PXI虚拟仪器操作指南..doc

PXI虚拟仪器操作指南 东南大学仪器科学与工程学院 2009年6月 前 言 虚拟仪器是基于计算机的软硬件测试平台，它可代替传统的测量仪器，如示波器、逻辑分析仪、信号发生器、频谱分析仪等；可集成于自动控制、工业控制系统中；可自由构建成各种专用仪器系统。它由计算机、应用软件和仪器硬件组成。 本平台为美国NI公司PXI总线的虚拟仪器，主要包括： 18槽机箱（NI PXI-1045）； 嵌入式控制器（NI PXI-8106）； 数据采集卡（NI PXI-6233）； 高速AD卡（NI PXI-6133）； R系列数采卡（PXI-7851R）； 7位半数字万用表（PXI-4071）； 任意波形发生器（PXI-5421）； 示波器（PXI-5152）； 2路CAN总线卡（PXI-8464）； 4路RS422/485卡（PXI-8433/4）； I2C/SPI总线（USB-8451）； 运动控制卡（PXI-7358）； 运动控制软件。 虚拟仪器通过软件将计算机硬件资源与仪器硬件有机的融合为一体，从而把计算机强大的计算处理能力和仪器硬件的测量、控制能力结合在一起，大大缩小了仪器硬件的成本和体积，并通过软件实现对数据的显示、存储以及分析处理。从电子测量仪器发展史来看，它经历了由模拟仪器、智能仪器到虚拟仪器的过程。 虚拟仪器技术的优势在于可由用户定义自己的专用仪器系统，且功能灵活，很容易构建，所以应用面极为广泛。十分符合国际上流行的硬件软件化的发展趋势，因而常被称作软件仪器。不但可以和高速数据采集设备构成自动测量系统，而且可以和控制设备构成自动控制系统。 虚拟仪器从概念的提出到目前技术的日趋成熟，体现了计算机技术对传统工业的革命。在虚拟仪器技术发展中有两个突出的标志，一是VXI总线标准的建立和推广；二是图形化编程语言的出现和发展。前者从仪器的硬件框架上实现了设计先进的分析与测量仪器所必须的总线结构，后者从软件编程上实现了面向工程师的图形化而非程序代码的编程方式，两者统一形成了虚拟仪器的基础规范。 要保证虚拟仪器具备与传统仪器匹配的实时处理能力和可靠性，很重要的一点是取决于传输测量数据的总线结构。在虚拟仪器中，其分析功能是由计算机来完成的或由计算机来控制的。因此，接口、总线的速度和可靠性是关键，VXI总线标准的建立，使得用户可以像仪器厂商一样，从访问寄存器这样的低层资源来设计和安排仪器功能，也使得用户化仪器功能设计得以实现。VXI总线的出现，使得虚拟仪器设计有了一个高可靠性的硬件平台。目前已出现了用于射频和微波领域的高端VXI仪器。当然，采用普通PC总线，尤其是工业PCI总线的虚拟仪器也在不断发展，这类虚拟仪器主要面向一般工业控制，过程监测和实验室应用。 除了硬件技术外，软件技术的发展和有关国际标准的建立，也是推动虚拟仪器技术发展的决定性因素之一，在GPIB接口总线出现以后，关于程控仪器的句法格式、信息交换协议和公用命令的标准化，一直是人们关心的问题。标准程序命令(SCPI)标准的建立，向解决程控命令与仪器厂家无关这一目标迈进了重要的一步。随着虚拟仪器思想的深入，用户自己开发仪器驱动器已成为技术发展的客观要求。过去仪器驱动都是由仪器厂家专门设计，缺乏标准，使得用户在仪器软件方面的投资得不到保护。为此，国际上专门制定了虚拟仪器软件体系(VISA)标准，建立了与仪器接口总线无关的标准I／O软件，与Labview、HP VEE、Labwindows等先进开发环境软件相适应。开发一个用户定制的虚拟仪器在软件技术上已经成熟。可以预计，未来电子测量仪器和自动化测试技术的发展还将更多地渗透虚拟仪器的思想。 东南大学仪器科学与工程学院 祝学云 杨海波 2009年6月 目 录 一、NI PXI-1045高性能18插槽机箱 1 二、NI PXI-8106 嵌入式控制器 2 三、NI PXI-6233M系列多功能数据采集卡 3 四、NI PXI-6133 S系列多功能数据采集(DAQ)模块 5 五、NI PXI-7851R多功能R系列智能数据采集(DAQ)模块 7 六、NI PXI-4071高性能、多功能7位半数字万用表 9 七、NI PXI-5421任意波形发生器 11 八、NI PXI-5152高速数字化示波器 12 九、NI PXI-8464/2 CAN控制器 13 十、NI PXI-8433/4工业RS485/RS422串行接口 14 十一、NI USB-8451 I2