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NI myRIO 入门指南 ni.com/myrio

目录概述 ................................................................................................................................. 1 0. 开发 NI myRIO 前的准备工作及软件配置 ..................................................................... 2 1. 开发第一个 NI myRIO 项目 ........................................................................................ 10 2. 连接外围 I/O .............................................................................................................. 17 3. NI myRIO 的 WiFi 连接功能 ....................................................................................... 22 4. 图像采集以及视觉算法应用 ....................................................................................... 27 5. 基于 NI myRIO 的控制应用 ........................................................................................ 40 6. 通过智能终端进行远程监控 ....................................................................................... 46 7. 生成上电自启动程序 .................................................................................................. 55 8. NI myRIO 板载 FPGA 资源开发介绍 ........................................................................... 59 附录 ............................................................................................................................... 64 April 2015

概述 NI myRIO 是 NI 针对教学和学生创新应用而最新推出的嵌入式系统开发平台。NI myRIO 内嵌 Xilinx Zynq 芯片，使学生可以利用双核 ARM Cortex-A9 的实时性能以及 Xilinx FPGA 可定制化 I/O，学习从简单嵌入式系统开发到具有一定复杂度的系统设计。 NI myRIO 作为可重配置、可重使用的教学工具，在产品开发之初即确定了以下重要特点：  易于上手使用：引导性的安装和启动界面可使学生更快地熟悉操作，帮助学生学习众多工程概念，完成设计项目。  编程开发简单：通过实时应用、FPGA、内置 WiFi 功能，学生可以远程部署应用，“无头” （无需远程电脑连接）操作。三个连接端口（两个 MXP 和一个与 NI myDAQ 接口相同的 MSP 端口）负责发送接收来自传感器和电路的信号，以支持学生搭建的系统。  板载资源丰富：共有 40 条数字 I/O 线，支持 SPI、PWM 输出、正交编码器输入、 UART 和 I2C，以及 8 个单端模拟输入，2 个差分模拟输入，4 个单端模拟输出和 2 个对地参考模拟输出，方便通过编程控制连接各种传感器及外围设备。  安全性：直流供电，供电范围为 6V~16V，根据学生用户特点增设特别保护电路。  便携性 NI myRIO 上所有这些功能都已经在默认的 FPGA 配置中预设好，能使学生在较短时间内就可以独立开发完成一个完整的嵌入式工程项目应用，特别适合用于控制、机器人、机电一体化、测控等领域的课程设计或学生创新项目。当然，如果有其他方面的嵌入式系统开发应用或者是一些系统级的设计应用，也可以用 NI myRIO（以下简称 myRIO）来实现。图 1. NI myRIO 基于 NI RIO 架构本教程将具体地向用户介绍如何从零开始进行基于 NI myRIO-1900 和 LabVIEW 的嵌入式系统开发。 © National Instruments Corporation 1 NI myRIO 入门指南 ni.com/myRIO

0 开发 NI myRIO 前的准备工作及软件配置 0.1 开发前的准备工作在使用一个新的 myRIO 之前需要在计算机上安装软件并对其进行配置以做好系统开发的准备。必须安装的软件有：  LabVIEW  LabVIEW Real-Time（LabVIEW 实时模块）  LabVIEW myRIO Module（LabVIEW myRIO 模块）这些软件的安装程序可以在 myRIO 的随盒光盘 NI LabVIEW 2014 myRIO SOFTWARE BUNDLE, DVD1 中找到。图 0-1. NI myRIO-1900 及其配件 1 NI myRIO-1900 2 myRIO 的扩展端口（MXP）（开发盒中包含一个） 3 输入电源线 4 USB 设备连接线 5 USB Host 连接线（未包含在开发盒中）6 LED 灯 7 迷你系统端口（MSP）螺旋式接线柱 8 音频输入/输出线（开发盒中包含一条） 9 按钮 0 © National Instruments Corporation 2 NI myRIO 入门指南 ni.com/myRIO

图 0-2. NI myRIO-1900 实物安装软件请按以下步骤安装软件： 1、将 NI LabVIEW 2014 myRIO SOFTWARE BUNDLE, DVD1 光盘插入电脑光驱。屏幕上会自动弹出 AutoPlay 的对话框，单击 Open folder to view files 以查看安装文件。 2、双击 Distribution，可看到除必须安装的三个软件的文件夹之外，还包括下列文件夹：目录说明 FPGA MathScript RT Control Design and Simulation 控制设计与仿真模块，用以帮助用户设计控制算法。如果用户需要用到 myRIO 上的 FPGA 资源，并且需要对这部分进行自定义编程，可选用安装。如果用户在 LabVIEW 中需要调用 Matlab 编写的 m 文件的脚本，可选用安装。视觉开发模块，包含了很多现成的机器识别算法，例如颗粒分析，边缘提取等，以帮助用户在视觉操作时快速实现功能。视觉采集模块，当用户需要使用 USB 摄像头与 myRIO 连接以采集视频图像信息时，可选用安装。 Vision VisionAcq 3、双击 LabVIEW 文件夹，在打开的目录中双击 setup，按照屏幕提示完成软件安装，此处注意如用户未购买相应软件，仅能安装评估版 LabVIEW，如图 0-3 所示。 © National Instruments Corporation 3 NI myRIO 入门指南 ni.com/myRIO

图 0-3. 序列号输入窗口 4、以同样的方法再分别安装 LabVIEW Real-Time 和 LabVIEW myRIO Module，此处注意如用户未购买相应软件，同样仅能安装评估版。安装好软件之后便可以给 myRIO 插上电源线，并用 USB 线将设备与计算机连接起来。注意由于此时 myRIO 的实时处理器上并没有实际安装任何软件，所以右侧 STATUS 的 LED 指示灯一直处于红色闪烁状态。当 myRIO 与计算机连接好后，会自动弹出如图 0-4 所示的启动界面，单击 Launch the Getting Started Wizard 对 myRIO 进行相关设置。图 0-4. NI myRIO USB 启动窗口 © National Instruments Corporation 4 NI myRIO 入门指南 ni.com/myRIO

选项说明 Launch the Getting Started Wizard 通过 Getting Started Wizard，用户可以迅速查看 NI myRIO 的功能状态。向导的功能有：检查已连接的 NI myRIO，连接到选中设备，给 NI myRIO 安装软件或进行软件更新，为设备重命名，以及通过一个自检程序测试加速度传感器、板载 LED 以及板载自定义按钮。 Go to LabVIEW 选择此项后直接弹出 LabVIEW Getting Started 窗口。 Configure NI myRIO 选择后打开一个基于网页的 NI myRIO 配置工具。 Do Nothing 你可通过此选项关闭 NI myRIO USB 启动窗口。注意如果没有自动弹出 NI myRIO USB Monitor 的启动界面，可以双击 \Program Files\National Instruments\LabVIEW 2014\resource\myRIO 目录下的 myrioautoplay.exe 打开找到已安装的设备之后，单击 Next，在下一个界面中可以看到其序列号，用户也可以修改设备名字，但之后需要重启 myRIO。再次单击 Next 之后，会自动将上位机已经安装的相关软件在 myRIO 上创建一套实时操作的副本，这一过程可能会花费几分钟的时间。由于 myRIO 在安装完软件之后需要重启，所以启动界面会再次出现，点击 Do Nothing 即可。注解 myRIO 的 ARM 处理器上运行的是 Linux RT 实时操作系统，不过一般情况下用户不需要关心底层的操作系统细节，因为 LabVIEW 实时模块会帮助用户和操作系统打交道，开发者只需要集中精力实现功能即可。随后安装向导会提供一个如图 0-5 所示的测试面板使用户可 7 以自由测试 myRIO 上的三轴加速度计和 LED 灯的硬件性能。单击 Next 完成安装，下面就可以在 LabVIEW 中对 myRIO 进行进一步的自定义开发。图 0-5. NI myRIO USB 启动窗口 © National Instruments Corporation 5 NI myRIO 入门指南 ni.com/myRIO

0.2 软件配置本节将介绍 myRIO 的一些深入配置方法，为选择性学习内容，若直接学习下一课内容将不受影响。在上一节中我们使用了 myRIO 现有的配置工具完成了初步的配置，如果需要进一步了解配制方法，可双击打开配置管理软件 NI MAX，在左侧一栏的远程系统中可查看到当前连接的 myRIO 设备。单击打开之后，可在页面右方看到设备的相关信息。在 IP 地址一栏中，以太网地址是指通过 USB 线连接到的网址，无线地址则尚未配置，通过无线方式将 myRIO 与计算机相连接的方法会在后面的课程中继续学习。在此页面中用户可继续自行查阅序列号、操作系统版本号、物理内存等基本信息。注解虽然 myRIO 实质上是通过 USB 线实现与计算机相连的，但由于计算机的驱动会将 USB 端口虚拟成网口，所以计算机会将 myRIO 识别成通过网络与其相连的设备。图 0-6. NI MAX 设备配置管理界面在左侧设备管理栏中继续展开 myRIO，可看到其设备与接口，如图 0-7 所示。如果在 myRIO 上连接了 USB 摄像头来采集图像时，同样也能在此处查看到 USB 摄像头资源。 © National Instruments Corporation 6 NI myRIO 入门指南 ni.com/myRIO

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