仪器控制硬件和LabVIEW入门指南

Tutorial


Getting Started with Instrument Control Hardware and LabVIEW -NEW

了解如何使用LabVIEW设置仪器控制设备或模块,包括软件安装、激活、硬件连接和配置说明。



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5步带您入门

这些教程旨在向您介绍初始产品设置所需的核心概念。


准备事项

确保您已有以下准备:


软件

  • 您用于访问LabVIEW和计划与系统一起使用的任何LabVIEW附加软件的软件访问电子邮箱

硬件

  • 开发计算机
  • 仪器控制设备

    附件

    • USB、串行、GPIB或以太网线缆(按需选择,具体取决于仪器控制设备的类型)
    • 电源(如果仪器控制设备需要)。
    • (可选)PXI系统(如果仪器控制设备为PXI模块)

      要详细了解适合您的仪器控制附件,请参阅相应的硬件文档,了解有关兼容性和要求的更多信息。

    下载并安装

    第1步

    在此过程中,您将需要在开发计算机上安装以下软件和驱动程序:


    • LabVIEW
    • NI-VISA
    • 一个或多个下列其他驱动程序:
      • NI-Serial
      • NI-488.2
      • 在使用NI的串行设备和GPIB设备时,分别需要安装NI-Serial和NI-488.2。

    1. 下载LabVIEW。您可以通过两种方式从ni.com下载软件: 
      • 软件申请电子邮件:
        1. 在购买LabVIEW或其他软件模块后,您或您的采购代理会收到一封电子邮件,可用来申请访问NI软件。单击邮件中的接受访问权限(ACCEPT ACCESS)按钮,登录到您的ni.com帐户,完成申请。
        2. 申请访问软件后,您会看到一个界面,确认访问权限并提供一个下载软件的链接。如果您尚未下载,可使用此链接下载软件。
    • 如果您未收到或没有此电子邮件,请按照以下步骤进行操作:
        1. 登录您的ni.com帐户。
        2. 浏览ni.com/downloads,选择编程环境(Programming Environments),然后搜索LabVIEW下载
        3. 从搜索结果中选择LabVIEW下载页面,然后选择想要的LabVIEW版本,单击“下载”(Download)。要下载旧版本的LabVIEW,请参阅下载较早版本的NI软件
    1. 下载完成后,启动可执行文件。在该步骤中,若您的电脑上没有安装Package Manager,其将会被自动安装;若您的电脑上Package Manager版本过旧,其将会被升至新版本。
    2. Package Manager安装完毕后,请按照提示完成LabVIEW和以下模块与驱动程序的安装。
      • NI-VISA
      • (可选)NI-Serial
      • (可选)NI-488.2
      • 您可以选择应用程序所需的或者您有相应许可证的任何其他附加软件或驱动程序,但本列表包括了本教程中需要用到的软件。请注意,如果稍后有任何需要,您可以返回此安装列表并进行添加。


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    激活和注册

    第2步

    1. 安装完成后,激活向导会自动打开。
    2. 出现提示后,单击登录后激活(LOG IN TO ACTIVATE)。

    1. 输入您的NI用户账号,然后单击登录(LOG IN)。
      “激活软件”(Activate Software)窗口中列出了所有无许可证的产品
    2. 选择检查帐户关联的许可证(Check my account for licenses),然后单击激活(Activate)
      如果通过检查帐户关联的许可证(Check my account for licenses)不能成功激活软件,您可以使用序列号来激活。选择“激活软件”(Activate Software)窗口中的输入序列号(Enter a serial number),输入每款产品的序列号,然后单击激活(Activate)。了解如何查找软件序列号
    3. 在成功验证了帐户相关的许可证后,单击完成(Finish)按钮完成激活。
      您可以通过该过程完成软件注册。注册软件后,您可以访问支持和在线培训。
    4. 如果您需要激活的计算机是离线状态或者上述的方法都无效,请从以下备用的NI软件激活方法中选择一种进行尝试:
      • 离线激活:如果要在离线机器上激活您的软件,请访问NI产品激活页面并填写激活代码生成表。请注意,您需要序列号和计算机ID才能完成该流程。您可以在激活向导中或使用NI许可证管理器找到您的计算机ID
      • 批量许可证或企业许可证激活:如果您签订的是批量许可证或企业许可证协议,您的软件要使用许可证服务器获得许可。请联系贵公司的软件管理员了解更多信息。
      • 院校​批量​许可证 激活:如果您是使用院校​批量​许可证 的学生,您将收到一个或多个序列号,可用于获得NI软件许可证和激活软件。您可以逐一在多台计算机上安装软件,并且需要在每台计算机上激活软件。您可以在多台计算机上安装NI软件,但使用前您需要对每一台计算机上的NI软件进行激活。要详细了解如何将NI软件安装到多台计算机,请参阅院校​批量​许可证 管理员资源
    5. 请根据提示重新启动计算机。

    目前,您已经安装了仪器控制设备所需的LabVIEW软件。接下来,我们将了解如何连接仪器控制设备硬件。


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    连接硬件

    第3步

    在开发计算机上安装并激活LabVIEW后,下一步是连接硬件。观看此视频或按照所提供说明操作。

    2:44

    仪器控制设备使用串行、GPIB或以太网接口与仪器通信。它们通过总线连接到计算机或控制器,如PXI/PXI Express、PCI/PCI Express、USB、以太网或一些其他总线。仪器控制设备由众多接口和总线组合所代表。


    本节教程假定仪器控制设备通过USB或以太网与开发计算机连接。 


      请参阅以下GPIB硬件安装指南
      • GPIB-USB
      • NI PCIe-GPIB、NI PCIe-GPIB+、PCI-GPIB、PCI-GPIB+、PCI-GPIB/LP和PCI-8232
      • PMC-GPIB
      • NI ExpressCard-GPIB
      • GPIB-ENET/100
      • GPIB-ENET/1000
    1. 使用以下任一方法将仪器控制设备连接到开发计算机:
      • 使用适当的USB线将仪器控制设备连接到开发计算机的USB端口。
      • 使用适当的以太网线缆将仪器控制设备连接到开发计算机的以太网端口。
    2. 如果仪器控制设备需要连接电源,请插上电源并打开设备。
    3. 在已安装驱动程序的情况下,如果开发计算机正在运行,操作系统会自动检测仪器控制设备。
    4. 大多数仪器控制设备都有一系列LED状态指示灯,如“电源”、“就绪”和“激活”,可在设备打开后指示相应状态。关于LED状态指示灯及其所指示状态的信息,请参考设备文档。
    5. 将任意仪器连接到仪器控制设备。
      1. 确保仪器和开发计算机处于相同的接地电势差。
      2. 使用适合应用程序和配置的串行、GPIB或以太网线缆,将任意仪器连接到您的设备。
      3. 插入并打开仪器。

      您的仪器可能有LED状态指示灯,指示仪器是否被仪器控制设备检测到。无论哪种情况,我们都会在下一节中确认仪器与仪器控制设备的通信。


    目前,您已经在仪器控制设备上设置了连接。接下来,我们将学习如何配置仪器控制设备并运行一个样本通信。



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    配置硬件

    第4步

    在开发计算机上安装并激活LabVIEW后,下一步是配置硬件。观看此视频或按照所提供说明操作。

    4:23

    如果使用串行仪器,请完成以下步骤:


    1. 通过已安装的应用程序启动NI Measurement & Automation Explorer (MAX)。MAX会随NI硬件驱动程序一并安装。
    2. 在MAX中我的系统(My System)下展开设备和接口(Devices and Interfaces)选项,可看到串行和并行端口列表。串行端口被标记为COM1、COM2,以此类推。
    3. 选择仪器所连接的串行端口。
    4. 单击配置面板底部的端口设置(Port Settings)选项卡。
    5. 根据仪器规范,配置波特率(Baud rate)停止位(Stop bits)奇偶校验位(Parity)
    6. 单击验证(Validate),确保设置受仪器支持。
    7. 如果使用的是RS485,请选择高级(Advanced)选项卡,并确保收发仪模式(Transceiver Mode)设置无误。
    8. 单击保存(Save)按钮,保存您的设置。
    9. 单击打开VISA测试面板(Open VISA Test Panel),开始测试与仪器的通信。

      1. 在“测试面板”(Test Panel)窗口中,选择输入/输出(Input/Output)
      2. 基本I/O(Basic I/O)选项卡中,输入受支持的命令,然后选择查询(Query)。有关受支持的命令,请参阅仪器文档。
      3. 显示窗口会列出写入和读取操作。



    如果使用GPIB仪器,请完成以下步骤:


    1. 通过已安装的应用程序启动NI Measurement & Automation Explorer (MAX)。MAX会随NI硬件驱动程序一并安装。
    2. 在MAX中我的系统(My System)下展开设备和接口(Devices and Interfaces)选项,找到仪器控制设备。
      1. 如果使用以太网或LAN设备,您的设备应该出现在网络设备(Network Devices)下。
    3. 找到仪器控制设备后,将其选中。
    4. 设置(Settings)选项卡中,根据仪器规范,配置GPIB设置,如主地址(Primary Address)次地址(Secondary Address)I/O超时(I/O Timeout)启用自动轮询(Enable Autopolling)
    5. 单击扫描仪器(Scan for Instruments),使用这些设置检测仪器。如果您有符合SCPI标准的仪器,它应该能被检测到。
    6. 检测到仪器后,您的仪器会出现在配置树的GPIB设备下。如果您的仪器没有被检测到,请访问在MAX中使用“扫描仪器”时找不到GPIB仪器知识库文章,了解故障分析技巧。
    7. 通过选择仪器并单击与仪器通信(Communicate with Instrument),进行通信测试。
      1. 此操作将打开一个窗口,向仪器发送各种命令并显示响应。
      2. 仪器接受和运行的命令不同,通常仪器文档中都有提供。常见命令为*IDN?命令,可让仪器识别自己。
      3. 单击查询(Query)按钮,确认仪器返回包含某些详细信息的响应。

    目前,您已经配置了仪器控制设备,并运行了一个样本通信。在下一节中,我们将进行测量,并确认所有配置都可与仪器控制设备配合使用。


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    进行测量

    第5步

    仪器控制硬件现应已配置完成。接下来,我们将学习如何在LabVIEW中使用仪器控制硬件与您的仪器进行通信。观看此视频或按照所提供说明操作。

    2:58

    本流程假设您使用的是GPIB仪器,且仪器控制设备已连接到开发计算机。

    如果您使用的是串行仪器或其他类型的仪器,可以运行相应类型的LabVIEW范例。更多信息,请参阅硬件的范例和文档。


    1. 通过“开始”(Start)菜单启动LabVIEW:加载完毕后,依次选择帮助(Help)查找范例(Find Examples),打开NI范例查找器。
    2. 打开一个预先生成可支持进行模拟测量的范例。定位到硬件输入和输出(Hardware Input and Output)GPIB,找到简单GPIB(Simple GPIB)范例。
    3. 配置“VISA GPIB资源”(VISA GPIB Resource)。
      1. 从下拉列表中,您可以选择在MAX中配置的任意仪器。
      2. 资源名称将指示GPIB地址,如GPIB0::1::INSTR。

    4. 此范例将运行*IDN?命令并返回响应。大多数仪器都会响应此命令,如果仪器符合SCPI标准,则将正确解析这个命令并返回响应。
    5. 单击运行(Run)按钮,确认仪器返回响应。

    现在,仪器控制设备应该已经设置完毕,并通过LabVIEW完成了配置,可以开始与仪器通信了。请访问以下链接,获得更多支持LabVIEW开发和仪器控制硬件的资源。


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    延伸阅读

    资源

    要继续了解如何将仪器控制硬硬LabVIEW配合使用,NI为您提供了许多选择。

    在简单的引导式教程的帮助下启动和运行更多产品。

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