2. 基于DAQmx的模拟电压单点采集

单点采集的任务模型

单点采集（Single-Point Acquisition）是 DAQmx 中最基础的模拟输入模式：每次读取只返回一个采样值，适合低速监测、按钮触发读取或作为连续采集的调试起点。与连续采集不同，它不需要配置采样时钟和缓冲区，DAQmx 在内部按需启动一次转换并立即返回结果。

本例使用 NI-DAQmx API 完成以下链路：创建任务 → 创建模拟输入电压通道 → 配置定时为「单点按需」→ 启动任务 → 读取一个双精度浮点值 → 显示到波形图表 → 停止并清除任务。关键参数包括物理通道名（如 Dev1/ai0）、输入端子配置（RSE/NRSE/差分）、最小/最大值（决定量程与分辨率）以及单位（伏特）。

前面板与程序框图设计

前面板放置三个控件：一个物理通道字符串输入（默认 Dev1/ai0）、一个波形图表用于显示电压历史、一个停止按钮控制 While 循环。程序框图按数据流顺序连接 DAQmx VI，并在 While 循环内每次迭代读取一个采样值。

核心 DAQmx VI 调用顺序如下：

1. DAQmx Create Virtual Channel.vi：选择「Analog Input → Voltage」，设置物理通道、最小/最大值、单位（Volts）、端子配置（RSE）。
2. DAQmx Timing.vi：采样模式选择「1 Sample (On Demand)」，不设置采样率。
3. DAQmx Start Task.vi：启动任务，使通道进入可读状态。
4. While 循环内调用 DAQmx Read.vi：多态选择「Analog → Single Channel → Single Sample → DBL」，输出一个双精度浮点值。
5. 将读取值送入波形图表，同时用 Wait (ms) 控制循环速率（如 100 ms）。
6. 循环结束后依次调用 DAQmx Stop Task.vi 和 DAQmx Clear Task.vi 释放资源。

关键代码实现

以下为程序框图中 DAQmx 调用的核心逻辑（以 G 代码对应的文本描述形式给出，便于对照实现）：

// 1. 创建任务
taskHandle = DAQmxCreateTask("", &error);

// 2. 创建模拟输入电压通道
DAQmxCreateAIVoltageChan(taskHandle,
    "Dev1/ai0",          // 物理通道
    "",                  // 通道名（空则用物理通道名）
    DAQmx_Val_RSE,       // 端子配置：参考单端
    0.0,                 // 最小电压
    5.0,                 // 最大电压
    DAQmx_Val_Volts,     // 单位
    NULL);               // 自定义缩放

// 3. 配置定时为单点按需
DAQmxCfgSampClkTiming(taskHandle, "", 0.0,
    DAQmx_Val_OnDemand, 1, DAQmx_Val_FiniteSamps);

// 4. 启动任务
DAQmxStartTask(taskHandle);

// 5. While 循环内读取单点
while (!stop) {
    double voltage = 0.0;
    DAQmxReadAnalogF64(taskHandle,
        1,               // 读取 1 个采样
        10.0,            // 超时 10 秒
        DAQmx_Val_GroupByChannel,
        &voltage, 1, NULL, NULL);
    // 将 voltage 送入波形图表
    Wait_ms(100);
}

// 6. 停止并清除
DAQmxStopTask(taskHandle);
DAQmxClearTask(taskHandle);

运行验证与结果判读

运行 VI 后，波形图表应显示一条随输入电压变化的曲线。用万用表测量信号源输出，与前面板显示值对比，偏差应在量程精度范围内。若读数为 0 或恒定不变，依次检查：物理通道名是否正确、端子配置是否与接线方式匹配（RSE 对应单端接地）、信号源是否实际输出电压、DAQmx 是否返回错误码。