【正文】 多虛擬儀器開發(fā)軟件，以便使用者可以設(shè)計適合于自己的測量系統(tǒng)。虛擬儀器的系統(tǒng)開發(fā)可以采用多種總線，如傳統(tǒng)的RS232串行總線、PXI總線、VXI總線、GPIB通用接口總線、IEEE1394總和被廣泛采用在PC機上的USB總線。隨微機技術(shù)的發(fā)展，虛擬儀器將取締傳統(tǒng)儀器成為主要的測試儀器。(3)溫度檢測系統(tǒng)的設(shè)計思路及方案，對系統(tǒng)軟件開發(fā)平臺進行選擇。2 虛擬儀器概述 虛擬儀器的概念隨著科學(xué)技術(shù)和計算機技術(shù)的快速發(fā)展，傳統(tǒng)儀器已不能滿足現(xiàn)代測控系統(tǒng)的需要。利用友好的計算機界面可以容易的模擬出各種儀器的控制面板，并以各種形式表達輸出的檢測結(jié)果；利用計算機軟件實現(xiàn)多種信號分析、處理和存儲，完成多種測試功能；用計算機外設(shè)替代傳統(tǒng)儀器的按鍵和旋鈕等，使人可以不碰儀器本身，又能完成測量工作。軟件決定了虛擬儀器的智能化程度和處理能力，使用者根據(jù)需要，可把新的算法、專家系統(tǒng)或者人工智能應(yīng)用在儀器的設(shè)計與集成上，從而提升了儀器的技術(shù)水平。(3)虛擬儀器容易建立網(wǎng)絡(luò)化，與網(wǎng)絡(luò)及電腦設(shè)備互聯(lián)，具有方便、靈活的互聯(lián)性。軟件開發(fā)基于模塊化設(shè)計思想，并運用了大量函數(shù)庫、類庫和動態(tài)鏈接庫，使代碼具有了良好的可重復(fù)性。只要具有一定的數(shù)據(jù)采集硬件，就能構(gòu)成基于計算機的虛擬測量測試儀器。 虛擬儀器的硬件構(gòu)成框圖(1)數(shù)據(jù)采集卡，它的儀器硬件平臺是信號調(diào)理電路、數(shù)據(jù)采集卡(DAQ)和PC機，采用ISA或PCI計算機本身的總線，將DAQ插入PC機的總線擴展插槽，因此又稱為PCDAQ/PCI插卡式虛擬儀器。它包括嵌入式PC控制器、外置工作站控制器和嵌入式工作站控制器，選用時要根據(jù)測試功能的要求。 串行口方案I、PCIDAQ/PC適合大規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)測試系統(tǒng)。計算機易與網(wǎng)絡(luò)、外設(shè)和其他應(yīng)用連接，對于系統(tǒng)控制、數(shù)據(jù)采集、遠程傳送都很方便。(2)儀器驅(qū)動程序，數(shù)據(jù)的采集與控制要涉及到硬件操作，所以需要對應(yīng)的硬件驅(qū)動程序。得到了學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的普遍認可和好評。從宏觀上講LabVIEW的運行機制以不是傳統(tǒng)上的馮所以在這種數(shù)據(jù)流程序的概念中，數(shù)據(jù)驅(qū)動驅(qū)使程序執(zhí)行，它并不受到計算機、操作系統(tǒng)等因素影響。在前面板中，輸入控件 (Controls)模擬儀器的輸入裝置并將數(shù)據(jù)提供給程序圖；顯示控件(Indicators)則模擬儀器的輸出裝置并顯示由程序圖獲得的數(shù)據(jù)。這些節(jié)點包括簡單算術(shù)功能、高級數(shù)據(jù)采集和分析以及存儲和檢索數(shù)據(jù)功能的和網(wǎng)絡(luò)功能。LabVIEW的應(yīng)用大致可分為以下幾個主要方面：(1)應(yīng)用于生產(chǎn)檢測: LabVIEW己經(jīng)成為用于測試測量領(lǐng)域的工業(yè)標準化開發(fā)工具。在LabVIEW平臺下，可以實現(xiàn)多通道的高速測量和控制。(5)應(yīng)用于測控系統(tǒng):LabVIEW有著強大的功能和廣闊的應(yīng)用前景，但就目前國內(nèi)的現(xiàn)狀來看，大多數(shù)的用戶還是把LabVIEW作為虛擬儀器，僅僅利用它來進行數(shù)據(jù)的處理、分析和顯示，忽略了LabVIEW強大的數(shù)據(jù)采集和控制功能，特別是基于PC機的實時控制，在國內(nèi)應(yīng)用較少。(3)溫度實時監(jiān)測曲線顯示，具有數(shù)字顯示和波形圖顯示。通過PC機USB串口進行通信。RS232總線是于1969年由美國電子工業(yè)協(xié)會EIA推出的一個串行通信標準，可實現(xiàn)計算機與計算機或外設(shè)之間的數(shù)據(jù)通訊，它也是目前最常用的串行接口標準。通用串行總線 （USB）是一種新的計算機串行總線。USB支持熱插拔，所有USB設(shè)備隨時可接入和拔離系統(tǒng)。雖然USB驅(qū)動程序的調(diào)試比較復(fù)雜，但可以應(yīng)用集成度較高的專用芯片，很大程度上簡化程序的開發(fā)工作。 USB系統(tǒng)的分層 USB主機USB系統(tǒng)中只能有一個主機，并分為三個功能模塊:客戶軟件、系統(tǒng)軟件、USB總線接口。界面應(yīng)用程序是最上層的軟件，只能看到向USB設(shè)備發(fā)送的原始數(shù)據(jù)和從USB設(shè)備接收的最終數(shù)據(jù)。(3)USB總線接口：包括主控制器與根集線器兩部分。USB設(shè)備具有三個功能模塊：USB邏輯設(shè)備、USB總線接口、功能單元。也就是說，與GPIB 設(shè)備進行通訊的程序時，都可以使用同一個API，在運行 Mac OS X的PC機上用C語言編寫或在運行Win 2000的PC機上用LabVIEW開發(fā)出來的。USB RAW設(shè)備指除了符合USBTMC規(guī)格儀器之外的所有USB設(shè)備，通信時需配置NIVISA；而USB INSTR設(shè)備指只符合USBTMC協(xié)議的USB設(shè)備，使用USB INSTR類函數(shù)控制，通信時不需配置NIVISA； 配置NIVISA的過程(1)通過Driver Development wizard(驅(qū)動程序開發(fā)向?qū)?新建INF文檔；(2)安裝INF文檔,并安裝使用INF文檔的USB設(shè)備；(3)通過NIVISA Interactive Control(NIVISA互動控制工具)測試設(shè)備，來證實USB設(shè)備的正確安裝，并獲取USB設(shè)備的各個屬性值。ViRead，從VISA resource name指定的設(shè)備讀出數(shù)據(jù)。 VISA配置串口控件通過VISA資源名稱指定連接的USB設(shè)備，初始化已連接USB設(shè)備的各項數(shù)據(jù)，準備接受上位機LabVIEW發(fā)送指令。 VISA讀取控件此控件功能是從VISA資源名稱指定的接口或設(shè)備中讀取指定數(shù)量的字節(jié)，并使數(shù)據(jù)返回到讀取緩沖區(qū)。 VISA關(guān)閉控件該控件功能是關(guān)閉VISA資源名稱指定的設(shè)備會話句柄或事件對象，實現(xiàn)一次數(shù)據(jù)采集的過程。由于全部串口采用默認設(shè)置(9600bps 8位數(shù)據(jù),1位停止,1位起始,無握手信號) ,下位機遵守上述協(xié)議采集程序,直接使用圖標讀取串口的數(shù)據(jù)。輸入控件是指轉(zhuǎn)盤、按鈕、旋鈕等輸入裝置；而顯示控件是指指示燈、圖表等顯示裝置。 溫度監(jiān)測系統(tǒng)前面板前面板各部分功能介紹如下：(1)溫度實時顯示框及溫度記錄表，記錄溫度，也可生成Excel表格保存。(4)時間顯示框，顯示實時時間。 LabVIEW的程序框圖和各個部分的功能創(chuàng)建前面板后，使用圖形化函數(shù)添加源代碼控制前面板對象。 溫度檢測系統(tǒng)程序框圖接下來介紹各部分程序框圖的作用，VSIA控件部分前文已介紹，不再累述。(4)將從VISA讀取的字符串轉(zhuǎn)換成數(shù)字，在VISA緩沖區(qū)中讀取的字符串中分別從偏移量（前三個字節(jié)）位置截取三個子字符串（ASCⅡ碼），通過轉(zhuǎn)換子VI將子字符串轉(zhuǎn)換成三個十六進制數(shù)字，經(jīng)過字符串整合控件，把三個十六進制數(shù)整合成一個十六進制數(shù)。5 下位機硬件和程序設(shè)計 溫度測控儀表的硬件組成該系統(tǒng)結(jié)合計算機與LabVIEW建立具有靈活性的測量與控制應(yīng)用方案，建立所需系統(tǒng)。 MPC89E52AE單片機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。(4)ISP空間最大為4K，可與應(yīng)用程序空間共享。(8)三個16位計數(shù)/定時器，Timer2是向上/向下計數(shù)器。(12)15位看門狗，8位預(yù)分頻。(16)芯片內(nèi)數(shù)據(jù)/程序FLASH存儲器： 1)達到20,000次擦寫。 MAX232電平轉(zhuǎn)換芯片 MAX232電平轉(zhuǎn)換芯片應(yīng)用MAX232芯片是由美信公司設(shè)計的單電源電平轉(zhuǎn)換芯片，專門為電腦的RS232標準串口設(shè)計，并使用+5v單電源供電。12v兩個電源。 MAX232電平轉(zhuǎn)換芯片的主要特點(1) 符合全部RS232C技術(shù)標準 (2) 只需+5V電源供電 (3) 片載電荷泵具有電壓極性反轉(zhuǎn)、升壓能力，可產(chǎn)生177。每個DSl8B20出廠時已給定了唯一的序號，所以一條單線總線上可有多個DSl8B20，也就是說可以在不同的地方放置多個溫度敏感器件。176?？稍趌)內(nèi)把溫度轉(zhuǎn)換成數(shù)字。1號存貯器存放溫度值的符號如果溫度為負（℃）。每只DS18B20都可以設(shè)置成兩種供電方式，即數(shù)據(jù)總線供電方式和外部供電方式。(2)單線接口方式，微處理器與DS18B20間僅需一條口線即可實現(xiàn)雙向通訊?！妗?9)負壓特性：電源極性接反時，芯片不會因發(fā)熱而燒毀， 但不能正常工作。另外重要的一點，只要看一下編譯后生成的匯編代碼，就能體會到Keil C51生成的目標代碼效率非常之高，多數(shù)語句生成的匯編代碼很緊湊，容易理解。其中Ishellu與Vision分別是C51 for DOS和for Windows的集成開發(fā)環(huán)境，可完成編輯、編譯、調(diào)試、仿真等開發(fā)流程。OH51將ABS文件轉(zhuǎn)換為Hex文件，來供調(diào)試器tScope51或者dScope51調(diào)試，也可直接寫入如EPROM的程序存貯器中。51系列單片機本身帶有全雙工異步通信接口，方便實現(xiàn)串行通信。若VI程序存在語法的錯誤，那么面板上的運行按鈕會變成折斷的箭頭，便是不能執(zhí)行程序，這時稱該按鈕為錯誤列表。斷點表示圖框或者節(jié)點的顯示為經(jīng)框，表示連線表示為紅點。 設(shè)置斷點 探針 探針的主要功能是將當前連線上的數(shù)據(jù)以控件（Indicator）形式表示出來。當VI后面板關(guān)閉時，那該VI中全部探針窗口都將自動關(guān)閉。由于電路的元件分布較為密集，焊接方面不可輕視，避免焊點粘連而導(dǎo)致的短路損壞。結(jié) 論隨著科技的發(fā)展，如今測控儀器無法滿足不同層次的用戶以及不斷變化的要求。另外可將采集數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫，以備查閱與分析。經(jīng)過自己的努力以及老師和其他同學(xué)的幫助，基本實現(xiàn)了本設(shè)計提出的要求，但還有很多地地方不夠完善。 //定義通信端口//pc機通知下位機發(fā)數(shù)據(jù)的標指令uchar pc_mand。}void Init_DS18B20(void) //初始化函數(shù){ unsigned char x=0。 //單片機將DQ拉低 delay(80)。 //稍做延時后 如果x=0則初始化成功 x=1則初始化失敗 delay(20)。i0。 // 給脈沖信號 if(DQ) dat|=0x80。 for (i=8。0x01。 } //delay(4)。 float tt=0。 // 啟動溫度轉(zhuǎn)換 Init_DS18B20()。 b=ReadOneChar()。 tt=t*。 //清中斷標志 ES=0。0xf000)12)。0x00f0)4)。 i=0。 //定時器1，方式2 TH1=0xfd。 PCON=0x00。 TR1=1。 //讀溫度 data_convert( temp)。 //發(fā)送變換后的4字節(jié)數(shù)據(jù) //SBUF=0x31。平時工作繁多的她也會抽出時間詢問我的設(shè)計情況，給我提供許多有用的資料和軟件，讓我更好的學(xué)習(xí)并完成設(shè)計。最后，我再一次真誠地向幫助過我的老師和同學(xué)表示感謝！謝謝你們！–35–