【正文】 業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化開發(fā)工具。這些應(yīng)用涵蓋了產(chǎn)品的研發(fā)、測試、生產(chǎn)到后期服務(wù)的各個(gè)環(huán)節(jié)。圖形化程序設(shè)計(jì)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(diǎn)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(chǔ)和檢索數(shù)據(jù)的文件輸入輸出功能和網(wǎng)絡(luò)功能。 用 LabVIEW編制框圖程序時(shí)，不必受常規(guī)程序設(shè)計(jì)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(gè)人機(jī)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沈陽理工大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 9 能節(jié)點(diǎn)快速地開發(fā)應(yīng)用程序，甚至還可以有多個(gè)數(shù)據(jù)通道同步運(yùn)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(dòng)的，它不受操作系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)等因素的影響。傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)語言中的順序執(zhí)行結(jié)構(gòu)在 LabVIEW中被并行機(jī)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(yùn)行機(jī)制從宏觀上講己經(jīng)不再是傳統(tǒng)上的馮 因?yàn)槊總€(gè)子 VI可以單獨(dú)執(zhí)行，所以很容易調(diào)試。同時(shí)， G語言很好地實(shí)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?yàn)樗慕缑婧凸δ芘c真實(shí)儀器十分相像，在 LabVIEW環(huán)境下開發(fā)的應(yīng)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(shè)置斷點(diǎn)、單步執(zhí)行等。 LabVIEW的功能十分強(qiáng)大。 而且 LabVIEW與其它計(jì)算機(jī)語言相比，有一個(gè)特別重要的不同點(diǎn) :其它計(jì)算機(jī)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(xué)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(xué)習(xí)和使用，可以在很短的時(shí)間內(nèi)掌握并應(yīng)用到實(shí)踐中去。它可以把復(fù)雜、繁瑣、費(fèi)時(shí)的文本語言編程簡化成用菜單或圖標(biāo)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(yàn)的用戶進(jìn)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(xué)家和工程技術(shù)人員使用。 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，是目前應(yīng)用最廣、功能最強(qiáng)、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(yīng)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(dòng)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(yīng)用程序和 VISA庫的橋梁，每一個(gè)儀器模塊都有對應(yīng)的儀器驅(qū)動(dòng)程序，儀器廠家以源碼的形式提供給用戶，用戶在應(yīng)用程序中可方便地調(diào)用其儀器驅(qū)動(dòng)程序，而不必自己重新設(shè)計(jì)。 VISA(Virtual Instrumentation Software Architecture)庫， VISA庫實(shí)質(zhì)是標(biāo)準(zhǔn)的 I/O函數(shù)庫及相關(guān)規(guī)范的總稱，它存在于儀器 (即 I/O接口設(shè)備 )與儀器驅(qū)動(dòng)程序之間，是一個(gè)為儀器與儀器驅(qū)動(dòng)提供信息傳遞的底層 軟件，是實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的、開放的虛擬儀器系統(tǒng)的基礎(chǔ)與核心。我們只要利用數(shù)據(jù)采集卡或數(shù)據(jù)采集電路，就可在計(jì)算機(jī)上構(gòu)造新的儀器系統(tǒng)，由軟件進(jìn)行編程實(shí)現(xiàn)不同的功能。使原來需要硬件實(shí)現(xiàn)的功能軟件化，以便最大限度的降低系統(tǒng)成本，增強(qiáng)系統(tǒng)功能及靈活性。 沈陽理工大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 7 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(shí)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(biāo)準(zhǔn)的 PXI模塊化儀器系統(tǒng)有 s個(gè)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。 基于 VXI儀器的虛擬儀器，它是以 VXI(VME bus Extension for Instrumentation)標(biāo)準(zhǔn)總線儀器模塊以及 PC機(jī)為儀器硬件平臺(tái)，由主機(jī)箱、控制器和儀器模塊構(gòu)成。 基于通用接口總線 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(jī)為儀器硬件平 臺(tái)， GPIB儀器具有獨(dú)立的儀器操作界面，能夠脫離計(jì)算機(jī)使用，也可以通過標(biāo)準(zhǔn) GPIB電纜連接計(jì)算機(jī)實(shí)施程序控制。計(jì)算機(jī)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，如圖 示。虛擬儀器通常是有計(jì)算機(jī)、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(jì)算機(jī)的軟件系統(tǒng)來完成。系統(tǒng)組建時(shí)間縮短，功能易于擴(kuò)展，軟硬件生產(chǎn)、維護(hù)和開發(fā)的費(fèi)用降低。系統(tǒng)軟件的開發(fā)是基于模塊化的設(shè)計(jì)思想，并大量運(yùn)用函數(shù)庫、動(dòng)態(tài)鏈接庫和類庫，代碼具有良好的可重復(fù)性。 虛擬儀器硬件和軟件都制定了開放的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，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(kuò)展性。 易于構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)化的測量儀器，虛擬儀器基于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)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(luò)及其他周邊設(shè)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(jī)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(shè)計(jì)、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(jìn)的處理算法、人工智能或者專家系統(tǒng)應(yīng)用于儀器的設(shè)計(jì)與集成，從而將儀器的水平提高到一個(gè)新的層次。與傳統(tǒng)儀器相比，虛擬儀器的主要特點(diǎn)可以概括為以下幾個(gè)方： 強(qiáng)調(diào) “ 軟件就是儀器 ” 的新概念，取代傳統(tǒng)儀器 “ 硬件為主體 ” 的概念。虛擬儀器充分利用最新的計(jì)算機(jī)技術(shù)來實(shí)現(xiàn)和擴(kuò)展儀器的功能，進(jìn)而逐步代 替?zhèn)鹘y(tǒng)儀器完成某些功能，如數(shù)據(jù)的采集、分析、顯示和存儲(chǔ)等，最終達(dá)到取代傳統(tǒng)電子儀器的目的。用計(jì)算機(jī)軟件實(shí)現(xiàn)各種各樣的信號分析、處理及存儲(chǔ)，完成多種多樣的測試功能 。 其實(shí)質(zhì)是將計(jì)算機(jī)技術(shù)和儀器技術(shù)相結(jié)合，把傳統(tǒng)儀器的三大功能，全部放在計(jì)算機(jī)上來完成。從而使電子測量儀器和自動(dòng)控制領(lǐng)域發(fā)生了一場巨大的變革。 對所做工 作進(jìn)行了總結(jié)，對未來的研究作了展望。 介紹智能溫度測控系統(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)。 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。 沈陽理工大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 3 課題研究的主要內(nèi)容 本文重點(diǎn)介紹了利用 LabVIEW 開發(fā)環(huán)境設(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，讀取溫度傳感器 DS18B20 的溫度 測量數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)對溫度參數(shù)的實(shí)時(shí)檢測。隨著微型計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，虛擬儀器將會(huì)逐步取代傳統(tǒng)儀器而成為測試儀器的主流。 在國內(nèi)己 有部分院校的實(shí)驗(yàn)室引入了虛擬儀器 ,國內(nèi)專家預(yù)測 :未來幾年內(nèi)，我國將有 50%的儀器為虛擬儀器。世界各國的公司，特別是美國的 NI公司，為使虛擬儀器能夠適應(yīng)各種總線的配置，開發(fā)了大量的軟件以及適應(yīng)要求的硬件，可以靈活地組建各種不同復(fù)雜程度的虛擬儀器自動(dòng)測控系統(tǒng)。除了上述的幾種開發(fā)軟件之外，美國 HP 公司的 HVEE 和 HPTIG 軟件，美國 Tektronix 公司的 EzTest 和TekTNS 軟件，以及美國 HEM Data 公司的 SanpMaster 軟件，也是國際上公認(rèn)的優(yōu)秀虛擬儀器開發(fā)軟件。最早和最具影響力的開發(fā)軟 件，是 NI公司的 LabVIEW和 Labwindows/CVI。美國斯坦福大學(xué)的機(jī)械工程系要求三、四年級的學(xué)生在做實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)用虛擬儀器進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和實(shí)驗(yàn)控制。 課題的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 虛擬儀器目前在國外發(fā)展得非?？?，以美國國家儀器公司 (NI 公司 )為代表的一些廠商己經(jīng)在市場上推出了基于虛擬儀器技術(shù)而設(shè)計(jì)的商品化儀器產(chǎn)品。利用現(xiàn)有的計(jì)算機(jī)，加上適當(dāng)?shù)膬x器硬件和應(yīng)用軟件 (如 LabVIEW)構(gòu)成虛擬儀器，使其既具有傳統(tǒng)儀器的基本功能，又能讓用戶根據(jù)自己的需求變化隨時(shí)定義，實(shí)現(xiàn)多種多樣的應(yīng)用要求。因此虛擬儀器技術(shù)備受各國關(guān)注，近十年來，虛擬儀器在國際上發(fā)展非常迅速，在發(fā)達(dá)國家應(yīng)用已經(jīng)十分普及，被廣泛應(yīng)用于測量、監(jiān)控、電信及教育等各個(gè)領(lǐng)域，目 前正朝著總線與驅(qū)動(dòng)程序標(biāo)準(zhǔn)化；硬、軟件模塊化，硬件模塊即插即用；軟件編程平臺(tái)圖形化、通用化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。用戶通過顯示器友好的圖形界面操作計(jì)算機(jī)，完成對被測量的數(shù)據(jù)采集、分析、處理、顯示、存儲(chǔ)等整套測試工作，如同操作一臺(tái)自行定義與設(shè)計(jì)的專用傳統(tǒng)儀器一樣。虛擬儀器是當(dāng)前測控領(lǐng)域的技術(shù)熱 點(diǎn)，它代表了未來儀器技術(shù)的發(fā)展方向。 隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速 發(fā)展，傳統(tǒng)儀器己經(jīng)不能適應(yīng)現(xiàn)代監(jiān)測系統(tǒng)的要求，美國國家儀器公司（簡稱 NI）率先提出虛擬儀器 (Virtual Instrumentation)的概念，它徹底打破了傳統(tǒng)儀器由廠家定義生產(chǎn)，用戶無法改變的模式，從而使測控儀器發(fā)生了一場巨大的變革。目前的溫度測量系統(tǒng)一般使用的都是傳統(tǒng)儀器，傳統(tǒng)儀器的功能都是通過硬件或者固化的軟件來實(shí)現(xiàn)的。 MCU。 The machine is through a single chip puter 89 E52 read temperature data, through the RS232 turn USB interface, move as a machine for analysis. This design is used to RS232 serial line USB for PC and a machine under the munication. The munication module LabVIEW NIVISA in version began after support USB serial ports, make the next place machine and can not through LabVIEW munication data acquisition card takes a machine under the monitoring data, make the flexibility and practical better LabVIEW, save the hardware part of the cost. Key words: LabVIEW。 關(guān)鍵詞 ： LabVIEW； 接口技術(shù) ； 單片機(jī)；溫度 II Abstract With the continuous development of measurement and control technology, and its technology is toward automation, intelligent, digital and work development. The pany put forward the NI software is instrument concept, so LabVIEW arises at the historic moment. Detection in today39。本設(shè)計(jì)有兩個(gè)方面，上位機(jī)是在 PC 平臺(tái)上運(yùn)用 LabVIEW 軟件開發(fā)檢測界面，并且直觀的觀察溫度變化曲線，根據(jù)需要還可以以 Excel 表格的形式，保存檢測的歷史數(shù)據(jù) ，根據(jù)實(shí)時(shí)采集的溫度數(shù)據(jù)和設(shè)定值比較，提示溫度報(bào)警 ；下位機(jī)是通過單片機(jī) 89E52 讀取溫度數(shù)據(jù) ，通過 RS232 轉(zhuǎn) USB 接口，動(dòng)如上位機(jī)中進(jìn)行分析處理 。 檢測在當(dāng)今社會(huì)的許多工業(yè)中不和或缺，有些環(huán)境惡劣的地方更是離不開遠(yuǎn)程的檢測系統(tǒng)。 沈陽理工大學(xué) 應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 題 目： 基于 LabVIEW 的溫度檢測系統(tǒng) 系 別： 信息 與控制學(xué)院 專 業(yè)： 測控技術(shù)與儀器 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： 年 月 日 I 摘 要 隨著測控技術(shù)的不斷發(fā)展，測控技術(shù)正向著自動(dòng)化，智能