需 的 各种 连接。尽管参考用户手册是一种很好的做法，但这些连接图可以节省大量时间。

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图5.一些 LabVIEW 驱动 程序 提供 了 内 置 的 连接 图， 以 帮助 您 连接 信号。 此外， NI- DAQmx 驱动 程序 还 包含 了 测试 面板， 可 提供 一种 极 好 的 方式 来 测试 和 排除 设备 和 物理 连接 所 采集 或 产生 的 实际 信号 的 故障。

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图6.使用 NI- DAQmx 驱动 程序 测试 面板 快速 测试 和 排除 信号 故障。 使用一致的编程方法进行开发 LabVIEW 驱动 程序 将 低 级 硬件 命令 抽象 为 易于 理解 的 高级 函数。大多数 LabVIEW 驱动 程序 也 使用 类似 的 编 程 框架。应用程序 的 流程 通常 从 打开 与 硬件 的 连接、 配置 硬件 设置、 在 硬件 之间 读写 测量 数据， 最后 关闭 与 硬件 的 连接 开始。由于大多数驱动程序都遵循此框架，因此学习新驱动程序相对容易，从而节省了开发时间。

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图7.LabVIEW 硬件 驱动 程序 使用 通用 编 程 框架。 LabVIEW 驱动 程序 使用 的 通用 编 程 模型 是 多年 使用 不同 测量 硬件 的 经验 的 结果。通常，您可能对测量数据如何传输回程序不感兴趣，基于寄存器和基于消息的硬件通信之间的细微差别对您来说可能并不重要，但发送正确的命令并获得正确的数据才是。这就是为什么 LabVIEW 驱动 程序 通常 提供 高级 的 易 懂 懂 的 操作， 例如 “读取 单 点 测量” 或 “配置 采样 时钟” 以及 使用 更 高级 功能 （如 设备 间 同步 ） 所需 的 较低 级别 操作。您 不需要 了解 数据 在 硬件 和 LabVIEW 之间 来 回 传输 的 细节， 即使 同一 应用 中 可能 使用 了 多种 不同 的 协议， 您 也 需要 学习 一种 方法。 从数以千计的示例中进行选择，因此您永远不会从头开始 无论您是 LabVIEW 新手 还是 资深 编 程 人员， NI 示例 查找 器 都 是 一个 非常 有用 的 开发 工具。您可以搜索或浏览示例程序，涵盖从分析和演示到驱动程序软件的特定示例的所有内容。您可以修改现有示例程序以适合您的应用程序，也可以从示例复制并粘贴到您自己的程序中。有了这么多示例，您永远不必从头开始开发应用程序。

图8.NI 示例查找器 列出了 所有 已安装 驱动 程序 的 示例。 每个驱动程序都会安装主要功能和常见用例的示例，因此，在获得通用 API 的好处的同时，您不必费力地理解模糊的、与硬件无关的示例。每个驱动程序都附带独特的示例，向您展示如何使用驱动程序支持的硬件。 与 LabVIEW 无缝 连接 LabVIEW 可 连接 数千 种 不同 的 硬件 设备， 是 将 硬件 连接 到 PC 的 最佳 方式。此外， LabVIEW 还 提供 了 方便 的 功能， 并 提供 了 跨 所有 硬件 的 通用 编 程 框架， 帮助 节省 开发 时间。然而， LabVIEW 不仅仅是 一个 硬件 接口。LabVIEW 还 提供 了 数千 个 内 置 分析 函数;用于创建专业用户界面和可视化数据的拖放控件;轻松将数据保存到磁盘和保存报告的方法;以及一个活跃的全球社区，提供协作和支持。LabVIEW 具有 无 可 比 的 硬件 集成 和 其他 无 可 比 的 功能 ， 是 业界 领先 的 软件 环境。