【正文】 當前系統(tǒng)時間。 溫度檢測系統(tǒng)程序框圖下面介紹一下程序框圖中各個重要位置的作用，VSIA控件部分在第三章第二節(jié)已經(jīng)進行了詳細的敘述，此處不再累述。前面板上的對象在程序框圖中顯示為接線端。 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。溫度報警指示燈，當溫度大于上限設定值時，溫度過高燈變紅；當溫度小于下限設定值時，溫度過低燈變紅；當溫度處于上限制和下限值之間時，表明溫度正常，兩個指示燈均為綠色。時間顯示框，顯示當前的實時時間。操作框，可以進行端口選擇，設置報警溫度的上限和下限值，可以停止程序運行。 溫度監(jiān)測系統(tǒng)前面板前面板各個部分的具體功能介紹如下：溫度記錄表和溫度實時顯示框，用于記錄溫度，必要時可以生成Excel表格永久保存。上位機采用的是LabVIEW2010進行設計，即上位機程序的前面板。輸入控件模擬儀器的輸入裝置，為VI的程序框圖提供數(shù)據(jù)。輸入控件是指旋鈕、按鈕、轉(zhuǎn)盤等輸入裝置。 子VI前面板和程序框圖 LabVIEW的前面板和各個部分的功能前面板由輸入控件和顯示控件組成。 上位機的流程圖這是最基本的流程圖，也是最重要的一步。應用labview的圖標（即儀器驅(qū)動程序）設置串口，讀串口里的數(shù)據(jù)。 上位機LabVIEW程序的前面板和程序框圖 數(shù)據(jù)處理VISA實質(zhì)上是一個I/O接口軟件庫及其規(guī)范的總稱。接受緩沖區(qū)和傳輸緩沖區(qū)分別只用一個屏蔽值。按位合并緩沖區(qū)屏蔽可同時刷新多個緩沖區(qū)。VISA清空I/。 USB設備讀寫框圖 LabVIEW2010中串口的配置。ViClose，結(jié)束設備讀寫并關閉與指定設備的連接。ViWrite，向VISA resource name指定的設備寫入數(shù)據(jù)。 與NlVISA相配合的LabVIEW模板中VI子節(jié)點ViOpen，打開并指定VISA resource name的設備的連接。USB INSTR設備是符合USBTMC協(xié)議的USB設備，可以通過使用USB INSTR類函數(shù)控制,通信時無需配置NIVISA；而USB RAW設備是指除了明確符合USBTMC規(guī)格的儀器之外的任何USB設備,通信時要配置NIVISA。您可以使用NIVISA 的讀寫功能向儀器發(fā)送這些指令，并讀取儀器的反饋。這表示PC機與USB設備通過發(fā)送指令和數(shù)據(jù)進行通訊，而這些指令和數(shù)據(jù)是通過總線以文本或二進制數(shù)據(jù)的形式發(fā)送的。換言之，與GPIB 設備進行通訊的程序，無論是在運行Windows 2000的機器上用LabVIEW開發(fā)出來的，還是在運行 Mac OS X的機器上用C語言編寫的，都可以使用同一個API。 NIVISA概述 N1VISA簡介VISA(Virtual Instrument Software Architecture)是一個用來與各種儀器總線進行通訊的高級應用編程接口（API）。在USB設備連接、上電或復位后，USB系統(tǒng)軟件就使用該管道與USB邏輯設備進行配置通信，在USB設備被正確配置后，客戶軟件也會擁有對該管道的使用權(quán)。在USB設備中端點分為了兩類:一類0號端點，也叫控制端點。USB設備中的每個端點都有唯一的一個短點好，各個端點所支持的數(shù)據(jù)傳輸方向也是確定的:或是輸入或是輸出。其中SIE、端點、接口都是USB設備的組成單元。USB設備有三個功能模塊組成：USB總線接口、USB邏輯設備、功能單元。該模塊與USB系統(tǒng)軟件的接口依賴于主控制器的硬件實現(xiàn)，所以這部分也不是重點。根集線器為USB系統(tǒng)提供連接起點。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。這部分是本設計接口設計的重點。而界面應用程序負責和USB設備驅(qū)動程序進行接口，以操縱USB設備，并向用戶提供可視化的操作。通常，它向USB總線驅(qū)動程序發(fā)出I/O請求包以啟動一次USB數(shù)據(jù)輸入，這次傳輸可能是向USB設備發(fā)送數(shù)據(jù)(輸出)，也可能是接收USB設備中的數(shù)據(jù)(輸入)。它一般包括USB設備驅(qū)動程序和界面應用程序兩部分。客戶軟件：客戶軟件負責和USB設備的功能單元進行通信，以實現(xiàn)其特定功能。被分為了三個邏輯層:功能層、USB設備層、USB接口總線層，且每一層都由主機和USB設備的不同功能模塊組成。所以本設計采用USB接口進行通信。由于USB總線具有傳輸速度高，擴展性好，連接方便等眾多優(yōu)點，而且價格適中，非常適合本設計的溫度檢測系統(tǒng)，因此我們采用了USB總線作為系統(tǒng)的通信方式。此外，USB還支持錯誤檢測與恢復處理功能，具有自動檢測并隔離設備的能力。標準USB電纜為3m，使用低速傳輸方式時可為5m，通過Hub或中繼器可使傳輸距離達到30m。在高速傳輸下，數(shù)據(jù)傳輸速率最高可達482Mbps，在全速方式下，可達12Mbps。而且價格昂貴，尤其是VXI總線，不適用于低成本的場合。PXI提供了與PCI一樣包括132Mbps的數(shù)據(jù)傳輸率和即插即用功能的高性能電氣特性。VXI系統(tǒng)綜合了計算機技術(shù)、GPIB技術(shù)、PC儀器技術(shù)、接口技術(shù)、VME總線和模塊化結(jié)構(gòu)技術(shù)的成果，具有小型便攜、高速數(shù)據(jù)傳輸、模塊式結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)組建靈活等特點。VXI的基本概念是為模塊式電子儀器提供一個開放的結(jié)構(gòu)，從而使所有儀器廠家提供的各種模塊可在同一個機箱中運行。VXI總線是“用于儀器的VME總線擴展”的簡稱。受發(fā)送器負載能力的限制，接口系統(tǒng)內(nèi)儀器數(shù)目最多不能超過15臺。GPIB是通用接口總線的簡稱，HP公司在70年代推出的臺式儀器接口總線。但RS232總線傳輸距離一般小于15m，最大波特率小于20Kbps，不適合于高速場合。它的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，幾乎所有計算機都配有RS232總線接口。4 上位機LabVIEW的程序設計 USB接口設計虛擬儀器系統(tǒng)的通信方式按總線類型可以分為以下三種方式：RS232串行總線體系結(jié)構(gòu)、通用儀器總線GPIB，VXI，PXI體系結(jié)構(gòu)和USB通用串行通信總線體系結(jié)構(gòu)。同時選擇LabVIEW作為溫度檢測系統(tǒng)的軟件開發(fā)平臺。根據(jù)系統(tǒng)的主要功能將系統(tǒng)分解為兩大部分，即上位機部分和下位機部分，然后分別進行設計。 總體設計框圖 本章小結(jié)本章主要討論了溫度檢測系統(tǒng)的總體設計方案。其中下位機部分主要完成溫度信號的采集以及溫度數(shù)據(jù)的輸出。為了能夠?qū)崿F(xiàn)溫度檢測系統(tǒng)所提出的各項具體功能，可以將整個系統(tǒng)分解為上位機和下位機兩個部分:上位機為裝有LabVIEW2010軟件的PC機，下位機為單片機及外圍電路組成的小系統(tǒng)。測試結(jié)果的數(shù)據(jù)保存：用戶可以將采集到的數(shù)據(jù)的一部分或者全部保存在Excel表格中，方便查詢和打印。檢測參數(shù)的顯示:如測試時間、設定溫度、當前溫度等，當溫度超出某個范圍進行報警等。3 總體設計本論文針對傳統(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、可擴展性差，技術(shù)更新慢，開發(fā)和維護費用較高的特點，設計了一個基于LabVIEW的溫度檢測系統(tǒng)。虛擬儀器技術(shù)是一項涉及多種技術(shù)領域的綜合性技術(shù)，而且也是一項仍然在不斷發(fā)展的新技術(shù)。應用于測控系統(tǒng):LabVIEW有著強大的功能和廣闊的應用前景，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)應用較少。應用于機器監(jiān)控:對于要求有實時控制、視覺和圖像分析或運動控制的機器監(jiān)視和預先維護的應用系統(tǒng)，LabVIEW是理想的選擇。在LabVIEW平臺下，可以實現(xiàn)多通道的高速測量和控制。 應用于研究與分析:運用LabVIEW，可在汽車、能源研究和其它眾多工業(yè)領域的應用系統(tǒng)中進行實時數(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)。LabVIEW的應用大致可分為以下幾個主要方面：應用于生產(chǎn)檢測: LabVIEW己經(jīng)成為用于測試測量領域的工業(yè)標準化開發(fā)工具。這些應用涵蓋了產(chǎn)品的研發(fā)、測試、生產(chǎn)到后期服務的各個環(huán)節(jié)。圖形化程序設計編程簡單、直觀、開發(fā)效率高。我們可以將之用于頂層程序，也可用作其它程序或子程序的子程序。這些節(jié)點包括了簡單的算術(shù)功能，高級數(shù)據(jù)采集和分析以及用來存儲和檢索數(shù)據(jù)的文件輸入輸出功能和網(wǎng)絡功能。用LabVIEW編制框圖程序時，不必受常規(guī)程序設計語法的限制。在VI的前面板中，輸入控件 (Controls)模擬了儀器的輸入裝置并把數(shù)據(jù)提供給VI的程序圖:而顯示控件(Indicators)則模擬了儀器的輸出裝置并顯示由程序圖獲得或產(chǎn)生的數(shù)據(jù)。VI有一個人機對話的用戶界面，即前面板(Front Panel)和類似于源代碼功能的程序圖(Diagram)。從而，我們可以通過相互連接功能節(jié)點快速地開發(fā)應用程序，甚至還可以有多個數(shù)據(jù)通道同步運行。也就是說，在這種數(shù)據(jù)流程序的概念中，程序的執(zhí)行是數(shù)據(jù)驅(qū)動的，它不受操作系統(tǒng)、計算機等因素的影響。傳統(tǒng)的計算機語言中的順序執(zhí)行結(jié)構(gòu)在LabVIEW中被并行機制所代替：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。LabVIEW的運行機制從宏觀上講己經(jīng)不再是傳統(tǒng)上的馮因為每個子VI可以單獨執(zhí)行，所以很容易調(diào)試。同時，G語言很好地實現(xiàn)了模塊化編程思想。G語言編寫的程序稱為虛擬儀器 VI(Virtual Instrument)，因為它的界面和功能與真實儀器十分相像，在LabVIEW環(huán)境下開發(fā)的應用程序都以VI為后綴的，以表示虛擬儀器的含義。LabVIEW也有完善的仿真、調(diào)試工具，如設置斷點、單步執(zhí)行等。LabVIEW的功能十分強大。而且LabVIEW與其它計算機語言相比，有一個特別重要的不同點:其它計算機語言都是采用文本語一言產(chǎn)生代碼行，而LabVIEW采用圖形化編程語言——G語言，產(chǎn)生的程序是框圖的形式，易學易用，特別適合硬件工程師、工程技術(shù)人員、生產(chǎn)線工藝技術(shù)人員的學習和使用，可以在很短的時間內(nèi)掌握并應用到實踐中去。它可以把復雜、繁瑣、費時的文本語言編程簡化成用菜單或圖標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)驗的用戶進行編程、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)的科學家和工程技術(shù)人員使用。 LabVIEW的概述LabVIEW是實驗室虛擬儀器集成環(huán)境 (Laboratory virtual Instrument Engineering workbench)的簡稱，是目前應用最廣、功能最強、發(fā)展最快的圖形化軟件開發(fā)環(huán)境。目前，虛擬儀器的應用軟件開發(fā)環(huán)境主要有兩種:一種是基于文本語言式的軟件開發(fā)環(huán)境，主要有Labwindows/CVI、Visual C++、Visual、Basic、Delphi等。驅(qū)動程序是完成對某一特定儀器的控制與通信的軟件程序集合，是連接應用程序和VISA庫的橋梁，每一個儀器模塊都有對應的儀器驅(qū)動程序，儀器廠家以源碼的形式提供給用戶，用戶在應用程序中可方便地調(diào)用其儀器驅(qū)動程序，而不必自己重新設計。VISA(Virtual Instrumentation Software Architecture)庫，VISA庫實質(zhì)是標準的I/O函數(shù)庫及相關規(guī)范的總稱，它存在于儀器(即I/O接口設備)與儀器驅(qū)動程序之間，是一個為儀器與儀器驅(qū)動提供信息傳遞的底層軟件，是實現(xiàn)統(tǒng)一的、開放的虛擬儀器系統(tǒng)的基礎與核心。我們只要利用數(shù)據(jù)采集卡或數(shù)據(jù)采集電路，就可在計算機上構(gòu)造新的儀器系統(tǒng)，由軟件進行編程實現(xiàn)不同的功能。使原來需要硬件實現(xiàn)的功能軟件化，以便最大限度的降低系統(tǒng)成本，增強系統(tǒng)功能及靈活性。 虛擬儀器的軟件構(gòu)成虛擬儀器的核心技術(shù)是軟件，通過修改程序可實現(xiàn)功能完全不同的各種測量測試儀器，以滿足各種不同的需求。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)。標準的PXI模塊化儀器系統(tǒng)有s個插槽，還可以 Compact PCI交互操作，可與GPIB或VXI集成，組成大規(guī)模、多用途系統(tǒng)。VXI控制器包括嵌入式工作站控制器、外置工作站控制器和嵌入式PC控制，可根據(jù)測試功能的要求來選用?；赩XI儀器的虛擬儀器，它是以VXI(VME bus Extension for Instrumentation)標準總線儀器模塊以及PC機為儀器硬件平臺，由主機箱、控制器和儀器模塊構(gòu)成?；谕ㄓ媒涌诳偩€GPIB(General Purpose Interface Bus)接口的虛擬儀器，它是以GPIB接口儀器、GPIB接口卡以及PC機為儀器硬件平臺，GPIB儀器具有獨立的儀器操作界面，能夠脫離計算機使用，也可以通過標準GPIB電纜連接計算機實施程序控制。計算機是虛擬儀器的核心，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。虛擬儀器通常是有計算機、硬件接口電路和軟件這三部分構(gòu)成。而虛擬儀器也是由這三大部分組成，不同的是虛擬儀器的數(shù)據(jù)分析和結(jié)果輸出完全山計算機的軟件系統(tǒng)來完成。系統(tǒng)組建時間縮短，功能易于擴展，軟硬件生產(chǎn)、維護和開發(fā)的費用降低。系統(tǒng)軟件的開發(fā)是基于模塊化的設計思想，并大量運用函數(shù)庫、動態(tài)鏈接庫和類庫，代碼具有良好的可重復性。虛擬儀器硬件和軟件都制定了開放的工業(yè)標準，而且采用了模塊化結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)具有良好的開放性和擴展性。易于構(gòu)建網(wǎng)絡化的測量儀器，虛擬儀器基于計算機網(wǎng)絡技術(shù)和接口技術(shù)，具有靈活、方便的互聯(lián)性，能與網(wǎng)絡及其他周邊設備互聯(lián)。虛擬儀器的功能可由用戶定義，虛擬儀器的功能可在用戶機上產(chǎn)生，從而使得儀器不再完全由硬件決定，徹底打破了傳統(tǒng)儀器一經(jīng)設計、制造完成后，其功能不可改變的單一性、封閉性。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，將先進的處