【正文】 因此，跟隨著科學(xué)技術(shù)的步伐走，虛擬儀器的使用將會(huì)在未來大放異彩，而 LabVIEW作為虛擬技術(shù)的一款重要的軟件，將會(huì)越來越自動(dòng)化，在未來的測(cè)試、測(cè)量和自動(dòng)化領(lǐng)域，將會(huì)處于領(lǐng)先的地位。經(jīng)過比較，選用的是儀表放大器 AD620。同樣，設(shè)備的干擾也可以通過電源線傳到電網(wǎng)上，對(duì)網(wǎng)上其它設(shè)備造成干擾，因此必須進(jìn)行電源的去耦，可以用一個(gè) 10uf 和 的電容連接成電源去耦電路。其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖 23所示 ： 福州大學(xué)本 科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 圖 23 ADC0809內(nèi)部結(jié)構(gòu) ① .ADC0809 主要性能 ? 逐次比較型 ? CMOS 工藝制造 ? 單電源供電 ? 無需零點(diǎn)和滿刻度調(diào)整 ? 具有三態(tài)鎖存輸出緩沖器，輸出與 TTL 兼容 ? 易與各種微控制器接口 ? 具有鎖存控制的 8 路模擬開關(guān) ? 分辨率： 8位 ? 功耗： 15mW ? 最大不可調(diào)誤差小于 177。 OE：輸出允許端。這些操作是靠執(zhí)行對(duì)不同端口地址的讀 /寫命令來完成的。這個(gè)信號(hào)可用作中斷申請(qǐng)。可根據(jù)這個(gè)轉(zhuǎn)換時(shí)間設(shè)計(jì)一個(gè)延時(shí)的子程序， A/D 轉(zhuǎn)換啟動(dòng)后即調(diào)用這個(gè)子程序，延時(shí)時(shí)間一到，轉(zhuǎn)換肯定已經(jīng)完成，接著就可以進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳送了。 RS422由 RS232 發(fā)展而來，它是為彌補(bǔ) RS232 之不足而提出的。 RS232 是為點(diǎn)對(duì)點(diǎn)（即只用一對(duì)收、發(fā)設(shè)備）通訊而設(shè)計(jì)的，其驅(qū)動(dòng)器負(fù)載為 3～ 7kΩ 。這樣，當(dāng)用戶從一個(gè)項(xiàng)目轉(zhuǎn)向另一個(gè)項(xiàng)目時(shí)，就能簡(jiǎn)單地構(gòu)造出新的 VI 系統(tǒng)而不丟失己有的硬件和軟件資源。 基于 LabVIEW 的材料測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì) —— 載荷測(cè)量 17 (6)由于其以 PC為核心，使得許多數(shù)據(jù)處理的過程不必像過去那樣由測(cè)試儀器本身來完成，而是在軟件的支持下，利用 PC 機(jī) CPU 的強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理功能來完成，使得基于虛擬儀器的測(cè)試系統(tǒng)的測(cè)試精度、速度大為提高，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、智能化 、多任務(wù)測(cè)量。系統(tǒng)軟件部分通常用專用的虛擬儀器開發(fā)語言（如 LabVIEW）編寫而成，并可通過 Inter 實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展。當(dāng)串口都設(shè)置好了，可以設(shè)置“ VISA 設(shè)置 I/O 緩沖區(qū)大小”來設(shè)置串口數(shù)據(jù)的緩沖時(shí)間。 通過友好的人機(jī)界面使實(shí)驗(yàn)操作靈活、方便．通過模塊化的設(shè)計(jì)擴(kuò)展了傳統(tǒng)儀器的功能．改變了傳統(tǒng)儀器的操作方式．大大提高了測(cè)試效率和使用的經(jīng)濟(jì)效益。通過學(xué)習(xí)你們的帖子，我知道了如何去編程，并完成了我的設(shè)計(jì)，這里非常感謝版主們的熱心幫助，認(rèn)真的回 答了我的每一個(gè)細(xì)小的問題。正是由于你們的幫助和支持，我才能克服一個(gè)一個(gè)的困難和疑惑，直至 本文的順利完成。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是科學(xué)試驗(yàn)中經(jīng)常用到的測(cè)量環(huán)節(jié)，通常由信號(hào)調(diào)理、 A/D 轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)分析、顯示等幾個(gè)功能模塊組成。 前面板設(shè)計(jì) 前面板是 LabVIEW 的最直接的可視化的一個(gè)系統(tǒng)平面，它能通過寫入所需要的數(shù)據(jù)來控制硬件的順利運(yùn)行，及可以下達(dá)一些需要執(zhí)行的命令，來控制整個(gè)系統(tǒng)；也可以通過一些顯示控件來實(shí)時(shí)的顯示測(cè)量的過程和結(jié)果，非常的方便，且容易使用。另一種方式是將儀器裝入計(jì)算機(jī)。這樣，在每個(gè)分面板上就可以實(shí)現(xiàn)功能操作的單純化和面板布置的簡(jiǎn)潔化，從而提高操作的正確性和便捷性。虛擬儀器以通用計(jì)算機(jī)和配備標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字接口的測(cè)量?jī)x器（包括GPIB、 RS232 等傳統(tǒng)儀器以及新型的 VXI 模塊化儀器）為基礎(chǔ)，將儀器硬件連接到各種計(jì)算機(jī)平臺(tái)上，直接利用計(jì)算機(jī)豐富的軟硬件資源，將計(jì)算機(jī)硬件（處理器、存儲(chǔ)器、顯示器）和測(cè)量?jī)x器（頻率計(jì)、示波器、信號(hào)源）等硬件資源與計(jì)算機(jī)軟件資源（包括數(shù)據(jù)的處理、控制、分析和表達(dá)、過程通訊以及圖形用戶界面）有機(jī)的結(jié)合起 來。 RS232 采取不平衡傳輸方式，即所謂單端通訊。圖 27（ b）中上半部電容 1C 、 2C 、 3C 、 4C 及 V? ， V? 是電源變換部分。 福州大學(xué)本 科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 (3） 產(chǎn)生轉(zhuǎn)換的 CLOCK 時(shí)鐘 上圖中單片機(jī)接的是 12MHZ 的時(shí)鐘，經(jīng)過單 片機(jī)的分頻后（ 12/6=2），輸出時(shí)是 2MHZ，然后通過 74LS74 的 D 觸發(fā)器 4 分頻之后，與 ADC0809 的 ALE 相接，就成了 500KHZ，滿足了 ADC0809 的時(shí)鐘需要，不超過 ADC0809 的最高時(shí)鐘頻率 640KHZ。也可以單獨(dú)使用。 OE 為低電平時(shí)， D0～ D7 為高阻狀態(tài)， OE 為高電平時(shí)，允許轉(zhuǎn)換結(jié)果輸出。該信號(hào)在上升沿處把 A、 B、 C 的狀態(tài)鎖存到內(nèi)部的多路開關(guān)的地址鎖存器中，從而選通 8路模擬信號(hào)中的某一路。 (4)量化與編碼 模擬信號(hào)經(jīng)采樣 保持電路后，得到了連續(xù)模擬信號(hào)的樣值脈沖，他們是連續(xù)模擬信號(hào)在給定時(shí)刻上的瞬時(shí)值，并不是數(shù)字信號(hào)。因此不僅僅是將信號(hào)放大就可以了，還需要對(duì)放大的信號(hào)進(jìn)行調(diào)理。 規(guī)格： 規(guī)格容量 100N— 20KN 規(guī)格輸出電壓 2mV/V177。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與管理要用存儲(chǔ)器把采集到的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)起來，建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)，并進(jìn)行管理和調(diào)用。它是一種用圖標(biāo)代碼來代替文本式編 程語言創(chuàng)建應(yīng)用程序的開發(fā)工具。在設(shè)計(jì)中是 利用 LabVIEW提供的串行通信功能將單片機(jī)系統(tǒng)與 PC 機(jī)結(jié)合 ,既充分利用了 LabVIEW的強(qiáng)大功能 ,又降低了系統(tǒng)開發(fā)成本 ,擴(kuò)展了 LabVIEW的應(yīng)用。同時(shí)，還要對(duì)某一檢測(cè)點(diǎn)任意參數(shù)能夠進(jìn)行隨機(jī)查尋 ，將其在某一時(shí)間段內(nèi)檢測(cè)得到的數(shù)據(jù)經(jīng)過轉(zhuǎn)換提取出來，以便進(jìn)行比較，做出決策，調(diào)整控制方案， 福州大學(xué)本 科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 提高產(chǎn)品的合格率，產(chǎn)生良好的經(jīng)濟(jì)效益。 本設(shè)計(jì)所做的工作 本設(shè)計(jì)以一個(gè)通道進(jìn)行模擬量輸入，從載荷傳感器采集而來的模擬量電壓信號(hào)，經(jīng)過信號(hào)處理后，送入 ADC0809 進(jìn)行模擬量到數(shù)字量的轉(zhuǎn)換，然后通過單片機(jī)的串行口 TXD 發(fā)送到計(jì)算機(jī)上（單片機(jī)發(fā)送出來的數(shù)據(jù)要經(jīng)過電平轉(zhuǎn)換，可用 MAX232 和 RS232 來連接計(jì)算機(jī)和單片機(jī)）， LabVIEW 會(huì)自動(dòng)識(shí)別并實(shí)時(shí)的顯示載荷的大小，如果載荷的大小超過了預(yù)定值或者是用戶設(shè)定的數(shù)值大小，軟件 系統(tǒng)就會(huì)及時(shí)的報(bào)警，并停止載荷傳感器 LRK 的工作。它具有較好的失調(diào)電壓，高的共模抑制比，一般可達(dá)到 80 100dB，而且價(jià)格便宜，使用方便 [2]。另外，調(diào)理電路中有時(shí)輸出的信號(hào)會(huì)有漂移，可以用 OP07 進(jìn)行調(diào)零，具體調(diào)零電路和去耦電路見附錄 2. A/D 轉(zhuǎn)換及其接口方法 A/D 轉(zhuǎn)換器的選取 (1)轉(zhuǎn)換時(shí)間的選擇 轉(zhuǎn)換速度是指完成一次 A/D 轉(zhuǎn)換所需時(shí)間的倒數(shù)，是一個(gè)很重要的指標(biāo)。1LSB （最 低有效位） ? 轉(zhuǎn)換時(shí)間（ 500CLKf KHz? ） 128us ? 轉(zhuǎn)換精度： %? ? ADC0809 沒有內(nèi)部時(shí)鐘，必須由外部提供，其范圍為 10～ 1280kHz。 CLK：時(shí)鐘輸入端。 選定通道后 ，模擬量即為通過采樣 /保持器 AD582 的 +LOGIC IN 端，使 AD582 處于采樣狀態(tài)，其保持電容器 CH上的電壓隨輸入的模擬信號(hào)的變化而變化，即處于跟隨狀態(tài)。當(dāng) OE 輸入高電平時(shí)，打開三態(tài)輸出鎖存器，轉(zhuǎn)換結(jié)果的數(shù)字量輸出到數(shù)據(jù)總線上，完成模擬量到數(shù)字量的變化。 查詢方式： A/D轉(zhuǎn)換芯片有表明轉(zhuǎn)換完成后的狀態(tài)信號(hào)，即 ADC0809 的 EOC 引腳為高電平。為改 進(jìn) RS232 通信距離短、速率低的缺點(diǎn)， RS422 定義了一種平衡通信接口，將傳輸速率提高到 10Mb/s，傳輸距離延長(zhǎng)到 4000 英尺（速率低于 100kb/s 時(shí)），并允許在一條平衡總線上連接最多 10 個(gè)接收器。所以 RS232適合本地設(shè)備之間的通信 。 福州大學(xué)本 科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 16 虛 擬 儀 器 開 發(fā) 者虛 擬 儀 器 軟 件 面 板虛 擬 儀 器 軟 件 開 發(fā) 平 臺(tái)底 層 驅(qū) 動(dòng) 程 序硬 件 模 塊虛 擬 儀 器 開 發(fā) 者操 作 系 統(tǒng) 圖 31 虛擬儀器開發(fā)框圖 虛擬儀器技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于可由用戶定義自己的專用儀器系統(tǒng)，且功能靈活，很容易構(gòu)建，所以應(yīng)用面極為廣泛。 (7)可方便地存貯和交換測(cè)試數(shù)據(jù)，測(cè)試結(jié)果的表達(dá)方式更加豐富多樣。 基于 LabVIEW 的材料測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì) —— 載荷測(cè)量 19 第 4 章 軟件設(shè)計(jì) 軟件設(shè)計(jì)主要是虛擬儀器的設(shè)計(jì)，是用來進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集分析，實(shí)時(shí)顯示所測(cè)得的載荷值和自動(dòng)控制系統(tǒng)的運(yùn)行情況，使測(cè)量測(cè) 試朝著自動(dòng)化的方向發(fā)展。 如果串口發(fā)生了錯(cuò)誤的話，就會(huì)自動(dòng)的彈出“ ”方框，提示用戶發(fā)生了錯(cuò)誤，請(qǐng)及時(shí)的糾正。 通過本設(shè)計(jì)，深刻的認(rèn)識(shí)到了虛擬儀器技術(shù)是儀器發(fā)展的重要發(fā)展方向。你們的業(yè)余工作真的很偉大！ 最后，對(duì)評(píng)審論文的各位老師表示衷心的感謝 ! 福州大學(xué)本 科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 24 參 考 文 獻(xiàn) [1] 豈興明，周建興，矯津毅 . . 北京：人民郵電出版社 . 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[19] 基于 LabVIEW 的材料測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì) —— 載荷測(cè)量 25 附錄 1 載荷傳感器 LRK MODEL: LRK % 特長(zhǎng) 這是一款小型且高精度 ,高出力的拉壓兩用型傳感器 , 拉壓兩方出力誤差小 ,信賴度高。 同時(shí)我還要感謝在我學(xué)習(xí)期間給我極大關(guān)心和支持的各位老師以及關(guān)心我的同學(xué)和朋友。所以還需要進(jìn)一步改進(jìn)。然而，考慮到上述的各個(gè)方面等因素和我們本科生的所學(xué)的知識(shí)水平，并且串行通信自有其用途， LabVIEW 串行函數(shù)庫(kù)也包含可用的針對(duì)串行口操作的函數(shù)， 所以我們這 次使用的就是傳統(tǒng)的串行通訊標(biāo)準(zhǔn)RS232。隨著計(jì)算機(jī)功 能的日益強(qiáng)大以及其體積的日趨縮小，這類儀器功能也越來越強(qiáng)大，目前已經(jīng)出現(xiàn)含嵌入式系統(tǒng)的儀器。虛擬儀器與之不同，它可以通過在幾個(gè)分面板上的操作來實(shí)現(xiàn)比較復(fù)雜的功能。該技術(shù)把儀器分為計(jì)算機(jī)、儀器硬件和應(yīng)用軟件三部分。 RS232 被定義為一種在低速率串行通訊中增加通訊距離的單端標(biāo)準(zhǔn)。其應(yīng)用性更強(qiáng)。因此啟動(dòng)上圖中的 ADC0809 的轉(zhuǎn)換只需執(zhí)行下面的幾條指令（以通道０為例）： MOV A, 00H MOV DPTR, 6000H MOV DPTR, A 第一條指令可以省略，也就是說 A 中可以為任意數(shù)，只要通過 MOVX 指令使 WR 為 0即可。 ADC0809 具有較高的轉(zhuǎn)換速度和精度，受溫度影響較小，能較長(zhǎng)時(shí)間保證精度，重現(xiàn)性好，功能較低，且?guī)в?8路模擬開關(guān)，可以直接與微機(jī)系統(tǒng)相連，而不需要另加接口邏輯。在 START 下降沿后 10us 左右，轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)變?yōu)榈碗娖剑?EOC 為低電平時(shí)，表示正在轉(zhuǎn)換，為高電平時(shí)，表示轉(zhuǎn)換結(jié)束。 ALE：地址鎖存信號(hào)輸入端。實(shí)際中采樣 保持是做成一個(gè)電路。這些信號(hào)與有用信號(hào)疊