【正文】 穩(wěn)壓電路的設(shè)計(jì)方法相同。 本設(shè)計(jì)中，選用 L781L7915 三端集成穩(wěn)壓器，、 ，采用兩個(gè) 9V 的干電池提供電源。按圖 22 焊接電路，???路板焊接圖以及實(shí)測(cè)的穩(wěn)壓結(jié)果如圖 31313 所示。圖 312 是輸出為+15V 的穩(wěn)壓電路，圖 313 是輸出為15V 的穩(wěn)壓電路。 本章小結(jié) 本章首先介紹了調(diào)理電路的作用；然后介紹了霍爾轉(zhuǎn)速傳感器的調(diào)理電路設(shè)計(jì)方法，其中介紹了施密特觸發(fā)器和集成施密特觸發(fā)器，并對(duì)調(diào)理電路進(jìn)行實(shí)際測(cè)試；接著介紹了霍爾電流、電壓傳感器的調(diào)理電路的方法；最后補(bǔ)充介紹了利用集成三端穩(wěn)壓器制作的直流穩(wěn)壓電源的方法。第四章 USB2080 采集卡 20 第四章 USB2080 采集卡 功能概述USB2080 卡是一種基于 USB 總線的數(shù)據(jù)采集卡，可直接與計(jì)算機(jī)的 USB 接口連接，構(gòu)成實(shí)驗(yàn)室、產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)測(cè)中心等各種領(lǐng)域的數(shù)據(jù)采集、波形分析和處理系統(tǒng)。也可構(gòu)成工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的監(jiān)控系統(tǒng)。它的主要應(yīng)用場(chǎng)合為：（1） 電子產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)；（2） 信號(hào)采集；（3） 過(guò)程控制；（4） 伺服控制； 基本功能USB2080 采集卡的適用各種領(lǐng)域的數(shù)據(jù)采集，功能多，下面就把本實(shí)驗(yàn)所涉及到的功能分條一簡(jiǎn)要介紹：（1） 轉(zhuǎn)換器：AD78991（兼容 AD78992） 。采用該轉(zhuǎn)換器時(shí)輸入量程范圍為177。5V、177。10V。（2） 輸入量程：177。10V。在 AD 模擬量輸入跳線中設(shè)置。（3） 轉(zhuǎn)換精度：14 位。把10V 到+10V 的數(shù)按相同的間隔以二進(jìn)制的方式存儲(chǔ)在 14 位的存儲(chǔ)器中。（4） 采樣頻率：138Hz 到 400KHz。在驅(qū)動(dòng)程序中設(shè)定為 5000Hz 到 60KHz范圍內(nèi)的可自動(dòng)改變。（5） AD 采集方式：連續(xù)采集。（6） 物理通道數(shù)：32 通道（單端） 。（7） 采樣通道數(shù)：在驅(qū)動(dòng)程序中設(shè)定為一個(gè)通道，0 通道。（8） 模擬量輸入方式：?jiǎn)味四M輸入。（9） 模擬輸入阻抗：100 。M?（10）通道卻換方式：首末通道順序卻換。（11）觸發(fā)方式：軟件內(nèi)觸發(fā)。（12）觸發(fā)類型：邊沿觸發(fā)。（13）觸發(fā)方向：負(fù)向觸發(fā)。第四章 USB2080 采集卡 21 數(shù)據(jù)格式及換算關(guān)系本設(shè)計(jì)采用的是輸入量程為177。10V 的雙極性的輸入。AD 雙極性模擬量輸入的數(shù)據(jù)格式采用補(bǔ)碼的形式，如表 41 所示：表 41 數(shù)據(jù)格式及換算關(guān)系輸入 AD 原始碼（二進(jìn)制） AD 原始碼（十六進(jìn)制） 求補(bǔ)后的碼（十進(jìn)制）正滿度 01 1111 1111 1FFF 16383正滿度1LSB 01 1111 1110 1FFE 16382中間值+1LSB 00 0000 0001 0001 8193中間值（零點(diǎn)） 00 0000 0000 0000 8192中間值1LSB 11 1111 1111 3FFF 8191負(fù)滿度+1LSB 10 0000 0001 1001 1負(fù)滿度 10 0000 0000 1000 0假設(shè)從設(shè)備中讀取 AD 端口的數(shù)據(jù)保存在 ADBuffer 中，設(shè)電壓值為 Volt，那么量程的轉(zhuǎn)換公式為：。20./16384ufer[0]2)amp。3) ADBOxF????（ ） （在 LavVIEW 中編寫(xiě)該公式，把從設(shè)備中讀取 AD 端口的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為實(shí)際電壓值，然后送到下面的程序中進(jìn)行處理。 軟件說(shuō)明 USB 設(shè)備管理由于驅(qū)動(dòng)程序采用面向?qū)ο缶幊?，所以要使用設(shè)備的一切功能，則必須首先用CreateDevice 函數(shù)創(chuàng)建一個(gè)設(shè)備對(duì)象句柄 hDevice，有了這個(gè)句柄，就擁有對(duì)該設(shè)備的控制權(quán)。然后將此句柄作為參數(shù)傳遞給其他函數(shù)，如 InitDeviceAD 可以使用hDevice 句柄以初始化設(shè)備的 AD 部件并啟動(dòng) AD 設(shè)備，ReadDeviceAD 函數(shù)可以用hDevice 句柄實(shí)現(xiàn)對(duì) AD 數(shù)據(jù)采樣的批量讀取，SetDeviceDO 函數(shù)可用實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)量的輸出等，最后可以通過(guò) ReleaseDevice 將 hDevice 釋放掉。（41）第四章 USB2080 采集卡 22 批量讀取 AD 數(shù)據(jù) 圖 41 AD 采樣的實(shí)現(xiàn)過(guò)程創(chuàng)建對(duì)象CreateDevice()開(kāi)始初始化和啟動(dòng) ADInitDeviceAD()讀取 AD 數(shù)據(jù)ReleaseDeviceAD（）用戶對(duì)采集到的 AD 數(shù)據(jù)進(jìn)行處理其代碼有用戶根據(jù)需要進(jìn)行編寫(xiě)需要再緊接著讀取 AD 數(shù)據(jù)以實(shí)現(xiàn)連續(xù)采集嗎？釋放和停止 AD 設(shè)備ReleaseDeviceAD（）需要改變通道或頻率或清 FIF清后再繼續(xù)采集嗎？釋放設(shè)備對(duì)象ReleaseDeviceAD（）結(jié)束不需要否是接著上次再讀 AD 數(shù)重新初始化第四章 USB2080 采集卡 23 當(dāng)有了 hDveice 設(shè)備的對(duì)象句柄后，并可用 InitDeviceAD 函數(shù)初始化 AD 部件，關(guān)于采樣通道、頻率等的函數(shù)的設(shè)置是由這個(gè)函數(shù)的 pADPara 參數(shù)結(jié)構(gòu)體決定的。只需要對(duì)這個(gè) pADPara 參數(shù)結(jié)構(gòu)體的各個(gè)成員簡(jiǎn)單賦值即可實(shí)現(xiàn)所有硬件參數(shù)和設(shè)備狀態(tài)的初始化，然后這個(gè)函數(shù)啟動(dòng) AD 設(shè)備。接著便可用 ReadDeviceAD 反復(fù)讀取 AD數(shù)據(jù)以實(shí)現(xiàn)連續(xù)不斷采樣。當(dāng)需要關(guān)閉 AD 設(shè)備時(shí)，ReadDeviceAD 便可幫助實(shí)現(xiàn)（但設(shè)備對(duì)象 hDveice 依然存在） 。 （注：ReadDeviceAD 雖然主要面對(duì)批量讀取，高速連續(xù)采集而設(shè)計(jì)，但亦可用它以少量點(diǎn)如 32 個(gè)點(diǎn)讀取 AD 數(shù)據(jù)，以滿足慢速采集需要） 。具體流程如圖 41 所示：注意：圖中較粗的虛線表示對(duì)稱關(guān)系，如左邊的虛線表示（CreatDevice 和ReleaseDevice 兩個(gè)函數(shù)的關(guān)系是：最初執(zhí)行一次 CreateDevice,在結(jié)束時(shí)就需執(zhí)行一次 ReleaseDevice。右邊的虛線 InitDeviceAD 與 ReleaseDeviceAD 成對(duì)稱方式出現(xiàn)。 設(shè)備驅(qū)動(dòng)接口函數(shù)表 42 為設(shè)備驅(qū)動(dòng)接口函數(shù)列表，其中美國(guó)函數(shù)省略了前綴“USB2080_” 。表 42 設(shè)備驅(qū)動(dòng)接口函數(shù)函數(shù)名 函數(shù)功能 備注CreateDevice 創(chuàng)建 USB 總線的設(shè)備對(duì)象GetDeviceCount 取得設(shè)備總數(shù)GetDeviceCountID 取得設(shè)備當(dāng)前 ID 號(hào)ResetDevice 復(fù)位 USB 設(shè)備ReleaseDevice 關(guān)閉設(shè)備，且釋放 USB 總線設(shè)備對(duì)象InitDeviceAD 初始化 USB 設(shè)備 AD 部件，準(zhǔn)備傳數(shù)ReadDeviceAD 連續(xù)批量讀取 USB 設(shè)備上的 AD 數(shù)據(jù)ReleaseDeviceAD 釋放 USB 設(shè)備中的 AD 部件LoadParaAD 從 Windows 系統(tǒng)中讀取硬件參數(shù)SaveParaAD 往 Windows 系統(tǒng)中保存硬件參數(shù)從該表中可以查找驅(qū)動(dòng)程序里包含的接口函數(shù)的功能，方便后續(xù)程序的編寫(xiě)與閱讀。第四章 USB2080 采集卡 24 實(shí)驗(yàn)測(cè)試 將施密特觸發(fā)器的信號(hào)輸出端接到 USB2080 采集卡的 1318 引腳（即采用 0 通道、1 通道、2 通道采集） ，連接好霍爾轉(zhuǎn)速、電流、電壓傳感器、施密特觸發(fā)器、電流、電壓的調(diào)理電路、直流穩(wěn)壓電源等相關(guān)電路。把采集卡采集到的數(shù)經(jīng)過(guò)公式 0./16384*ufer[0]2)amp。3) ADBOxF?? ?（ ） （圖 42 采集卡采集的脈沖信號(hào)的換算（用 LabVIEW 編程實(shí)現(xiàn)） ，然后在波形圖表中顯示出來(lái)，如圖 42 所示。如圖可知，采集卡采集到的數(shù)為最大值為+5V,最小值為 0V 的標(biāo)準(zhǔn)矩形脈沖，與圖 37的矩形脈沖基本吻合，證明采集卡的采樣沒(méi)有發(fā)生失真，實(shí)驗(yàn)結(jié)果達(dá)到預(yù)期效果，符合要求！ 本章小結(jié)本章首先介紹了 USB2080 采集卡硬件的部分功能，并對(duì)本設(shè)計(jì)所涉及的功能作了簡(jiǎn)要的介紹；然后介紹了 USB2080 采集卡的驅(qū)動(dòng)程序和 AD 采樣實(shí)現(xiàn)過(guò)程的程序流程圖。最后對(duì) USB2080 采集卡進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試結(jié)果符合要求。第五章 基于 LabVIEW 開(kāi)發(fā)的在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 25 第五章 基于 LabVIEW 開(kāi)發(fā)的在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng) LabVIEW 概述 LabVIEW 的產(chǎn)生及發(fā)展LabVIEW 是 Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench(實(shí)驗(yàn)室虛擬儀器集成環(huán)境)的簡(jiǎn)稱，是由美國(guó)國(guó)家儀器公司（National Instruments,NI）創(chuàng)立的一個(gè)功能強(qiáng)大而又靈活的儀器和分析軟件應(yīng)用開(kāi)發(fā)工具。NI 公司生產(chǎn)基于計(jì)算機(jī)技術(shù)的軟硬件產(chǎn)品，其產(chǎn)品幫助工程師和科學(xué)家進(jìn)行測(cè)量、過(guò)程控制及數(shù)據(jù)分析和存儲(chǔ)。NI 公司于 25 年前由 James Truchard、Jeffrey Kodosky 和 Willam Nowlin 創(chuàng)建于德克薩斯州的 Austin。當(dāng)時(shí) 3 人正在位于 Austin 的德克薩斯大學(xué)應(yīng)用研究實(shí)驗(yàn)室為美國(guó)海軍進(jìn)行聲納應(yīng)用研究，尋找將測(cè)試設(shè)備連接到 DEC PDP11 計(jì)算機(jī)的方法。 于是決定開(kāi)發(fā)一種接口總線，并吸納 Jeff 和 Bill 共同研究，終于成功地開(kāi)發(fā)出 LabVIEW 并提出了“虛擬儀器”這一概念。在此過(guò)程中，他們創(chuàng)建了一個(gè)新公司—National Instruments [5]。LabVIEW 自 1986 年問(wèn)世以來(lái)，經(jīng)過(guò)不斷改進(jìn)和更新，已經(jīng)從最初簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)采集和儀器控制的工具發(fā)展成為科技人員用來(lái)設(shè)計(jì)、發(fā)布虛擬儀器軟件的圖形化平臺(tái)，成為測(cè)試測(cè)量和控制行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)軟件平臺(tái)?！? 1986 年 10 月 NI 公司正式發(fā)布了 LabVIEW 。隨后，NI 公司的 LabVIEW 開(kāi)發(fā)小組繼續(xù)投入開(kāi)發(fā)項(xiàng)目，對(duì)編輯器、圖形顯示及其他細(xì)節(jié)進(jìn)行重大改進(jìn)，在 1990年 1 月發(fā)布了 LabVIEW 。1992 年 LabVIEW 實(shí)現(xiàn)了從 Macintosh 平臺(tái)到 Windows平臺(tái)的移植，1993 年 1 月 LabVIEW 3．0 正式發(fā)行。此時(shí) LabVIEW 已經(jīng)成為包含了幾千個(gè)Ⅵ的大型應(yīng)用軟件和系統(tǒng)，作為一個(gè)比較完整的軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境得到認(rèn)可，并迅速占領(lǐng)市場(chǎng)?！　?996 年 4 月 LabVIEW 問(wèn)世，實(shí)現(xiàn)了應(yīng)用程序編制器（LabVlEWApplication Builder）的單獨(dú)執(zhí)行，并向數(shù)據(jù)采集 DAQ 通道方向進(jìn)行了延伸。1998 年 2 月發(fā)布的 LabVIEW 5 對(duì)以前版本全面修改，對(duì)編輯器和執(zhí)行系統(tǒng)進(jìn)行了重寫(xiě)，盡管增加了復(fù)雜性，但也大大增強(qiáng)了 LabVIEW 的可靠性。1999 年 6 月，LabVIEW 開(kāi)發(fā)小組發(fā)布了用于實(shí)時(shí)應(yīng)用程序的分支—LabVIEW RT 版。2022 年 6 月 LabVIEW 6 發(fā)布，LabVIEW 6 擁有新的用戶界面特征（如 3D 形式顯示） 、擴(kuò)展功能及各層內(nèi)存優(yōu)化，另外還具有一項(xiàng)重要的功能是強(qiáng)大的Ⅵ服務(wù)器。2022 年 5 月發(fā)布的 LabVIEW 7 Express 引入了波形數(shù)據(jù)類型和一些交互性更強(qiáng)、基于配置的函數(shù)，使用戶應(yīng)用開(kāi)發(fā)更簡(jiǎn)便，在很大程度上簡(jiǎn)化了測(cè)量和自動(dòng)化應(yīng)用任第五章 基于 LabVIEW 開(kāi)發(fā)的在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 26 務(wù)的開(kāi)發(fā)，并對(duì) LabVIEW 使用范圍進(jìn)行擴(kuò)充，實(shí)現(xiàn)了對(duì) PDA 和 FPGA 等硬件的支持。2022 年發(fā)布了 LabVIEW 8，為分布在不同計(jì)算目標(biāo)上的各種應(yīng)用程序的開(kāi)發(fā)和發(fā)布提供支持?！　?022 年 NI 公司為慶祝和紀(jì)念 LabVIEW 正式推出 20 周年，在當(dāng)年 10 月發(fā)布了LabVIEW20 周年紀(jì)念版—LabVIEW 。該版本增加了仿真框圖和 MathScript 節(jié)點(diǎn)兩大功能，提升了 LabVIEW 在設(shè)計(jì)市場(chǎng)的地位；同時(shí)第一次推出了簡(jiǎn)體中文版，為中國(guó)科技人員的學(xué)習(xí)和使用降低了難度。 LabVIEW 環(huán)境 LabVIEW 提供了大量的虛擬儀器和函數(shù)庫(kù)來(lái)幫助編程。LabVIEW 也包含了特殊的應(yīng)用庫(kù)，用于實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、文件輸入/輸出、GPIB 和串行儀器控制及數(shù)據(jù)分析。LabVIEW 包括了常規(guī)的程序調(diào)試工具，用這些工具可以設(shè)置斷點(diǎn)、并單步執(zhí)行程序及動(dòng)畫(huà)模擬執(zhí)行，以便觀察數(shù)據(jù)流。在不同類型的圖表和圖形上，LabVIEW 提供一組有效的 VI 用于數(shù)據(jù)顯示。LabVIEW 系統(tǒng)由 LabVIEW 應(yīng)用執(zhí)行文件和許多相關(guān)的文件及子目錄組成。LabVIEW 使用文件和目錄來(lái)存儲(chǔ)創(chuàng)建 VI 所必需的信息，部分重要的文件和目錄如下：（1） LabVIEW 可執(zhí)行程序，用于啟動(dòng) LabVIEW。（2） 目錄：該目錄包含 VI 庫(kù)，如數(shù)據(jù)采集、儀器控制和分析 VI。它必須與 LabVIEW 可執(zhí)行程序在同一目錄下。不要改變 目錄的名稱，因?yàn)?LabVIEW 啟動(dòng)時(shí)要查找該目錄。如果改變此名稱，就不能使用眾多的控件和庫(kù)函數(shù)。（3） example 目錄：該目錄包含許多 VI 示例，這些例子示范 LabVIEW 的功能。（4） 目錄：用戶創(chuàng)建的 VI 保存于該目錄并將出現(xiàn)在 LabVIEW 的Functions Palette(函數(shù)選項(xiàng)板)上。（5） 目錄：如果希望用戶儀器驅(qū)動(dòng)程序出現(xiàn)在 LabVIEW 的函數(shù)選項(xiàng)板上，應(yīng)將其放置在該目錄下 [22]。 LabVIEW 的特點(diǎn) LabVIEW 是一個(gè)通用編程系統(tǒng)，它不但能夠完成一般的數(shù)學(xué)運(yùn)算與邏輯運(yùn)算和輸入輸出功能，它還帶有專門(mén)的用于數(shù)據(jù)采集和儀器控制的庫(kù)函數(shù)和開(kāi)發(fā)工具，尤其還帶有專業(yè)的數(shù)學(xué)分析程序包，基本上可以滿足復(fù)雜