【正文】 8 個中斷源， 4 級優(yōu)先級。 溫度 檢測報(bào)警系統(tǒng)，實(shí)時溫度值與溫度設(shè)定值比較，當(dāng)布爾量為 F 時，綠燈亮，當(dāng)布爾量為 T 時紅燈亮，實(shí)現(xiàn)實(shí)時報(bào)警功能。程序運(yùn)行前，首先要選擇下位機(jī) 的連接端口，才可以從下位機(jī)讀取溫度檢測數(shù)據(jù)。應(yīng)用 labview的圖標(biāo)（即儀器驅(qū)動程序）設(shè)置串口，讀串口里的數(shù)據(jù)。 圖 USB設(shè)備讀寫框圖 LabVIEW2021 中串口的配置 VISA 配置串口控件如圖 所示。 NIVISA 概述 N1VISA簡介 VISA(Virtual Instrument Software Architecture)是一個用來與各種儀器總線進(jìn)行通訊的高級應(yīng)用編程接口（ API）。它一般包括 USB 總線驅(qū)動程序、 USB 主控制器驅(qū)動程序和非USB 主機(jī)軟件三部分這些軟件通常由操作系統(tǒng)提供，所以這部分不是重點(diǎn)。由于 USB 總線具有傳輸速度高，擴(kuò)展性好，連接方便等眾多優(yōu)點(diǎn)，而且價格適中，非常適合本設(shè)計(jì)的 溫度檢測 系統(tǒng)，因此我們采用了 USB 總線作為系統(tǒng)的通信方式 ]4[ 。 VXI 總線是“用于儀器的 VME 總線擴(kuò)展”的簡稱。 沈陽理工大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 12 圖 總體設(shè)計(jì)框圖 本章小結(jié) 本章主要討 論了溫度檢測系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案。 LabVIEW系列產(chǎn)品，包括用于 可靠、確定性控制的實(shí)時 LabVIEW (LabVIEW RT)軟件，能夠快速、準(zhǔn)確的建立起功能強(qiáng)大的機(jī)器監(jiān)視和自動控制應(yīng)用程序。首先，從功能菜單中選擇需要的功能節(jié)點(diǎn)，將之置于面板上合適的位置；然后用線 (Wires)連接各功能節(jié)點(diǎn)在程序圖中的端口，用來在功能節(jié)點(diǎn)之間傳輸數(shù)據(jù)。用戶可以將一個應(yīng)用分解為多個任務(wù)，再將任務(wù)細(xì)分，將一個復(fù)雜的應(yīng)用分解為多個簡單的子任務(wù)，為每個子任務(wù)建立一個 VI，然后把這些 VI組合在一起成為最終的應(yīng)用程序。 應(yīng)用軟件，它是建立在儀器驅(qū)動程序之上，需由用戶自己編寫，通過提供直接友好的測控操作界面，豐富的數(shù)據(jù)分析與處理功能來完成自動測控任務(wù)。其中，控制其安裝在零號槽中，稱為零槽控制器。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，已經(jīng)形成網(wǎng)絡(luò)虛擬儀器，它是一種基于 Web技術(shù)的新型虛擬儀器，使得虛擬儀器成為 Inter的一部分，可方便地構(gòu)建遠(yuǎn)程自動測控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)測量、控制過程的網(wǎng)絡(luò)化。 沈陽理工大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 4 2 虛擬儀器 概述 虛擬儀器的概念 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅速發(fā)展，傳統(tǒng)儀器己經(jīng)不能適應(yīng)現(xiàn)代測控系統(tǒng)的要求，美國國家儀器公司率先提出虛擬儀器的概念，它徹底打破了傳統(tǒng)儀器由廠家定義、用戶無法改變的模式，使得用戶可以自己定義儀器，靈活地設(shè)計(jì)儀器系統(tǒng)，以滿足多樣化的需求。 LabVIEW采用的是圖形化編程方案，是非常實(shí)用的開發(fā)軟件； Labwindows/CVI 是為熟悉 C 語言的開發(fā)人員設(shè)計(jì)的、在 Windows 環(huán)境下的標(biāo)準(zhǔn) ANSIC 開發(fā)軟件。這種框架結(jié)構(gòu)決定了它只能由儀器廠家來定義、制造，而且功能和規(guī)格一般都是固定的，用戶無法隨意改變其結(jié)構(gòu)和功能。 檢測在當(dāng)今社會的許多工業(yè)中不和或缺，有些環(huán)境惡劣的地方更是離不開遠(yuǎn)程的檢測系統(tǒng)。用戶通過顯示器友好的圖形界面操作計(jì)算機(jī)，完成對被測量的數(shù)據(jù)采集、分析、處理、顯示、存儲等整套測試工作，如同操作一臺自行定義與設(shè)計(jì)的專用傳統(tǒng)儀器一樣。 在國內(nèi)己 有部分院校的實(shí)驗(yàn)室引入了虛擬儀器 ,國內(nèi)專家預(yù)測 :未來幾年內(nèi)，我國將有 50%的儀器為虛擬儀器。用計(jì)算機(jī)軟件實(shí)現(xiàn)各種各樣的信號分析、處理及存儲，完成多種多樣的測試功能 。系統(tǒng)組建時間縮短，功能易于擴(kuò)展，軟硬件生產(chǎn)、維護(hù)和開發(fā)的費(fèi)用降低。上述的幾種方案中， GPIB、 VXI、 PXI方案主要適合構(gòu)成大型高精度測試系統(tǒng) 。它可以把復(fù)雜、繁瑣、費(fèi)時的文本語言編程簡化成用菜單或圖標(biāo)提示的方法選擇功能 （ 圖形 ） ，用線條將各種功能 （ 圖形 ） 連接起來的簡單圖形編程方式，為沒有編程經(jīng)驗(yàn)的用戶進(jìn)行編程、調(diào)試提供了簡單方便、完整的環(huán)境和工具，尤其適合于從事科研、開發(fā)的科學(xué)家和工程技術(shù)人員使用。傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)語言中的順序執(zhí)行結(jié)構(gòu)在 LabVIEW中被并行機(jī)制所代替 ： 從本質(zhì)上講，它是一種圖形控制流結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)流模式。圖形化程序設(shè)計(jì)編程簡單、直觀、開發(fā)效率高。 沈陽理工大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 11 3 總體設(shè)計(jì) 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能 本論文針對傳統(tǒng)檢測儀表功能由儀器廠商定義，與其它儀器設(shè)備的連接十分有限，圖形界面小，人工讀取數(shù)據(jù)信息量小，數(shù)據(jù)無法編輯、存儲，系統(tǒng)封閉、功能固定、可擴(kuò)展性差，技術(shù)更新慢，開發(fā)和維護(hù)費(fèi)用較高的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了一個基于 LabVIEW 的溫度檢測系統(tǒng)。在系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)中，軟件的設(shè)計(jì)是關(guān)鍵，也占大部分工作量。 PXI 是 PCI 在儀器領(lǐng)域的擴(kuò)展，它將 PCI 總線技術(shù)發(fā)展成適合于試驗(yàn)、測量與數(shù)據(jù)采集場合應(yīng)用的機(jī)械、電氣和軟 件規(guī)范，從而形成了新的虛擬儀器體系結(jié)構(gòu)。 圖 USB系統(tǒng)的分層 沈陽理工大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 15 USB主機(jī) 在 USB 系統(tǒng)中只允許有一個主機(jī)，分為三個不同的功能模塊 :客戶軟件、系統(tǒng)軟件、USB 總線接口 。 USB設(shè)備 要為 USB 設(shè)備寫驅(qū)動程序就必須知道 USB 設(shè)備的架構(gòu)。每個 USB 設(shè)備都有各自的指令集。 圖 VISA讀取控件 該控件的功能是從 VISA 資源名稱指定的設(shè)備或者借口中讀取指定數(shù)量的字節(jié)，并且使數(shù)據(jù)返回至讀取緩沖區(qū)。 圖 子 VI前面板和程序框圖 LabVIEW的前面板和各個部分的功能 沈陽理工大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 20 前面板由輸入控件和顯示控件組成。 LabVIEW的程序框圖和各個部分的功能 前面板創(chuàng)建完畢后，便可使用圖形化的函數(shù)添加源代碼來控制前面板上的對象。 單片機(jī)的 使用 MPC89E52AE單片機(jī) 應(yīng)用 本系統(tǒng)所用的是笙泉公司生產(chǎn)的 MPC89E52AE 單片機(jī)，它是一個低功耗，高性能8 位單片微型計(jì)算機(jī)，片內(nèi)含最大 4k Bytes ISP(Insystem programmable)的可反復(fù)擦寫20210 次的 Flash 只讀程序存儲器，兼容標(biāo)準(zhǔn) MCS51 指令系統(tǒng)及 80C51 引腳結(jié)構(gòu)，芯片內(nèi)集成了通用 8 位中央處理器和 ISP Flash 存儲單元，功能強(qiáng)大的微型計(jì)算機(jī)的MPC89E52AE 可為許多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高性價比的解決方案。 1能耗控制； IDLE 模式和掉電模式；掉電模式能被 。 ISP 為空間最大可為 4K，與應(yīng)用程序空間共享。 時間顯示部分，用于在前面板顯示當(dāng)前系統(tǒng)時間。 上位機(jī)采用的是 LabVIEW2021 進(jìn)行設(shè)計(jì)，圖 所示為溫度檢測界 面，即上位機(jī)程序的前面板。該控件的作用是清空由屏蔽指定的 I/O 緩沖區(qū)。 ViProperty， VISA 設(shè)備的屬性子節(jié)點(diǎn) ， 可以設(shè)置端點(diǎn)或 傳輸方式。利用設(shè)備地址、端點(diǎn)號和傳輸方向就可以指定一個端點(diǎn)，并和它通信。此外，根據(jù)數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆较?，它還應(yīng)提供或空或滿的內(nèi)存緩沖區(qū)以存儲這些數(shù)據(jù)。使用 USB Hub 實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)擴(kuò)展，最多可連接 127 個外設(shè)，系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為樹狀結(jié)構(gòu)。 在通用儀器總線中，經(jīng)常用到三種總線 :GPIB， VXI 和 PXI。為了能夠?qū)崿F(xiàn)溫度檢測系統(tǒng)所提出的各項(xiàng)具體功能，可以將整個系統(tǒng)分解為上位機(jī)和下位機(jī)兩個部分 :上位機(jī)為裝有 LabVIEW2021 軟件的 PC 機(jī)，下位機(jī)為單片機(jī)及外圍電路組成的小系統(tǒng)。 應(yīng)用于研究與分析 :運(yùn)用 LabVIEW，可在汽車、能源研究和其它眾多工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用系統(tǒng)中進(jìn)行實(shí)時數(shù)據(jù)的分析和處理、對于圖像處理、時頻分析、小波和數(shù)字濾波的應(yīng)用系統(tǒng)， LabVIEW特別提供各種附加工具包以加速系統(tǒng)的開發(fā)。 VI有一個人機(jī)對話的用戶界面，即前面板 (Front Panel)和類似于源代碼功能的程序圖 (Diagram)。 LabVIEW也有完善的仿真、調(diào)試工具，如設(shè)置斷點(diǎn)、單步執(zhí)行等。我們只要利用數(shù)據(jù)采集卡或數(shù)據(jù)采集電路，就可在計(jì)算機(jī)上構(gòu)造新的儀器系統(tǒng)，由軟件進(jìn)行編程實(shí)現(xiàn)不同的功能。計(jì)算機(jī)是虛擬儀器的核心，主要完成數(shù)據(jù)的分析處理和結(jié)果的顯示，硬件接口電路主要完成被測信號的采集、放大、模 /數(shù)轉(zhuǎn)換，根據(jù)構(gòu)成虛擬儀器的接口總線不同，主要可分為以下 幾種方案，如圖 示。虛擬儀器的處理能力和智 能化程度主要取決于軟件，用戶可根據(jù)需要，將先進(jìn)的處理算法、人工智能或者專家系統(tǒng)應(yīng)用于儀器的設(shè)計(jì)與集成，從而將儀器的水平提高到一個新的層次。 詳細(xì)介紹了虛擬儀器技術(shù)的概念、特點(diǎn)和體系結(jié)構(gòu)，虛擬儀器開發(fā)軟件 LabVIEW及圖形化編程語言的特點(diǎn)及應(yīng)用現(xiàn)狀。 課題的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 虛擬儀器目前在國外發(fā)展得非?？欤悦绹鴩覂x器公司 (NI 公司 )為代表的一些廠商己經(jīng)在市場上推出了基于虛擬儀器技術(shù)而設(shè)計(jì)的商品化儀器產(chǎn)品。 The machine is through a single chip puter 89 E52 read temperature data, through the RS232 turn USB interface, move as a machine for analysis. This design is used to RS232 serial line USB for PC and a machine under the munication. The munication module LabVIEW NIVISA in version began after support USB serial ports, make the next place machine and can not through LabVIEW munication data acquisition card takes a machine under the monitoring data, make the flexibility and practical better LabVIEW, save the hardware part of the cost. Key words: LabVIEW。s society in many of the industry with or lack of, some environmental bad place is also can not get away from remote detection system. This design is solved some heavy industry, pharmaceutical industry, etc in between some of place is not fit for human in, still need to temperature detection problem. This design has two sides, the PC is in the PC platform using the LabVIEW software development testing interface, and intuitive observe temperature curve, according to need to also can be in the form of form to Excel, save detection of historical data, according to the realtime data acquisition data and the temperature of the set value parison, tip temperature alarm。虛擬儀器不但靈活可變、功能強(qiáng)沈陽理工大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 2 大，而且使用簡單方便，便于技術(shù)升級更新，系統(tǒng)的使用和維護(hù)費(fèi)用極低，同時具有極高的可靠性 。 本文主要進(jìn)行了以下幾方面的工作： 論述了智能溫度測控系統(tǒng)的課題目的及意義，智能溫度測控系統(tǒng)的國內(nèi)外發(fā)展概況及本論文的主要內(nèi)容。軟件在儀器中充當(dāng)了以往由硬件甚至整機(jī)來實(shí)現(xiàn)的角色，軟件是虛擬儀器的核心，而虛擬儀器中的硬件僅僅是為了解決信號的輸入、輸出，這是虛擬儀器相對于傳統(tǒng)儀器，在概念上的重大突破。 虛擬儀器的硬件構(gòu)成 硬件接口電路與計(jì)算機(jī)儀器構(gòu)成了虛擬儀器的硬件。由于計(jì)算機(jī)很容易與網(wǎng)絡(luò)、 外圍設(shè)備，以及其他應(yīng)用連接，對于數(shù)據(jù)采集、系統(tǒng)控制、遠(yuǎn)程傳送都非常方便。像 C和 C++等其它計(jì)算機(jī)高級語言一樣， LabVIEW也是一種通用編程語