【正文】 數(shù)據(jù)。 。程序框圖即圖形化源代碼的集合，圖形化源代碼又稱程序框圖代碼或G代碼。(7)實(shí)時(shí)溫度表，檢測(cè)溫度變化。(5)溫度波形圖表，顯示溫度變化曲線。運(yùn)行程序前，先在下位機(jī)選擇連接端口，才能從下位機(jī)讀取檢測(cè)數(shù)據(jù)。(2)VSIA配置控件的前面板的采集次數(shù)顯示控件，可直接讀取溫度采集次數(shù)。功能是接收下位機(jī)采集的溫度數(shù)據(jù)，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示及記錄，前面板可以限定溫度值，若溫度超出范圍時(shí)，系統(tǒng)就會(huì)發(fā)出報(bào)警。輸入控件模擬輸入裝置，提供數(shù)據(jù)給VI的程序框圖；而顯示控件模擬輸出裝置，顯示程序框圖獲取數(shù)據(jù)。 子VI前面板和程序框圖 LabVIEW的前面板和各個(gè)部分的功能前面板由兩部分組成：輸入控件以及顯示控件，它們分別是VI的輸入輸出端口。 上位機(jī)的流程圖該圖是最基本也是最重要的流程圖。運(yùn)用labVIEW的圖標(biāo)設(shè)置串口，讀串口數(shù)據(jù)。 上位機(jī)LabVIEW程序的前面板和程序框圖 數(shù)據(jù)處理實(shí)質(zhì)上VISA是I/O接口軟件庫及其規(guī)范的總稱。VISA清空I/。 USB設(shè)備讀寫框圖 LabVIEW2010中串口的配置。ViClose，結(jié)束設(shè)備讀寫并關(guān)閉與指定設(shè)備的連接。ViWrite，向VISA resource name指定的設(shè)備寫入數(shù)據(jù)。 與NlVISA相配合的LabVIEW模板中VI子節(jié)點(diǎn)ViOpen，打開并指定VISA resource name的設(shè)備的連接。， 它的兩種VISA類函數(shù)可以控制兩類USB設(shè)備：USB RAW設(shè)備與USB INSTR設(shè)備。通用串行總線（USB）是一種基于信息的通訊總線。它不受總線、平臺(tái)和環(huán)境的限制。USB系統(tǒng)軟件把USB邏輯設(shè)備看作是一個(gè)端點(diǎn)的集合；USB總線接口是USB設(shè)備的串行接口引擎(SIE)；客戶軟件把功能單元看作是接口的集合。 USB設(shè)備清楚USB設(shè)備的架構(gòu)才能為USB設(shè)備寫驅(qū)動(dòng)程序。主控制器負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)主機(jī)與USB設(shè)備間的數(shù)據(jù)傳輸；根集線器提供連接起點(diǎn)給USB系統(tǒng)。它包括USB主控制器驅(qū)動(dòng)程序、USB總線驅(qū)動(dòng)程序和非USB主機(jī)軟件三部分，這些軟件由操作系統(tǒng)提供。這部分是接口設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。它包括界面應(yīng)用程序和USB設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序兩部分：USB設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序負(fù)責(zé)與USB系統(tǒng)軟件進(jìn)行接口；界面應(yīng)用程序負(fù)責(zé)與USB設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序進(jìn)行接口，來操縱USB設(shè)備。(1)客戶軟件：負(fù)責(zé)與USB設(shè)備功能單元進(jìn)行通信，來實(shí)現(xiàn)其特定功能。被分為了三個(gè)邏輯層:功能層、USB設(shè)備層、USB接口總線層，且每一層都由主機(jī)和USB設(shè)備的不同功能模塊組成。所以本設(shè)計(jì)的通信方式采用USB接口。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(jià)格適中，非常適合本設(shè)計(jì)的溫度檢測(cè)系統(tǒng)，因此我們采用了USB總線作為系統(tǒng)的通信方式。另外，USB支持錯(cuò)誤檢測(cè)和恢復(fù)處理功能，可以自動(dòng)檢測(cè)并隔離設(shè)備。標(biāo)準(zhǔn)USB電纜長3m，低速傳輸時(shí)為5m，通過中繼器或Hub可以使傳輸距離增加到30m。高速傳輸時(shí)，傳輸速率最高可達(dá)482Mbps，全速方式時(shí)為12Mbps。但它總線傳輸距離短，一般小于15m而且最大波特率小于20Kbps，所以不適合于高速場(chǎng)合。它結(jié)構(gòu)簡單，絕大部分計(jì)算機(jī)都配有RS232總線接口。 總體設(shè)計(jì)框圖4 上位機(jī)LabVIEW的程序設(shè)計(jì) USB接口設(shè)計(jì)按總線的類型虛擬儀器系統(tǒng)的通信方式可分為三種方式：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)。下位機(jī)部分實(shí)現(xiàn)溫度信號(hào)的采集和溫度數(shù)據(jù)的輸出。為實(shí)現(xiàn)溫度檢測(cè)系統(tǒng)的各項(xiàng)功能，可將整個(gè)系統(tǒng)分為上位機(jī)和下位機(jī)兩部分:上位機(jī)是裝有LabVIEW2010軟件的PC機(jī)，下位機(jī)是單片機(jī)和外圍電路組成的小系統(tǒng)。(4)保存結(jié)果數(shù)據(jù)：用戶可將采集到的數(shù)據(jù)保存在Excel表格中，方便打印和查詢。(2)檢測(cè)參數(shù)顯示：如測(cè)試時(shí)間、設(shè)定溫度等，當(dāng)溫度超出范圍進(jìn)行報(bào)警等。3 總體設(shè)計(jì) 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能本論文針對(duì)傳統(tǒng)測(cè)控儀器功能由儀器廠商定義，圖形界面小，設(shè)備連接有限，讀取數(shù)據(jù)信息量小，無法編輯、存儲(chǔ)，功能固定、系統(tǒng)封閉、可擴(kuò)展性差，技術(shù)更新速度慢，開發(fā)、維護(hù)費(fèi)用高等特點(diǎn)，設(shè)計(jì)一個(gè)基于LabVIEW的溫度檢測(cè)系統(tǒng)。LabVIEW系列產(chǎn)品，包括用于可靠、確定性控制的實(shí)時(shí) 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(dòng)控制應(yīng)用程序。對(duì)于大型復(fù)雜的工業(yè)自動(dòng)化和控制系統(tǒng)，有專門的LabVIEW數(shù)據(jù)記錄和監(jiān)控模塊，用于監(jiān)控多通道I/O、與工業(yè)控制器和網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信，以及提供基于PC機(jī)的控制。(3)應(yīng)用于過程控制和工廠自動(dòng)化:可利用LabVIEW來建立過程控制和工業(yè)自動(dòng)化應(yīng)用系統(tǒng)。LabVIEW結(jié)合NITestStand測(cè)試執(zhí)行環(huán)境和該領(lǐng)域中最大的儀器驅(qū)動(dòng)程序庫，為整個(gè)系統(tǒng)建立穩(wěn)固完整的檢測(cè)管理平臺(tái)。協(xié)調(diào)使用LabVIEW，信息資源及共享軟件，可大量節(jié)省金錢和時(shí)間。這樣的圖形化程序設(shè)計(jì)編程有著簡單、直觀、開發(fā)效率高等特點(diǎn)。首先，在功能菜單中選取所需功能節(jié)點(diǎn)，并至于何時(shí)位置；然后，在程序圖中的端口用線(Wires)連接各功能節(jié)點(diǎn)，用來傳輸各節(jié)點(diǎn)質(zhì)檢數(shù)據(jù)。當(dāng)把一個(gè)顯示或輸入控件放置到前面板上時(shí)，程序圖中會(huì)相應(yīng)地放置一個(gè)端口(Terminals)。程序圖發(fā)指令前面板接收。VI是LabVIEW的核心。按照數(shù)據(jù)流程序的設(shè)計(jì)規(guī)定，當(dāng)函數(shù)的所有輸入有效時(shí)才能夠執(zhí)行；而當(dāng)目標(biāo)輸出的功能完成時(shí)，它才是有效的。諾依曼的計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)執(zhí)行方式。而且LabVIEW相比其它計(jì)算機(jī)語言，有一個(gè)重要的不同點(diǎn):就是其它計(jì)算機(jī)語言都是采用文本語言產(chǎn)生代碼，而LabVIEW采用的是圖形化編程語言（G語言），以框圖的形式產(chǎn)生程序，簡單易學(xué)，可在短時(shí)間內(nèi)掌握并運(yùn)用到實(shí)踐中。它把復(fù)雜的文本語言簡化成用圖標(biāo)或菜單提示的方法選擇功能，利用線條把各種功能連接起來的編程方式，為用戶進(jìn)行編程、調(diào)試提供了方便的工具和環(huán)境。 LabVIEW的概述LabVIEW是實(shí)驗(yàn)室虛擬儀器集成環(huán)境 (Laboratory virtual Instrument Engineering workbench)的簡稱，是目前發(fā)展最快、應(yīng)用最廣、功能最強(qiáng)的圖形化軟件開發(fā)環(huán)境。驅(qū)動(dòng)程序使儀器與通信軟件集合，連接應(yīng)用程序與VISA庫，每個(gè)儀器模塊都有其對(duì)應(yīng)的儀器驅(qū)動(dòng)程序，用戶可方便的調(diào)用儀器驅(qū)動(dòng)程序，而不必重新設(shè)計(jì)。(1)VISA(Virtual Instrumentation Software Architecture)庫，VISA庫的實(shí)質(zhì)是標(biāo)準(zhǔn)的I/O函數(shù)庫以及相關(guān)規(guī)范的總稱，存在于儀器和儀器驅(qū)動(dòng)程序之間，并為它們提供信息傳遞，是開放實(shí)現(xiàn)的、統(tǒng)一的虛擬儀器系統(tǒng)的基礎(chǔ)與核心。我們只要利用數(shù)據(jù)采集電路或數(shù)據(jù)采集卡，就可以在計(jì)算機(jī)上構(gòu)建新的儀器系統(tǒng)，通過軟件編程實(shí)現(xiàn)不同功能。使硬件軟件化，降低系統(tǒng)成本，增強(qiáng)系統(tǒng)功能及其靈活性。 虛擬儀器的軟件構(gòu)成軟件是虛擬儀器的核心技術(shù)，通過修改程序來實(shí)現(xiàn)不同功能的測(cè)量測(cè)試儀器，去滿足各種不同的需求。上述的幾種方案中，VXI、PXI、GPIB方案適合大型高精度測(cè)試系統(tǒng)。(5)PXI儀器，它的硬件平臺(tái)是PXI(PCI Extension for Instrumentation)標(biāo)準(zhǔn)總線儀器模塊和PC機(jī)，標(biāo)準(zhǔn)的PXI模塊化儀器系統(tǒng)可以 Compact PCI交互操作，也可與VXI或GPIB集成，組成多用途、大規(guī)模系統(tǒng)。(4)VXI儀器，它的儀器硬件平臺(tái)是VXI(VME bus Extension for Instrumentation)標(biāo)準(zhǔn)總線儀器模塊以和PC機(jī)，由主機(jī)箱、控制器和儀器模塊構(gòu)成。(2)通用接口總線GPIB(General Purpose Interface Bus)接口，它的儀器硬件平臺(tái)是GPIB接口儀器、GPIB接口卡和PC機(jī)，GPIB的儀器操作界面具有獨(dú)立性，可脫離計(jì)算機(jī)使用，也可通過標(biāo)準(zhǔn)GPIB電纜連接到計(jì)算機(jī)實(shí)施程序控制。作為虛擬儀器核心的計(jì)算機(jī)要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理以及結(jié)果的顯示，而硬件接口電路要對(duì)被測(cè)量信號(hào)進(jìn)行采集、放大以及模數(shù)轉(zhuǎn)換等工作，對(duì)于構(gòu)成不同的虛擬儀器接口總線，可分為下幾種方案。通常虛擬儀器具有的三部分：計(jì)算機(jī)、硬件接口電路以及軟件部分。相同的是虛擬儀器也具有這三大部分，不同的是對(duì)于數(shù)據(jù)分析和結(jié)果輸出部分虛擬儀器是通過計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)完成的。系統(tǒng)組建用時(shí)短，功能更易拓展，軟硬件的開發(fā)、生產(chǎn)和維護(hù)的費(fèi)用低。被高度集成的如數(shù)據(jù)采集電路等是系統(tǒng)必須的基本硬件，實(shí)現(xiàn)了硬件模塊的即插即用。網(wǎng)絡(luò)虛擬儀器隨網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展逐步形成，這種新型虛擬儀器基于WEB技術(shù)，這使虛擬儀器變成了Inter網(wǎng)的一部分，可以方便的進(jìn)行構(gòu)建遠(yuǎn)程測(cè)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了測(cè)量、控制的網(wǎng)絡(luò)化。如果需要，用戶可以通過編程添加所需功能，而不是購買新的設(shè)備，從而使儀器的靈活性大大提高。另外，虛擬儀器通過豐富的計(jì)算機(jī)圖形做到了人機(jī)互交與界面友好。虛擬儀器的核心是軟件，硬件的作用只在于信號(hào)的輸入、輸出問題上，這對(duì)于傳統(tǒng)儀器而言，虛擬儀器在概念上取得了重大突破。虛擬儀器利用計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)和拓展了其本身的功能，并逐漸替代了傳統(tǒng)儀器對(duì)數(shù)據(jù)采集、分析等功能，達(dá)到了取代的目的。實(shí)際上就是把計(jì)算機(jī)技術(shù)與一起技術(shù)結(jié)合起來，將傳統(tǒng)儀器的三大功能，都放在計(jì)算機(jī)上完成。虛擬儀器 (Virtual Instrumentation)由美國國家儀器公司率先提出，這打破了傳統(tǒng)儀器固定以及用戶無法更改的模式，引發(fā)了測(cè)控儀器的一場(chǎng)重大變革。(6)對(duì)所做工作進(jìn)行了總結(jié)，對(duì)未來的研究作了展望。(4)介紹智能溫度測(cè)控系統(tǒng)硬件組成，電烤箱的功率調(diào)節(jié)方式及各硬件電路的設(shè)計(jì)。(2)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。 課題研究的主要內(nèi)容本文重點(diǎn)介紹使用LabVIEW開發(fā)環(huán)境來設(shè)計(jì)上位機(jī)的監(jiān)控界面，上位機(jī)通過USB轉(zhuǎn)RS232串行口與89E52單片機(jī)通信， DS18B20溫度傳感器讀取溫度數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度參數(shù)的實(shí)時(shí)檢測(cè)。國內(nèi)部分院校實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)引入虛擬儀器，有國內(nèi)專家預(yù)測(cè)：在未來的幾年里，我國虛擬儀器將占所有儀器的50%。為了使虛擬儀器能過靈活的適用于各種配置的總線，各國公司開發(fā)了大量軟件和硬件，以便組建各種復(fù)雜程度不同的虛擬儀器自動(dòng)測(cè)控系統(tǒng)。處了以上幾種開發(fā)軟件，美國HP公司的HPTIG和HVEE軟件，美國Tektronix公司的TekTNS和EzTest軟件也都是優(yōu)秀虛擬儀器開發(fā)軟件，在國際上得到公認(rèn)。NI公司的Labwindows/CVI和LabVIEW是最有影響力和最早的開發(fā)軟件。在美國，虛擬儀器和它的圖形編程語言已經(jīng)成為理工科學(xué)生的必修課程。如今，虛擬