虚拟仪器数据采集系统的硬件组成

北京工业大学毕业设计（论文）

摘 要

数据采集显示控制器是为了满足压力控制系统的需要而设计的，是为了适应电子工程设计课程发展而设计的教学设备。它主要用于对电子工程设计训练的第二、三阶段进行改进和扩充，使学生在进行电子工程设计时能有更多的选择。

本文主要论述了数据采集显示控制器的设计过程，设计方法，以及在设计中所遇到的各种问题以及解决方法。

数据采集显示控制器主要由三个部分组成：显示部分，键盘控制部分，串行通信部分。其中每一部分又包括硬件设计部分和软件设计部分。本文会对每一部分的设计进行比较详细的论述，包括设计依据和相关数据。对于设计过程中所用到的设计软件和硬件设备也会做比较细致的介绍，帮助读者更容易的了解数据采集显示控制器的设计过程。在该系统的设计过程中，笔者遇到了一些的问题和困难，这些问题和困难的解决方法在本文中会有比较详细的介绍，希望能给读者在进行类似系统设计时提供一定的参考。

本文所论述的系统在设计时参考了很多相关文献，是切实可行的设计方案。

关键词：

数据显示 键盘控制 串行通信

1

北京工业大学毕业设计（论文）

Abstract

The “Data collection and display controller” is des

资料

第’"卷第%期

’"""年?月振动、测试与诊断@6-+1./6A)*;+.,*61，B4.2-+4341,CD*.E162*2)6/F’"56F%B.+F’"""

!专家论坛"

虚拟仪器———测试仪器从硬件到软件

秦树人

（重庆大学机械学院测试中心

摘要重庆，!"""!!）#从虚拟仪器的概念出发，介绍了虚拟仪器的研究现状，详细说明了虚拟仪器的结构系统、特

点及其应用前景。指出虚拟仪器是计算机技术发展的产物，是计算机硬件、软件和仪器技术的完

美结合。虚拟仪器的出现，标志着测试仪器走向计算机化，测试仪器的功能结构和控件结构走向

软件化。

关键词虚拟技术

#$%%&仪器计算机硬件软件中图分类号

引言

虚拟技术、计算机通讯技术与网络技术是信息技术最重要的组成部分，它们被称为’%世纪科学技术中的三大核心技术。虚拟技术蕴含的巨大潜力，使发达国家趋之若鹜，在这一领域的研究上投入了巨资，希望有朝一日能在它的带动下率先进入信息时代，而把工业时代远远地抛在后面！

’"世纪("年代首先在美国兴起和发展起来的虚拟仪器无疑是虚拟技术领域中的重要组成部分，因此它已成为

资料

第’"卷第%期

’"""年?月振动、测试与诊断@6-+1./6A)*;+.,*61，B4.2-+4341,CD*.E162*2)6/F’"56F%B.+F’"""

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虚拟仪器———测试仪器从硬件到软件

秦树人

（重庆大学机械学院测试中心

摘要重庆，!"""!!）#从虚拟仪器的概念出发，介绍了虚拟仪器的研究现状，详细说明了虚拟仪器的结构系统、特

点及其应用前景。指出虚拟仪器是计算机技术发展的产物，是计算机硬件、软件和仪器技术的完

美结合。虚拟仪器的出现，标志着测试仪器走向计算机化，测试仪器的功能结构和控件结构走向

软件化。

关键词虚拟技术

#$%%&仪器计算机硬件软件中图分类号

引言

虚拟技术、计算机通讯技术与网络技术是信息技术最重要的组成部分，它们被称为’%世纪科学技术中的三大核心技术。虚拟技术蕴含的巨大潜力，使发达国家趋之若鹜，在这一领域的研究上投入了巨资，希望有朝一日能在它的带动下率先进入信息时代，而把工业时代远远地抛在后面！

’"世纪("年代首先在美国兴起和发展起来的虚拟仪器无疑是虚拟技术领域中的重要组成部分，因此它已成为

测温系统设计

科技信息○IT技术论坛○SCIENCE&TECHNOLOGYINFORMATION2008年第33期

基于虚拟仪器的测温系统设计

刘

（1.河海大学常州校区机电学院热能与动力工程系

江苏

巍1

常州

刘珂琴2

213000；2.常州工学院光电工程学院

江苏

常州

213002）

【摘要】针对传统测温存在的若干问题，运用图形化编程语言LabVIEW设计了基于集成温度传感器AD590的虚拟测温系统。系统由软件控制数据采集装置获取传感器检测到的温度信号，实现数字滤波、显示实时温度值，生成温度趋势曲线、温度统计直方图等。实验结果表明，系统结构简单、界面良好、易于操作，测量准确、稳定可靠，可以满足工业测试的需要。

【关键词】虚拟仪器；AD590；温度检测；

LabVIEW

1.引言

在工业生产和科学实验过程中，温度是需要测量和控制的重要参数之一。随着工业生产自动化程度越来越高，对温度的测量越来越普遍，而且对温度测量的要求也越来越高[1]。由于测温时的会受到各种干扰，影响了测温精度，需要进行滤波。传统测温仪一般都是通过硬件电路实现，这样就存在电路复杂、成本较高、性能不够稳定等问题[2]。另外除了要显示实时温度外，往往还要能够方便的实现报警、显示温度变化趋势、对所测温

毕业设计（论文）

任务书

题 目: 基于虚拟仪器的温室环境检测系统设计

院系名称： 电气工程学院 专业班级： 学生姓名： 学 号： 指导教师： 教师职称： 讲师 起止日期： 地 点:

2011 年 1 月 4 日

任务书填写要求

1．毕业设计（论文）任务书由指导教师根据各课题的具体情况填写，经学生所在系（教研室）负责人审查、学院（部）领导签字后生效。此任务书应在毕业设计（论文）开始前一周内填好并发给学生。

2．任务书内容必须用黑墨水笔工整书写或按教务处统一设计的电子文档标准格式（可从教务处网页上下载）打印，不得随便涂改或潦草书写，禁止打印在其它纸上后剪贴。

3．任务书内填写的内容，必须和学生毕业设计（论文）完成的情况相一致，若有变更，应当经过所在专业及学院（部）主管领导审批后方可重新填写。

4．任务书内有关“学院（部）”、“专业”等名称的填写，应写中文全称，不能写数字代码。学生的“学号”要写全号（2003级本科为11位数、200

虚拟仪器应用

虚拟仪器(virtual instrument,VI) 最早是适应PC卡式仪器于1986年由NI 公司提出的,它的出现逐步改变了测量和自动化的方法。所谓虚拟仪器,简单地说就是一组完成传统仪器功能的硬件和软件部件。虚拟仪器通过软件将通用计算机与仪器硬件结合起来,用户可以通过友好的图形界面(通常称为虚拟面板)操作这台计算机,就像在操作自己定义、自己设计的一台单个传统仪器一样。VI 透明地将计算机资源和仪器硬件(如A/ D、D/ A、数字I/ O、定时器和信号调理器等)的测试、控制能力结合在一起,通过软件实现数据的分析处理和表达,从而能更迅速、更经济、更灵活地解决测试问题,并有效地降低了系统组建成本。虚拟仪器技术就是利用高性能的模块化硬件,结合高效灵活的软件来完成各种测试、测量和自动化的应用。

一、虚拟仪器技术的组成

（一）高效的软件。软件是虚拟仪器技术中最重要的部分。功能强大、现成即用的软件使整个过程自动进行。使用正确的软件工具并通过设计或调用特定的程序模块,可以高效地创建自己的应用以及友好的人机交互界面。标准图形化编程软件———LabVIEW ,不仅能轻松方便地完成与各种软硬件的连接,更能提供强大的后续数据处理能力,设置数据处

浅谈虚拟仪器

摘要: 简要的介绍了测量仪器的发展历史及各个阶段仪器的特点；详细介绍了虚拟仪器的基本原理、结构和与传统仪器相比的性能优点。同时还介绍了虚拟仪器的应用状况及未来展望。

关键词: 仪器技术；虚拟仪器；标准化

Abstract: Briefly introduce the development history of measuring instrument, and the characteristic of the instrument in all stages. The basic principle, structure of the virtual instrument and the advantages of virtual instrument which are different from the traditional instrument are introduced in detail. At the same time, application and future expectations of the virtual instrument is introduced briefly.

Key word

实验七 字符串和文件IO

1．创建一个VI，产生一个2维（4列×5行）的随机数数组，要求随机数为1~10之间的整数，把它写入一个数据表格中去，要求在每列加上一个标题头。

答：

程序框图 结果显示 2．将输入的字符串和数值按照一定格式组合成命令字符串输出，再求此组合字符串长度，提取出命令参数的整数数值。

答：

程序框图 结果显示 3．创建一个字符串显示控件，程序运行后显示当前系统日期、时间、及任意输入的学生班级和姓名。

答：

程序框图 显示结果 4．将范围10～20的5个随机数转换为一个字符串显示在前面板上。要求保留1位小数，小数之间用空格分隔。

答：

程序框图 显示结果 5．输入“姓名”、“年龄”、“身高”和“体重”四个参数，要求输出字符串：我叫“姓名”，今年“年龄”岁，我的身高是“身高”厘米，体重是“体重”公斤。

答：

程序框图 显示结果 6．编写一个VI，将一字符串数组写入文件，然后以文本形式从文件中读出来，把数据表格字符串中的“Tab”分隔符转换为“，”分隔符，再把用“Tab”分隔的数据表格字符串和用“逗号”分隔的数据表格字符串分别输出到前面板。

答：

程序框图 显示结果 7．将随机产生的温度数据用波形显示出来

实验一

一． 实验目的

1、熟悉LabVIEW的操作环境 2、了解子VI的创建及其操作

二．实验设备

LabVIEW 8.6

三．实验内容

创建一个VI，实现10个数的连乘功能，并将其改为子VI的形式。 1. 建立一个10个数连乘的VI，采用数组内输入10个数，利用数组内求积函数实现10个数的连乘。

2.编辑栏内选择创建子VI

3.对子VI图标进行编辑

四．实验结果

前面板：

程序框图：

五．实验小结

在实验过程中熟练掌握建立子VI的方法。

实验二

一． 实验目的

1. 熟悉LabVIEW的操作环境 2. 了解子VI调用过程

二．实验设备

LabVIEW 8.6

三．实验内容

创建一个虚拟温度显示器，采用指针仪表与曲线的方式进行联合显

?5?cos(2.5?t?3),t?50T???5?sin(3.5?t?5),t?50 示，输入信号公式为

式中，t为仿真时间。要求信号公式用子VI实现。

1. 创建信号公式的子VI，子VI采用公式节点进行编辑。

子VI运行测验结果

2、在前面板中创建显示控件（仪表、波形图），程序框图中采用While

循环连续产生仿真时间t，在调用信号公式子VI，连接显示控件。

四．实验结果

程序前面板

程序框图：

五．实验小

实验一

一． 实验目的

1、熟悉LabVIEW的操作环境 2、了解子VI的创建及其操作

二．实验设备

LabVIEW 8.6

三．实验内容

创建一个VI，实现10个数的连乘功能，并将其改为子VI的形式。 1. 建立一个10个数连乘的VI，采用数组内输入10个数，利用数组内求积函数实现10个数的连乘。

2.编辑栏内选择创建子VI

3.对子VI图标进行编辑

四．实验结果

前面板：

程序框图：

五．实验小结

在实验过程中熟练掌握建立子VI的方法。

实验二

一． 实验目的

1. 熟悉LabVIEW的操作环境 2. 了解子VI调用过程

二．实验设备

LabVIEW 8.6

三．实验内容

创建一个虚拟温度显示器，采用指针仪表与曲线的方式进行联合显

?5?cos(2.5?t?3),t?50T???5?sin(3.5?t?5),t?50 示，输入信号公式为

式中，t为仿真时间。要求信号公式用子VI实现。

1. 创建信号公式的子VI，子VI采用公式节点进行编辑。

子VI运行测验结果

2、在前面板中创建显示控件（仪表、波形图），程序框图中采用While

循环连续产生仿真时间t，在调用信号公式子VI，连接显示控件。

四．实验结果

程序前面板

程序框图：

五．实验小