【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，將會越來越自動化，在未來的測試、測量和自動化領(lǐng)域，將會處于領(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，對網(wǎng)上其它設(shè)備造成干擾，因此必須進行電源的去耦，可以用一個 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（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)行對不同端口地址的讀 /寫命令來完成的。這個信號可用作中斷申請?？筛鶕?jù)這個轉(zhuǎn)換時間設(shè)計一個延時的子程序， A/D 轉(zhuǎn)換啟動后即調(diào)用這個子程序，延時時間一到，轉(zhuǎn)換肯定已經(jīng)完成，接著就可以進行數(shù)據(jù)的傳送了。 RS422由 RS232 發(fā)展而來，它是為彌補 RS232 之不足而提出的。 RS232 是為點對點（即只用一對收、發(fā)設(shè)備）通訊而設(shè)計的，其驅(qū)動器負載為 3～ 7kΩ 。這樣，當(dāng)用戶從一個項目轉(zhuǎn)向另一個項目時，就能簡單地構(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 的材料測試系統(tǒng)設(shè)計 —— 載荷測量 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試儀器本身來完成，而是在軟件的支持下，利用 PC 機 CPU 的強大的數(shù)據(jù)處理功能來完成，使得基于虛擬儀器的測試系統(tǒng)的測試精度、速度大為提高，實現(xiàn)自動化、智能化 、多任務(wù)測量。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 實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)擴展。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)的緩沖時間。 通過友好的人機界面使實驗操作靈活、方便．通過模塊化的設(shè)計擴展了傳統(tǒng)儀器的功能．改變了傳統(tǒng)儀器的操作方式．大大提高了測試效率和使用的經(jīng)濟效益。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，這里非常感謝版主們的熱心幫助，認真的回 答了我的每一個細小的問題。正是由于你們的幫助和支持，我才能克服一個一個的困難和疑惑，直至 本文的順利完成。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是科學(xué)試驗中經(jīng)常用到的測量環(huán)節(jié)，通常由信號調(diào)理、 A/D 轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)分析、顯示等幾個功能模塊組成。 前面板設(shè)計 前面板是 LabVIEW 的最直接的可視化的一個系統(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行，及可以下達一些需要執(zhí)行的命令，來控制整個系統(tǒng)；也可以通過一些顯示控件來實時的顯示測量的過程和結(jié)果，非常的方便，且容易使用。另一種方式是將儀器裝入計算機。這樣，在每個分面板上就可以實現(xiàn)功能操作的單純化和面板布置的簡潔化，從而提高操作的正確性和便捷性。虛擬儀器以通用計算機和配備標準數(shù)字接口的測量儀器（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算機平臺上，直接利用計算機豐富的軟硬件資源，將計算機硬件（處理器、存儲器、顯示器）和測量儀器（頻率計、示波器、信號源）等硬件資源與計算機軟件資源（包括數(shù)據(jù)的處理、控制、分析和表達、過程通訊以及圖形用戶界面）有機的結(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（論文） 12 (3） 產(chǎn)生轉(zhuǎn)換的 CLOCK 時鐘 上圖中單片機接的是 12MHZ 的時鐘，經(jīng)過單 片機的分頻后（ 12/6=2），輸出時是 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 的時鐘需要，不超過 ADC0809 的最高時鐘頻率 640KHZ。也可以單獨使用。 OE 為低電平時， D0～ D7 為高阻狀態(tài)， OE 為高電平時，允許轉(zhuǎn)換結(jié)果輸出。該信號在上升沿處把 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路模擬信號中的某一路。 (4)量化與編碼 模擬信號經(jīng)采樣 保持電路后，得到了連續(xù)模擬信號的樣值脈沖，他們是連續(xù)模擬信號在給定時刻上的瞬時值，并不是數(shù)字信號。因此不僅僅是將信號放大就可以了，還需要對放大的信號進行調(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)存儲與管理要用存儲器把采集到的數(shù)據(jù)存儲起來，建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫，并進行管理和調(diào)用。它是一種用圖標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)計中是 利用 LabVIEW提供的串行通信功能將單片機系統(tǒng)與 PC 機結(jié)合 ,既充分利用了 LabVIEW的強大功能 ,又降低了系統(tǒng)開發(fā)成本 ,擴展了 LabVIEW的應(yīng)用。同時，還要對某一檢測點任意參數(shù)能夠進行隨機查尋 ，將其在某一時間段內(nèi)檢測得到的數(shù)據(jù)經(jīng)過轉(zhuǎn)換提取出來，以便進行比較，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（論文） 2 提高產(chǎn)品的合格率，產(chǎn)生良好的經(jīng)濟效益。 本設(shè)計所做的工作 本設(shè)計以一個通道進行模擬量輸入，從載荷傳感器采集而來的模擬量電壓信號，經(jīng)過信號處理后，送入 ADC0809 進行模擬量到數(shù)字量的轉(zhuǎn)換，然后通過單片機的串行口 TXD 發(fā)送到計算機上（單片機發(fā)送出來的數(shù)據(jù)要經(jīng)過電平轉(zhuǎn)換，可用 MAX232 和 RS232 來連接計算機和單片機）， LabVIEW 會自動識別并實時的顯示載荷的大小，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)就會及時的報警，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，一般可達到 80 100dB，而且價格便宜，使用方便 [2]。另外，調(diào)理電路中有時輸出的信號會有漂移，可以用 OP07 進行調(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)換時間的選擇 轉(zhuǎn)換速度是指完成一次 A/D 轉(zhuǎn)換所需時間的倒數(shù)，是一個很重要的指標。1LSB （最 低有效位） ? 轉(zhuǎn)換時間（ 500CLKf KHz? ） 128us ? 轉(zhuǎn)換精度： %? ? ADC0809 沒有內(nèi)部時鐘，必須由外部提供，其范圍為 10～ 1280kHz。 CLK：時鐘輸入端。 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的變化而變化，即處于跟隨狀態(tài)。當(dāng) OE 輸入高電平時，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，即 ADC0809 的 EOC 引腳為高電平。為改 進 RS232 通信距離短、速率低的缺點， RS422 定義了一種平衡通信接口，將傳輸速率提高到 10Mb/s，傳輸距離延長到 4000 英尺（速率低于 100kb/s 時），并允許在一條平衡總線上連接最多 10 個接收器。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（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 臺底 層 驅(qū) 動 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試數(shù)據(jù)，測試結(jié)果的表達方式更加豐富多樣。 基于 LabVIEW 的材料測試系統(tǒng)設(shè)計 —— 載荷測量 19 第 4 章 軟件設(shè)計 軟件設(shè)計主要是虛擬儀器的設(shè)計，是用來進行數(shù)據(jù)的采集分析，實時顯示所測得的載荷值和自動控制系統(tǒng)的運行情況，使測量測 試朝著自動化的方向發(fā)展。 如果串口發(fā)生了錯誤的話，就會自動的彈出“ ”方框，提示用戶發(fā)生了錯誤，請及時的糾正。 通過本設(shè)計，深刻的認識到了虛擬儀器技術(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，對評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（論文） 24 參 考 文 獻 [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 的材料測試系統(tǒng)設(shè)計 —— 載荷測量 25 附錄 1 載荷傳感器 LRK MODEL: LRK % 特長 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。所以還需要進一步改進。然而，考慮到上述的各個方面等因素和我們本科生的所學(xué)的知識水平，并且串行通信自有其用途， LabVIEW 串行函數(shù)庫也包含可用的針對串行口操作的函數(shù)， 所以我們這 次使用的就是傳統(tǒng)的串行通訊標準RS232。隨著計算機功 能的日益強大以及其體積的日趨縮小，這類儀器功能也越來越強大，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，它可以通過在幾個分面板上的操作來實現(xiàn)比較復(fù)雜的功能。該技術(shù)把儀器分為計算機、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準。其應(yīng)用性更強。因此啟動上圖中的 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，能較長時間保證精度，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)束信號變?yōu)榈碗娖剑?EOC 為低電平時，表示正在轉(zhuǎn)換，為高電平時，表示轉(zhuǎn)換結(jié)束。 ALE：地址鎖存信號輸入端。實際中采樣 保持是做成一個電路。這些信號與有用信號疊