【正文】 ........................................... 27 Keil 編譯器軟件 應(yīng)用 ......................................................................... 27 下位機程序設(shè)計 .................................................................................. 28 6 整體調(diào)試 .................................................................................................................... 30 LabVIEW 上位機程序調(diào)試 ............................................................................ 30 找出語法錯誤 ...................................................................................... 30 設(shè)置執(zhí)行程序高亮 .............................................................................. 30 斷點與單步執(zhí)行 .................................................................................. 31 探針 ...................................................................................................... 31 下位機調(diào)試 ..................................................................................................... 32 下位機硬件檢測調(diào)試 .......................................................................... 32 V 總 結(jié) .............................................................................................................................. 33 致 謝 .............................................................................................................................. 34 參 考 文 獻(xiàn) .................................................................................................................... 35 附錄 A 英文原 文 ........................................................................................................... 36 附錄 B 漢語翻譯 ........................................................................................................... 39 附錄 C 電路圖 ............................................................................................................... 42 附錄 D 下位機 C 語言程序 .......................................................................................... 43 沈陽理工大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 1 1 緒 論 課題的研究目的及意義 溫度是工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)研究實驗中的一個非常重要的參數(shù)，物體的許多物理現(xiàn)象和化學(xué)性質(zhì)都與溫度有關(guān)，許多生產(chǎn)過程都是在一定的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行的，需要測量溫度的場合極其廣泛。這種框架結(jié)構(gòu)決定了它只能由儀器廠家來定義、制造，而且功能和規(guī)格一般都是固定的，用戶無法隨意改變其結(jié)構(gòu)和功能。 20 世紀(jì) 90 年代初在我國興起對虛擬儀器的開發(fā)和應(yīng)用，現(xiàn)在已進(jìn)入航空、航天、通信、醫(yī)療、電力、石油勘探、鐵路等行業(yè)，并得到 了廣泛的應(yīng)用，未來市場潛力巨大。 虛擬儀器是通過應(yīng)用程序?qū)⑼ㄓ糜嬎銠C與功能模塊硬件結(jié) 合在一起的一種全新的測控儀器系統(tǒng)。 虛擬儀器與傳統(tǒng)儀器比較，它具有所需的硬件較少、購置費用低、可重復(fù)利用；儀器的關(guān)鍵在軟件、可自行定義、技術(shù)更新非?？臁㈤_發(fā)與維護(hù)費用較低、系統(tǒng)開放、方便與外設(shè)、網(wǎng)絡(luò)連接等一系列的優(yōu)點。 目前，電子測量儀器發(fā)展中出現(xiàn)的虛擬儀器概念己經(jīng)逐步被很多領(lǐng)域所接受，對實現(xiàn)柔性的測控系統(tǒng)具有明顯的推動作用。虛擬儀器不但靈活可變、功能強沈陽理工大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 2 大，而且使用簡單方便，便于技術(shù)升級更新，系統(tǒng)的使用和維護(hù)費用極低，同時具有極高的可靠性 。在美國虛擬儀器及其圖形編程語言，己經(jīng)作為各大學(xué)理工科學(xué)生的一門必修課。 近年來，世界各國的虛擬儀器公司開發(fā)了許多虛擬儀器開發(fā)平臺軟件，以便使用者利用這些公司提供的開發(fā)平臺軟件組建適合自己的虛擬儀器或測試系統(tǒng)，并編制測試軟件。 LabVIEW采用的是圖形化編程方案，是非常實用的開發(fā)軟件； Labwindows/CVI 是為熟悉 C 語言的開發(fā)人員設(shè)計的、在 Windows 環(huán)境下的標(biāo)準(zhǔn) ANSIC 開發(fā)軟件。 當(dāng)今虛擬儀器的系統(tǒng)開發(fā)采用的總線包括 GPIB 通用 接口總線、傳統(tǒng)的 RS232 串行總線、 PXI 總線、 VXI 總線，以及己經(jīng)被 PC機廣泛采用的 USB 總線和 IEEE1394 總線。虛擬儀器的開發(fā)廠家，為了擴(kuò)大虛擬儀器的功能，在測量結(jié)果的數(shù)據(jù)處理、表達(dá)模式及其變換方面也做了許多工作，發(fā)布了各種軟件，建立了數(shù)據(jù)處理的高級分析庫和開發(fā)工具庫，使虛擬儀器發(fā)展成為能夠組建極為復(fù)雜自動測試系統(tǒng)的儀器系統(tǒng)。國內(nèi)將有大批企業(yè)使用虛擬儀器系統(tǒng)對生產(chǎn)設(shè)備的運行狀況進(jìn)行實時檢測。虛擬儀器技術(shù)的提出與發(fā)展，標(biāo)志著二十一世紀(jì)自動控制與電子測量儀器領(lǐng)域技術(shù)發(fā)展的一個重要方向。 本文主要進(jìn)行了以下幾方面的工作： 論述了智能溫度測控系統(tǒng)的課題目的及意義，智能溫度測控系統(tǒng)的國內(nèi)外發(fā)展概況及本論文的主要內(nèi)容。 溫度檢測系統(tǒng)的設(shè)計思路及方案，對系統(tǒng)軟件開發(fā)平臺進(jìn)行選擇。 電烤箱溫度控制系統(tǒng)軟件整體設(shè)計方案，及上位機和下位機的設(shè)計過程。 沈陽理工大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 4 2 虛擬儀器 概述 虛擬儀器的概念 隨著計算機技術(shù)、微電子技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅速發(fā)展，傳統(tǒng)儀器己經(jīng)不能適應(yīng)現(xiàn)代測控系統(tǒng)的要求，美國國家儀器公司率先提出虛擬儀器的概念，它徹底打破了傳統(tǒng)儀器由廠家定義、用戶無法改變的模式，使得用戶可以自己定義儀器，靈活地設(shè)計儀器系統(tǒng)，以滿足多樣化的需求。 虛擬儀器是指具有虛擬儀器面板的個人計算機儀器，即是在通用計算機上加上一組軟件或硬件，使得使用者在操作這臺 計算機時，就像在操作一臺他自己設(shè)計的專用傳統(tǒng)電子儀器 ]1[ 。利用計算機屏幕形象、方便地模擬各種儀器控制面板，以各種形式表達(dá)輸出檢測結(jié)果 。用鍵盤或鼠標(biāo)代替?zhèn)鹘y(tǒng)儀器的面板按鍵與旋鈕，人手不再觸及儀器本身，實現(xiàn)硬件軟件化的結(jié)果。 虛擬儀器的主要特點 虛擬儀器是計算機技術(shù)介入儀器領(lǐng)域所形成的一種新型的富有生命力的儀器種類。軟件在儀器中充當(dāng)了以往由硬件甚至整機來實現(xiàn)的角色，軟件是虛擬儀器的核心，而虛擬儀器中的硬件僅僅是為了解決信號的輸入、輸出，這是虛擬儀器相對于傳統(tǒng)儀器，在概念上的重大突破。而且，虛擬儀器充分利用了計算機豐富的圖形用戶界面資源，建立圖形化軟面板來代替常規(guī)的儀器控制面板，真正做到界面友好、人機交互。當(dāng)需要時，用戶可通過軟件編程添加新的功能，而不必購買新的沈陽理工大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 5 儀器，使得一臺虛擬儀器可 以實現(xiàn)各種儀器的不同功能，大大提高了儀器功能的靈活性。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，已經(jīng)形成網(wǎng)絡(luò)虛擬儀器，它是一種基于 Web技術(shù)的新型虛擬儀器，使得虛擬儀器成為 Inter的一部分，可方便地構(gòu)建遠(yuǎn)程自動測控系統(tǒng)，實現(xiàn)測量、控制過程的網(wǎng)絡(luò)化。系統(tǒng)必需的基本硬件，如數(shù)據(jù)采集電路等被高度集成，制成數(shù)據(jù) 采集卡，實現(xiàn)硬件模塊的即插即用。虛擬儀器利用軟件，選配一個或幾個帶有共性的基本儀器硬件來組成一個通用硬件平臺，通過調(diào)用不同的軟件來擴(kuò)展或組成各種功能的儀器或系統(tǒng)，由于虛擬儀器具有標(biāo)準(zhǔn)性、開放性和模塊化結(jié)構(gòu)，用戶可以將儀器的設(shè)計、使用和管理統(tǒng)一到虛擬儀器標(biāo)準(zhǔn)，提高可重復(fù)利用率。 虛擬儀器的體系結(jié)構(gòu) 任何測量測試儀器的主要功能都是由三大部分 組成 ： 數(shù)據(jù)采集 ； 數(shù)據(jù)測試和分析 ； 結(jié)果輸出顯示。只要提供一定的數(shù)據(jù)采集硬件，就構(gòu)成了基于計算機組成的虛擬測量測試儀器。 虛擬儀器的硬件構(gòu)成 硬件接口電路與計算機儀器構(gòu)成了虛擬儀器的硬件。 沈陽理工大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 6 圖 虛擬儀器的硬件構(gòu)成框圖 基于數(shù)據(jù)采集卡的虛擬儀器，它是以信號調(diào)理電路、數(shù)據(jù)采集卡 (Data Acquisition，簡稱 DAQ)及 PC機為儀器硬件平臺，采用 PCI或 ISA計算機本身的總線，將 DAQ直接插入PC機的相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的總線擴(kuò)展插槽即可，因此這種虛擬儀器又稱 PCDAQ/PCI插卡式虛擬儀器。 基于串行口儀器的虛擬儀器，它是由 Serial標(biāo)準(zhǔn)總線儀器及 PC機為儀器硬件平臺，符合 RS232或者 RS422標(biāo)準(zhǔn)的 PLC和單片機系統(tǒng)。其中，控制其安裝在零號槽中，稱為零槽控制器。 基于 PXI儀器的虛擬儀器，它是以 PXI(PCI Extension for Instrumentation)標(biāo)準(zhǔn)總線儀器模塊及 PC機為硬件平臺， PXI總線方式是在 PCI總線內(nèi)核技術(shù)上增加同步觸發(fā)總線，參考時鐘規(guī)范和要求形成。 基于現(xiàn)場總線的虛擬儀器，它是以 Field Bus標(biāo)準(zhǔn)總線儀器及 PC機為儀器硬件平臺。PCIDAQ/PCI、串行口方案主要適合構(gòu)成大規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)測試系統(tǒng)，如測試任務(wù)需要，也可將上述集中方案結(jié)合構(gòu)成混合測試系統(tǒng)。軟件可以定義為各種儀器，可以說 “軟件即是儀器 ”。由于計算機很容易與網(wǎng)絡(luò)、 外圍設(shè)備，以及其他應(yīng)用連接，對于數(shù)據(jù)采集、系統(tǒng)控制、遠(yuǎn)程傳送都非常方便。虛擬儀器系統(tǒng)的軟件從底層到頂層可分為三個層次，即 VISA庫、儀器驅(qū)動程序、應(yīng)用程序。 儀器驅(qū)動程序，對于數(shù)據(jù)的采集與控制，由于涉及到硬件操作，需要對應(yīng)的硬件驅(qū)動程序。 應(yīng)用軟件，它是建立在儀器驅(qū)動程序之上，需由用戶自己編寫，通過提供直接友好的測控操作界面，豐富的數(shù)據(jù)分析與處理功能來完成自動測控任務(wù)。另一種是基于圖形化語言的軟件開發(fā)環(huán)境，主要有 LabVIEW、 HPVEE等。得到工業(yè)界和學(xué)術(shù)界的普遍認(rèn) 可和好評。 LabVIEW是一種沈陽理工大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 8 虛擬儀器開發(fā)平臺軟件，能夠以其直觀簡便的編程方式、眾多的源代碼級的設(shè)備驅(qū)動程序、多種多樣的分析和表達(dá)功能支持，為用戶快捷地構(gòu)筑自己在實際工程中所需要的儀器系統(tǒng)創(chuàng)造了基礎(chǔ)條件 ]2[ 。特別是對于熟悉儀器結(jié)構(gòu)和硬件電路的硬件工程師、工程技術(shù)人員和測試技術(shù)人員來說，編程就像設(shè)計電路圖一樣；因此，硬件工程師、工程技術(shù)人員和測試技術(shù)人員們學(xué)習(xí) LabVIEW駕輕就熟，在較短的時間內(nèi)就能 夠?qū)W會并應(yīng)用 LabVIEW，也不必去記憶那眼花繚亂的文本式程序代碼。像 C和 C++等其它計算機高級語言一樣， LabVIEW也是一種通用編程語言，具有各種各樣、功能強大的函數(shù)庫，包括數(shù)據(jù)采集、 GPIB、串行儀器控制、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)顯示及數(shù)據(jù)存儲，甚至還有網(wǎng)絡(luò)功能。 LabVIEW的動態(tài)連續(xù)跟蹤方式，可以連續(xù)、動態(tài)地觀察程序中的數(shù)據(jù)流向及其變化情況，比其它語言的開發(fā)環(huán)境更