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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。