運用 LabVIEW 進行硬體整合

若提到系統整合，則在程式設計系統之初，就必須一併設定所有細節完畢，其中所耗的心力往往超過程式設計、量測或測試作業。以傳統工具整合不同的硬體裝置不但雜亂無章，而且步驟耗時，也未必能相容，風險自然會增加。首先要為所有硬體找到正確的驅動程式，接著必須釐清驅動程式安裝方式，以及如何透過軟體呼叫驅動程式。驅動程式可以運作之後，就要能與硬體通訊，也要學習驅動程式設計師認定合乎該特定裝置用途的程式設計模型。LabVIEW 能減少其中幾項步驟，將剩下的步驟大幅簡化，有助於讓您省時省力。

LabVIEW 是一體適用於所有硬體元件的軟體工具。本就提供一般硬體裝置適用的現成驅動程式。所有硬體驅動程式一致採用相似且易於上手的程式設計模型，更有模型應用範例直接安裝於 LabVIEW 中。

LabVIEW 能讓您在同一個開發環境中使用所有硬體。驅動程式即是 LabVIEW 與硬體之間的通訊層，能發揮連線作用。LabVIEW 驅動程式軟體能完美整合多種類型的儀器、匯流排及感測器，包括資料擷取裝置；獨立式儀器、模組化儀器、運動控制器和馬達驅動器、機器視覺與影像處理硬體、無線感測器，以及現場可程式化閘道陣列 (FPGA)。LabVIEW 無法提供現成驅動程式的機率微乎其微，但若發生這種情況，您也可以自其他程式語言匯入驅動程式，或是使用低階通訊執行自己的驅動程式。

^{圖 1：LabVIEW 能完美整合數千種量測與控制裝置。}

NI 是電腦架構資料擷取領域的全球市場領導廠商，為桌上型、攜帶式、工業級以及嵌入式應用提供一系列完整的資料擷取產品。您可以使用 NI-DAQmx 驅動程式軟體，將超過 200 種資料擷取裝置整合於 LabVIEW 中，支援應用於多種主流匯流排及尺寸規格，包括 USB、PCI、PCI Express、PXI、PXI Express、無線以及乙太網路。

除資料擷取硬體之外，NI 還提供其他專業的測試、量測與控制硬體。PXI 儀器能同步處理量測、訊號產生、射頻 (RF) 及切換元件，適用於自動化測試系統。NI 可程式化自動控制器兼具 PLC 的堅固耐用與電腦的效能，適合應用於工業級量測與控制。視覺裝置也提供許多獨特且傳統感測器並不具備的功能，例如識別元件位置、計算實體元件數量以及讀取條碼。每種硬體皆有專用的驅動程式，很容易就能整合於 LabVIEW。範例包括：

以上所有產品的驅動程式全是依據 LabVIEW 架構而設計，且方便易用，存取硬體提供的各項功能十分便利。驅動程式會直接安裝在 LabVIEW 中，並在 Functions 面板中加入新的函式，讓您立即就能找到並整合所需的硬體支援。NI 裝置驅動程式通常會執行進階功能，例如裝置名稱別名和硬體模擬，能讓您在不受限於特定裝置的情況下開發軟體。只要裝置支援相同的功能，即便基本技術大幅變動，例如將 PCI 架構的資料擷取裝置改為無線裝置，驅動程式仍然能因應新裝置而調整。

LabVIEW 并非只能與 NI 硬體連線。LabVIEW 亦可透過儀器驅動程式，與數千款其他製造商的儀器連線。儀器驅動程式資料庫 (Instrument Driver Network，IDNet) 提供超過 10,000 款免費驅動程式，可用於超過 350 家第三方廠商的儀器，讓硬體可持續搭配 LabVIEW 使用。

其中多數驅動程式已通過 NI 認證，符合 NI 的品質與使用標準，也是 NI 應用程式工程師能夠支援的驅動程式。

若無法為自己的儀器找到適用的驅動程式，或想讓驅動程式增加新功能，LabVIEW 精靈可以自動產生程式碼，迅速建立開發儀器驅動程式需要的架構。LabVIEW 內建的函式能介接主流儀器控制標準，例如 GPIB、序列 (RS232、RS485 和 RS422)、USB、VXI、PXI、乙太網路、IEEE 1394、VISA、Modbus 以及 OPC Server。

深入了解使用 LabVIEW 擷取資料與控制儀器的相關資訊。

前往 ni.com，即可找到數千款適用於 NI 硬體與其他製造商儀器的免費驅動程式。所有 NI 硬體均隨附免費的 LabVIEW 驅動程式；若遺失驅動程式光碟或需要升級，只要上 ni.com 搜尋就能找到最新版本。許多第三方廠商的儀器也隨附 LabVIEW 驅動程式。IDNet 是業界規模最大的儀器驅動程式資料庫，前述所有驅動程式幾乎都包含在內，其中集結的驅動程式適用於業界數百家廠商所推出的數千款儀器。

^{圖 2：IDNet 是業界規模最大的儀器驅動程式資料庫。}

除了搜尋 IDNet 之外，亦可使用 LabVIEW Instrument Driver Finder 搜尋您所使用的第三方儀器。LabVIEW 會自動偵測已連線的儀器，並且根據儀器回報的型號，在 IDNet 中搜尋符合的儀器驅動程式。Instrument Driver Finder 也會下載並安裝驅動程式，讓您馬上就能開始使用。

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^{圖 3：LabVIEW Instrument Driver Finder 會偵測已連線的儀器並搜尋相符的驅動程式。}

由於所有 LabVIEW 驅動程式均已透過安裝程式或 Instrument Driver Finder 安裝完畢，您完全不必再手動將 DLL 或其他檔案安裝至特定位置。

深入了解 NI 的硬體驅動程式解決方案。

安裝好硬體驅動程式之後，驅動程式隨即整合於 LabVIEW，後者會出現一個面板，方便您輕鬆存取相關函式。只要將函式拖放到程式圖中，就能設定並控制硬體裝置。

^{圖 4：驅動程式安裝完畢後，您就能夠存取使用儀器函式面板。}

硬體驅動程式安裝完畢後，不必再附加特殊的包含指令或載入個別檔案，馬上就能直接使用及重複利用。您也不需要尋找說明文件，因為每一項 LabVIEW 函式都有獨立的輔助說明項。只要將滑鼠游標移到函式上方就能查看功能說明及操作參數。

有些驅動程式軟體甚至還包含額外的功能，可以協助您正確設定並測試實體訊號連接。舉例來說，NI-DAQmx 驅動程式就提供連接圖，示意說明進行特定量測時需要的各種連接方式。參閱使用手冊固然是好習慣，但直接看連接圖更省時。

^{圖 5：部分 LabVIEW 驅動程式提供內建連接圖，能協助您連上訊號。}

此外，NI-DAQmx 驅動程式亦具備測試面板，針對由裝置所擷取或產生的實際訊號，可進行測試與除錯作業。

^{圖 6：使用 NI-DAQmx 驅動程式測試面板快速測試訊號並除錯。}

LabVIEW 驅動程式可讓使用者略過初階的硬體指令，直接使用簡單易懂的高階函式。大多數的 LabVIEW 驅動程式均使用類似的程式設計架構。常見的應用流程均是先連接硬體、設定硬體、來回讀/寫硬體量測資料，最後中斷硬體連線。大多數的驅動程式均以這個架構為準，因此，學習新的驅動程式相對簡單，也能節省開發時間。

^{圖 7：LabVIEW 硬體驅動程式使用通用的程式設計架構。}

LabVIEW 驅動程式所使用的常見程式設計架構，是搭配不同量測硬體的多年使用經驗所得。一般來說，使用者並不會在乎量測資料回傳的方法，也不會注意暫存 (Register) 架構與訊息架構 (Message-based) 的硬體通訊差異；卻會在乎是否傳送正確指令並取得正確資料。因此，LabVIEW 驅動程式一般用以進行高階且簡單的作業，如「Read Single Point Measurement」或「Configure Sample Clock」，亦可進行需要高階功能的初階作業，如裝置間同步。使用者並不需要知道資料在硬體與 LabVIEW 之間來回傳輸的具體方式，即便單一應用程式可能用了數種不同的通訊協定，您仍然只需了解其中一種方式即可。

不論是剛接觸 LabVIEW 的新手，或是經驗老練的程式設計師，NI Example Finder 均爲實用性極高的開發工具。使用者可自行搜尋或瀏覽範例程式，其内容涵蓋資料分析、結果呈現，以及針對驅動程式的專屬範例。您也可以按照自己的應用需求修改現有的程式範例，還能將範例內容複製到自己的程式中。範例數量多不勝數，開發應用程式完全不需要從頭開始。

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^{圖 8：NI Example Finder 會根據已安裝的驅動程式列出所有範例。}

每款驅動程式都會安裝主要功能與常見用途的範例，因此，您不但能輕鬆使用通用的 API，更不必費時理解模糊的特定硬體專用範例。每款驅動程式均附專屬範例，能讓您了解如何使用該驅動程式支援的硬體。

LabVIEW 能連上數千款不同的硬體裝置，是讓硬體與電腦連線的最佳方法。此外，LabVIEW 不但功能方便易用，也提供跨所有硬體適用的通用程式設計架構，有助於節省時間。不過，LabVIEW 遠非只是硬體介面。LabVIEW 還提供數千款內建的分析函式；用於建立專業使用者介面及資料呈現功能的拖放控制項；能輕鬆將資料儲存到磁碟及儲存報告的方法；以及一個活躍於全球的協作與支援社群。LabVIEW 的硬體整合功能強大，其他功能也無可比擬，是領導業界的軟體環境。