软件介绍
美国国家仪器公司(NationalInstruments,简称NI)开发的NI Device Drivers是一套专业设备驱动程序套件,构成了连接计算机与测量硬件的软件桥梁。自1986年LabVIEW问世以来,NI已构建了业内最大的仪器驱动程序库——仪器驱动程序网络(IDNet),汇集了来自350多家供应商的超过9000种仪器驱动程序,全面覆盖示波器、电源、数据采集卡等各类测试测量设备。
NI Device Drivers的核心价值在于消除底层通信复杂性。通过将GPIB、USB、PXI、PCI、以太网、LXI和RS232等多样化的总线标准抽象为统一的编程接口,工程师无需深入掌握每种仪器的专用协议。技术架构上,NI采用工业标准VISA(VirtualInstrumentSoftwareArchitecture)作为I/O编程基础。VISA创建了一种总线无关的开发模型,无论下层是GPIB、USB还是以太网通信,开发者都能使用同一套API函数与仪器交互。这种抽象层设计使测试系统具备了前所未有的灵活性和可扩展性。
在LabVIEW环境中,InstrumentDriverFinder(IDFinder)工具彻底改变了传统驱动查找方式。当用户连接新仪器时,IDFinder会自动扫描系统,识别连接的仪器型号,并直接从IDNet下载对应的LabVIEW即插即用驱动程序。这一过程无需离开LabVIEW开发环境,用户即可获得完整的驱动函数库和可运行示例程序,将首次测量的时间从数小时缩短到几分钟。例如连接SIGLENTSPD3000电源系列时,工程师可直接调用专用驱动模块进行电压配置与读取,无需手动解析SCPI命令。
2.多总线仪器通信配置
通过NI-VISA驱动,工程师能够在Measurement&AutomationExplorer(MAX)中统一配置各类总线仪器。无论设备采用GPIB、USB、以太网还是串口连接,MAX均提供标准化配置面板。以YokogawaWT500功率分析仪为例,USB连接时需选择“USBTestandMeasurementClass驱动”,在MAX中配置设备别名(如“WT500”)后,该别名将作为统一的VISA资源名称出现在开发环境中,简化了程序中的资源引用。
3.专用仪器驱动集成
针对特殊仪器,NI支持加载制造商提供的专用驱动。以Pickering公司的PXI程控电阻板卡40-197-050为例,用户需下载专用驱动文件包,将其解压到`C:\Users\Public\Documents\NationalInstruments\NIVeriStand\CustomDevices`目录。重启VeriStand后,在SystemDefinition文件中右键添加“PickeringResistor”设备,选择板卡型号并输入正确的Resourcestring,即可创建电阻通道控制界面。这种方法保留了设备特有功能,同时融入NI生态系统。
4.底层SCPI命令控制
对于未提供专用驱动的仪器,开发者可通过NI-VISAWrite/Read函数直接发送SCPI指令。例如控制SIGLENTSPD3000电源时,在LabVIEW中组合“MEASure:VOLTage?”命令与VISAWrite,再通过VISARead读取返回的电压值,构建灵活的低层控制逻辑。这种方式虽然需要查阅设备手册(如SPD3000用户手册第32页),但提供了最高级别的控制自由度。
5.分布式系统同步
在多设备协同测量系统中,NI Device Drivers结合NI-Sync和NI-TimeSync模块解决时钟同步难题。例如在汽车ECU测试台架中,通过PXI机箱的星型触发总线分配主时钟信号,使数据采集卡、程控电源和CAN分析仪的采样间隔误差控制在纳秒级。驱动程序自动管理硬件级同步细节,开发者只需在MAX中配置同步组(SyncGroup)成员。
6.传感器数据采集
针对力传感器、温度采集模块等模拟量测量设备,NI-DAQmx驱动提供高级配置接口。以ATI六维力传感器为例,安装驱动后在C中调用`ATICombinedDAQFT.dll`,使用`FTSystem.StartSingleSampleAcquisition`函数初始化采集卡。关键在于正确指定设备名称(如“Dev1”)并加载传感器标定文件,驱动程序将自动处理信号调理、模数转换和数据缩放等过程。
2.仪器控制:该模块包含四大组件:NI-488.2用于GPIB设备控制;NI-VISA实现多总线仪器通信;NI-Serial管理串口设备;IVI一致性包确保仪器互换性。在生产线测试系统中,这些组件协同工作,可同时控制电源、负载和开关矩阵。
3.模块化仪器:针对PXI模块化仪器系统,提供专用驱动集合:NI-Switch管理开关矩阵路由;NI-DMM控制数字万用表模块;NI-Scope支持高速示波器;NI-FGEN驱动函数发生器;NI-DCPower控制可编程电源;NI-HSDIO处理高速数字I/O。这些驱动使PXI系统达到机架式仪器的性能。
4.定时与同步:通过NI-Sync和NI-TimeSync模块实现纳秒级精度的时间同步。在分布式测试系统中,这些驱动利用PXI触发总线、IEEE1588协议或GPS时钟,统一多设备的采样时钟。例如在风洞测试中,使运动控制、压力采集和视频记录系统保持时间一致。
5.可重配置I/O:针对FPGA仪器控制,提供NICompactRIO、NIR系列和NIFlexRIO专用驱动。开发者可在LabVIEWFPGA中创建自定义信号处理逻辑,驱动负责FPGA位流加载和主机通信。这种架构特别适合实时性要求高的应用,如硬件在环(HIL)测试。
6.运动与视觉:NI-Motion控制步进/伺服电机;NI-IMAQ系列驱动管理图像采集设备,支持CameraLink、GigEVision和USB3Vision接口。在自动化产线中,这些驱动协调机械运动与视觉检测,实现精密定位与缺陷识别。
问题:MAX提示“Nodriverassociatedwithyourdevice”,设备管理器显示黄色感叹号
解决:
-确认驱动兼容性(如64位系统需64位驱动)
-在设备管理器右键设备→“更新驱动”→手动选择NI驱动目录
-若为PCI/PXI卡,尝试更换插槽并重启
2.GPIB通信异常怎么办?
问题:安捷伦与NIGPIB卡共存时,CMU200仪器通信丢帧
解决:
-卸载冲突的AgilentIOLibraries
-使用NI-488.2独占模式(MAX中禁用安捷伦服务)
-或安装NI-VISA5.1+版本(已优化双驱动兼容性)
3.传感器初始化失败怎么办?
问题:ATI力传感器报“设备初始化失败”,ready灯闪烁后熄灭
解决:
-在MAX中确认设备名称(如‘Dev1’)
-修改传感器初始化代码:StartSingleSampleAcquisition("Dev1",...)
-检查NI-DAQmx版本≥18.0
4.USB传输速率低怎么办?
问题:USB-TMC设备(如功率计)传输速率仅33KB/s
解决:
-在MAX设备属性中调整MaxTransferSize至64KB
-改用USB2.0/3.0接口(需仪器支持)
-或启用高速模式需更新固件
5.自定义驱动报错怎么办?
问题:VeriStand部署Pickering电阻卡时报“RTDriverVI.vi无法定位”
解决:
-安装PickeringVISA驱动(需依赖NI-VISA)
-确认驱动文件复制到VeriStand\CustomDevices
-检查INI文件中的Resourcestring匹配板卡物理地址
NI Device Drivers的核心价值在于消除底层通信复杂性。通过将GPIB、USB、PXI、PCI、以太网、LXI和RS232等多样化的总线标准抽象为统一的编程接口,工程师无需深入掌握每种仪器的专用协议。技术架构上,NI采用工业标准VISA(VirtualInstrumentSoftwareArchitecture)作为I/O编程基础。VISA创建了一种总线无关的开发模型,无论下层是GPIB、USB还是以太网通信,开发者都能使用同一套API函数与仪器交互。这种抽象层设计使测试系统具备了前所未有的灵活性和可扩展性。

NI Device Drivers 2019官方版用法
1.LabVIEW环境中的即插即用在LabVIEW环境中,InstrumentDriverFinder(IDFinder)工具彻底改变了传统驱动查找方式。当用户连接新仪器时,IDFinder会自动扫描系统,识别连接的仪器型号,并直接从IDNet下载对应的LabVIEW即插即用驱动程序。这一过程无需离开LabVIEW开发环境,用户即可获得完整的驱动函数库和可运行示例程序,将首次测量的时间从数小时缩短到几分钟。例如连接SIGLENTSPD3000电源系列时,工程师可直接调用专用驱动模块进行电压配置与读取,无需手动解析SCPI命令。
2.多总线仪器通信配置
通过NI-VISA驱动,工程师能够在Measurement&AutomationExplorer(MAX)中统一配置各类总线仪器。无论设备采用GPIB、USB、以太网还是串口连接,MAX均提供标准化配置面板。以YokogawaWT500功率分析仪为例,USB连接时需选择“USBTestandMeasurementClass驱动”,在MAX中配置设备别名(如“WT500”)后,该别名将作为统一的VISA资源名称出现在开发环境中,简化了程序中的资源引用。
3.专用仪器驱动集成
针对特殊仪器,NI支持加载制造商提供的专用驱动。以Pickering公司的PXI程控电阻板卡40-197-050为例,用户需下载专用驱动文件包,将其解压到`C:\Users\Public\Documents\NationalInstruments\NIVeriStand\CustomDevices`目录。重启VeriStand后,在SystemDefinition文件中右键添加“PickeringResistor”设备,选择板卡型号并输入正确的Resourcestring,即可创建电阻通道控制界面。这种方法保留了设备特有功能,同时融入NI生态系统。
4.底层SCPI命令控制
对于未提供专用驱动的仪器,开发者可通过NI-VISAWrite/Read函数直接发送SCPI指令。例如控制SIGLENTSPD3000电源时,在LabVIEW中组合“MEASure:VOLTage?”命令与VISAWrite,再通过VISARead读取返回的电压值,构建灵活的低层控制逻辑。这种方式虽然需要查阅设备手册(如SPD3000用户手册第32页),但提供了最高级别的控制自由度。
5.分布式系统同步
在多设备协同测量系统中,NI Device Drivers结合NI-Sync和NI-TimeSync模块解决时钟同步难题。例如在汽车ECU测试台架中,通过PXI机箱的星型触发总线分配主时钟信号,使数据采集卡、程控电源和CAN分析仪的采样间隔误差控制在纳秒级。驱动程序自动管理硬件级同步细节,开发者只需在MAX中配置同步组(SyncGroup)成员。
6.传感器数据采集
针对力传感器、温度采集模块等模拟量测量设备,NI-DAQmx驱动提供高级配置接口。以ATI六维力传感器为例,安装驱动后在C中调用`ATICombinedDAQFT.dll`,使用`FTSystem.StartSingleSampleAcquisition`函数初始化采集卡。关键在于正确指定设备名称(如“Dev1”)并加载传感器标定文件,驱动程序将自动处理信号调理、模数转换和数据缩放等过程。
NI Device Drivers 2019官方版功能
1.数据采集控制:NI-DAQmx作为核心模块,支持超过600款NI数据采集设备。它提供任务导向型编程模型,开发者只需配置测量任务(如“模拟输入-电压”),驱动自动优化采样率、量程和滤波参数。高级功能包括硬件定时循环、多设备同步和DMA数据传输,满足高精度采集需求。2.仪器控制:该模块包含四大组件:NI-488.2用于GPIB设备控制;NI-VISA实现多总线仪器通信;NI-Serial管理串口设备;IVI一致性包确保仪器互换性。在生产线测试系统中,这些组件协同工作,可同时控制电源、负载和开关矩阵。
3.模块化仪器:针对PXI模块化仪器系统,提供专用驱动集合:NI-Switch管理开关矩阵路由;NI-DMM控制数字万用表模块;NI-Scope支持高速示波器;NI-FGEN驱动函数发生器;NI-DCPower控制可编程电源;NI-HSDIO处理高速数字I/O。这些驱动使PXI系统达到机架式仪器的性能。
4.定时与同步:通过NI-Sync和NI-TimeSync模块实现纳秒级精度的时间同步。在分布式测试系统中,这些驱动利用PXI触发总线、IEEE1588协议或GPS时钟,统一多设备的采样时钟。例如在风洞测试中,使运动控制、压力采集和视频记录系统保持时间一致。
5.可重配置I/O:针对FPGA仪器控制,提供NICompactRIO、NIR系列和NIFlexRIO专用驱动。开发者可在LabVIEWFPGA中创建自定义信号处理逻辑,驱动负责FPGA位流加载和主机通信。这种架构特别适合实时性要求高的应用,如硬件在环(HIL)测试。
6.运动与视觉:NI-Motion控制步进/伺服电机;NI-IMAQ系列驱动管理图像采集设备,支持CameraLink、GigEVision和USB3Vision接口。在自动化产线中,这些驱动协调机械运动与视觉检测,实现精密定位与缺陷识别。
疑难解答
1.设备未识别怎么办?问题:MAX提示“Nodriverassociatedwithyourdevice”,设备管理器显示黄色感叹号
解决:
-确认驱动兼容性(如64位系统需64位驱动)
-在设备管理器右键设备→“更新驱动”→手动选择NI驱动目录
-若为PCI/PXI卡,尝试更换插槽并重启
2.GPIB通信异常怎么办?
问题:安捷伦与NIGPIB卡共存时,CMU200仪器通信丢帧
解决:
-卸载冲突的AgilentIOLibraries
-使用NI-488.2独占模式(MAX中禁用安捷伦服务)
-或安装NI-VISA5.1+版本(已优化双驱动兼容性)
3.传感器初始化失败怎么办?
问题:ATI力传感器报“设备初始化失败”,ready灯闪烁后熄灭
解决:
-在MAX中确认设备名称(如‘Dev1’)
-修改传感器初始化代码:StartSingleSampleAcquisition("Dev1",...)
-检查NI-DAQmx版本≥18.0
4.USB传输速率低怎么办?
问题:USB-TMC设备(如功率计)传输速率仅33KB/s
解决:
-在MAX设备属性中调整MaxTransferSize至64KB
-改用USB2.0/3.0接口(需仪器支持)
-或启用高速模式需更新固件
5.自定义驱动报错怎么办?
问题:VeriStand部署Pickering电阻卡时报“RTDriverVI.vi无法定位”
解决:
-安装PickeringVISA驱动(需依赖NI-VISA)
-确认驱动文件复制到VeriStand\CustomDevices
-检查INI文件中的Resourcestring匹配板卡物理地址
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