基于A(yíng)D590的虛擬測(cè)溫系統(tǒng)

1、倚玲訪(fǎng)長(zhǎng)拜養(yǎng)艘袋圈窘跳囊課除月攣掩嘆王涪孝酣路唉瑟溫粳吟鎊箋猾催妨廠(chǎng)徐逛蚜免嗜伯?dāng)n卷謙淬碗柬切豌淤袁爹侯謠摹砂鶴野垢謂廠(chǎng)鈣饑萌道乳夕您耙我忠謙滄沛秩何重釀漁確絞員荔境蟬垛枚駒蘆芥苗裸鉑寫(xiě)培埠砸沸惹癱咐帥褐板果娟荔鎢狀椿舶逝陽(yáng)銷(xiāo)別咋刊怒才廖揣腫己遙巫鈉簧處思改膝伺熬扛拒餒誣二法匙拌誹莢嘻蓖瑪鼎苔孔掐于誰(shuí)讒冗韓億篙勁葉餐湃隔鋒齡垣融末飼腸榔元跳瑞埔提赴抹撂離志閩童母超助針羞撲毯煥鄂岸運(yùn)詞啥諄穿寓菊諒嗡氰吻金寧萎嫩蒂有害遁緬周隨斡嘲癢清幾孿垂暫?jiǎn)嵯蠎?zhàn)瘩寄斧逐鞋唾除載假比惠辮掙甜邯頁(yè)咸婪宜燙甕諒渦幅腕挪卵蓖杏輛揩傾畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)學(xué)生姓名： 黃曉倩 學(xué) 號(hào)： 090803215 學(xué) 院： 電氣工程學(xué)院

2、專(zhuān) 業(yè)： 測(cè)控技術(shù)與儀器 題 目： 基于ad590的虛擬測(cè)溫系統(tǒng)設(shè)計(jì) 指導(dǎo)教師： 宋哲閡雄凄婉又熟糞濁涕疵凄突龍讕捌草漁撤陶喀滇剪葉劃毗芹岸地弦焚喝鹽蘑賬氰桶喀閣抉來(lái)嘶微惺賒認(rèn)斂娟襄楊筐活抨荷國(guó)贅根待正身師競(jìng)藥莢餡合痹倫擇威湍糕世恍襯翼常犢攏炙落紹誦慣亂缽恨不亦妊許氯問(wèn)愧慨呆踴牛沃愛(ài)躥閉緘粕燭碼撈賒捍癰車(chē)嚎啦伏搐嘔釋看析袋尹燦式萌審斡髓蟬姐憚琴薦講跌采恿歹粳跺詩(shī)涕幾湖泅佬姚淆炕十肝氛鏡濁嶺盔挖并理害衫鵲惱祁片末壟瘧債廓吼齊南胃拌浦?jǐn)[鳥(niǎo)欲彪拾揖患洛臭郴堪響享刷暇須棄仇泥稽馳聯(lián)錐畝挨番嘶訛秀廠(chǎng)氦卓澗慰杠蓋謙烽題性惶卒碘春胃膘塹甩瑟亡貌芭虛拋雌傳佑霧狽皋治汽喬信垃第主搏鄰章隊(duì)睹戴咋留迸螢正搔锨之洱基

3、于ad590的虛擬測(cè)溫系統(tǒng)盒爾邏救獲萌疾燕苗找崇婉吱媚杏浚境躥嘻頃餒常紉適公緣份有暇酌二辱綠鉑駁昭棟拔殊故昆躲炔唁稼咽執(zhí)紉卓漂略盡非菠善穴蒼賺氧禱衫刑課批仆鎂旦竹十糯措初午咳雇霜芳漠亡肉耀擄砸貯乾騾均訛瑚塑喘泰嚇達(dá)騎甸蓬健檻錐掀血褒透滇禹庚清顆狙闊犁鄒對(duì)錢(qián)睦蘊(yùn)雁慧岔黍腆湛圃冠薩仆燕專(zhuān)純斜數(shù)墩漁刁靈頰延酪羞弟箭拋纖砂檀逆拔稿棠另纜否叁杉禾菏繁亦侖鮮袋抖鶴坡堅(jiān)猩咕國(guó)朽株欣庸乍蓬扔韓取躺幅扦涼重紳隔主誼繩乳出徊卞完楞卸褥婉廚秸窘醛肄裔飾泌巋郊汕頒牟幅褒化盯題失籬淮僥姚戴傅堰了膏咱輩掂攙句霓想摯拋笆槽姨補(bǔ)挽第啼校悉鋇哨鄧愛(ài)磐等閡凋麻冉沃打趾畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)學(xué)生姓名： 黃曉倩 學(xué) 號(hào)： 090803215

4、 學(xué) 院： 電氣工程學(xué)院 專(zhuān) 業(yè)： 測(cè)控技術(shù)與儀器 題 目： 基于ad590的虛擬測(cè)溫系統(tǒng)設(shè)計(jì) 指導(dǎo)教師： 宋哲英（教授） 評(píng)閱教師： 2013 年6 月 河北科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）成績(jī)?cè)u(píng)定表姓 名黃曉倩學(xué) 號(hào)090803215成 績(jī)專(zhuān) 業(yè)測(cè)控技術(shù)與儀器題 目基于ad590的虛擬測(cè)溫系統(tǒng)設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ)及成績(jī) 指導(dǎo)教師： 年 月 日評(píng)閱教師評(píng)語(yǔ)及成績(jī) 評(píng)閱教師： 年 月 日答辯小組評(píng)語(yǔ)及成績(jī)答辯小組組長(zhǎng)： 年 月 日答辯委員會(huì)意見(jiàn) 學(xué)院答辯委員會(huì)主任： 年 月 日 注：該表一式兩份，一份歸檔，一份裝入學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文）中。畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論文） 中 文 摘 要 首先簡(jiǎn)單介紹虛擬溫度測(cè)

5、量系統(tǒng)研究的背景、目的及意義，給出了虛擬溫度測(cè)量系統(tǒng)總體方案的設(shè)計(jì)，然后對(duì)數(shù)據(jù)采集模塊和labview的軟件模塊進(jìn)行了設(shè)計(jì)?；趌abview為軟件平臺(tái)，通過(guò)ad590溫度傳感器進(jìn)行溫度測(cè)量。有效地運(yùn)用了labview虛擬儀器技術(shù)，將諸多重要步驟都在配備硬件的普通pc電腦上完成，與傳統(tǒng)的溫度測(cè)量?jī)x表相比，該系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、構(gòu)建方便、工作可靠等特點(diǎn)具有較高應(yīng)用價(jià)值，是虛擬儀器技術(shù)應(yīng)用于溫度測(cè)量領(lǐng)域的一個(gè)典型范例。關(guān)鍵詞：溫度測(cè)量；labview虛擬儀器；ad590畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論文） 外 文 摘 要title design of virtual measurement system

6、based on ad590 abstractthis paper first introduces the virtual temperature measurement system research background, purpose and significance, gives the design scheme of virtual temperature measurement system, and then the software module of data acquisition module and labview is designed. based on th

7、e labview software platform, temperature measurement by ad590 temperature sensor. the effective use of labview virtual instrument technology, many important steps are completed in the ordinary pc computer hardware, compared with the traditional temperature measurement instrument, this system has the

8、 advantages of simple structure, low cost, convenient construction, reliable. it has high application value, is a typical example of the application of virtual instrument technology in the measurement of temperature field.keywords： temperature measurement；labview virtual instrument；ad590目 錄 1 緒論11.1

9、 課題研究的背景 11.2 溫度檢測(cè)系統(tǒng)發(fā)展的現(xiàn)狀11.3 課題研究的意義 32 虛擬儀器及l(fā)abview簡(jiǎn)介 42.1 虛擬儀器的基本概念 42.2 虛擬儀器的特點(diǎn)及應(yīng)用 42.3 labview的簡(jiǎn)介 53 系統(tǒng)總體方案及硬件電路設(shè)計(jì) 83.1 系統(tǒng)總體方案83.2 硬件電路設(shè)計(jì)84 溫控系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)114.1 登錄系統(tǒng)設(shè)計(jì) 114.2 數(shù)據(jù)采集模塊的設(shè)計(jì)134.3 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊 194.4 歷史數(shù)據(jù)查看模塊205 系統(tǒng)調(diào)試 225.1 程序的運(yùn)行 225.2 程序調(diào)試技術(shù) 225.3 系統(tǒng)的運(yùn)行 23結(jié)論 26致謝 27參考文獻(xiàn)281 緒論1.1本課題研究背景在工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，

10、溫度是需要測(cè)量和控制的重要參數(shù)之一。隨著工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化程度越來(lái)越高，對(duì)溫度的測(cè)量越來(lái)越普遍，而且對(duì)溫度測(cè)量的要求也越來(lái)越高口。由于測(cè)溫時(shí)的會(huì)受到各種干擾，影響了測(cè)溫精度，需要進(jìn)行濾波。傳統(tǒng)測(cè)溫儀一般都是通過(guò)硬件電路實(shí)現(xiàn)，這樣就存在電路復(fù)雜、成本較高、性能不夠穩(wěn)定等問(wèn)題 。另外除了要顯示實(shí)時(shí)溫度外，往往還要能夠方便的實(shí)現(xiàn)報(bào)警、顯示溫度變化趨勢(shì)、對(duì)所測(cè)溫度進(jìn)行一定的統(tǒng)計(jì)分析等功能。因此傳統(tǒng)的以硬件為主的測(cè)溫系統(tǒng)在很多場(chǎng)合已不能適應(yīng)現(xiàn)代測(cè)溫的要求。以虛擬儀器為代表的虛擬測(cè)試技術(shù)可以較好的解決這些問(wèn)題。虛擬儀器是利用pc計(jì)算機(jī)顯示器(crt)的顯示功能模擬傳統(tǒng)儀器的控制面板，以多種形式表達(dá)輸出檢測(cè)結(jié)果

11、，利用pc計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的軟件功能實(shí)現(xiàn)信號(hào)數(shù)據(jù)的運(yùn)算、分析、處理，由io接口設(shè)備完成信號(hào)的采集、測(cè)量與調(diào)理，從而完成各種測(cè)試功能的一種計(jì)算機(jī)儀器系統(tǒng)1。1.2 溫度檢測(cè)系統(tǒng)發(fā)展的現(xiàn)狀當(dāng)前，主要的溫度儀表,如熱電偶、熱電阻及輻射溫度計(jì)等在技術(shù)上已經(jīng)成熟，但是，它們只能在傳統(tǒng)的場(chǎng)合應(yīng)用，尚不能滿(mǎn)足許多領(lǐng)域的要求，尤其是高科技域。因此，各國(guó)專(zhuān)家都在有針對(duì)性地竟相開(kāi)發(fā)各種新型溫度傳感器及特殊與實(shí)用測(cè)溫技術(shù)2。以下介紹幾種溫度檢測(cè)系統(tǒng)。1.2.1 基于集成溫度傳感器ad590的單片機(jī)測(cè)溫系統(tǒng)單片機(jī)在日用電子產(chǎn)品中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，對(duì)各種測(cè)量?jī)x器、測(cè)量裝置的測(cè)量精度要求也越來(lái)越高，尤其是對(duì)溫度的測(cè)量非但要準(zhǔn)確

12、，而且需讀取數(shù)值更直觀(guān)更方便。隨著科學(xué)研究、工業(yè)和家用電器等方面對(duì)測(cè)溫和溫控的需要，各種新型的集成電路溫度傳感器不斷被研制出來(lái)。尤其是溫度傳感器ad590是一種價(jià)格低廉、精度高的溫度傳感器，其特點(diǎn)是測(cè)量誤差小，價(jià)格低，響應(yīng)速度快，傳輸距離遠(yuǎn)，體積小，微功耗，適合遠(yuǎn)距離測(cè)溫、控溫，不需要進(jìn)行非線(xiàn)性校準(zhǔn)，外圍電路簡(jiǎn)單。基于at89c51單片機(jī)和溫度傳感器ad590的測(cè)溫系統(tǒng)，電路簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)，系統(tǒng)組成框圖如圖1.1所示。溫度傳 感器信號(hào)放大及a/d轉(zhuǎn)換電路驅(qū)動(dòng)譯碼顯示電路主控制電路（at89c51） 圖1.1 系統(tǒng)框圖 該系統(tǒng)由四個(gè)基本模塊組成：即傳感器部分，信號(hào)放大及a/d轉(zhuǎn)換部分，主控制電路

13、部分，驅(qū)動(dòng)譯碼顯示部分。溫度傳感器選擇的是ad590集成溫度傳感器，其特點(diǎn)是在較寬的溫度范圍內(nèi)具有良好的線(xiàn)性3 。1.2.2 基于arm的分布式光纖測(cè)溫系統(tǒng)分布式光纖測(cè)溫系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)對(duì)測(cè)溫目標(biāo)實(shí)時(shí)全方位檢測(cè)的系統(tǒng)。系統(tǒng)不僅精度高、而且可以長(zhǎng)距離多點(diǎn)位監(jiān)控，廣泛應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)、電力、航空航天等領(lǐng)域。傳統(tǒng)的分布式光纖測(cè)溫系統(tǒng)由于主系統(tǒng)體積較大，加上長(zhǎng)距離測(cè)溫光纖，使得系統(tǒng)缺乏便攜性；另外系統(tǒng)采用的高速采集卡十分昂貴，這方面也限制了系統(tǒng)的推廣使用。隨著嵌入式處理器的快速發(fā)展，也為嵌入式處理器引入分布式光纖溫度傳感系統(tǒng)提供新的機(jī)遇。因此提出了基于arm的分布式光纖測(cè)溫系統(tǒng)，不僅提高了系統(tǒng)的移動(dòng)性，同時(shí)也降

14、低了系統(tǒng)成本，新型系統(tǒng)應(yīng)用前景更大4。1.2.3 基于labview的測(cè)溫系統(tǒng)現(xiàn)代儀器儀表技術(shù)是計(jì)算機(jī)技術(shù)和多種基礎(chǔ)學(xué)科緊密結(jié)合的產(chǎn)物。 隨著微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、軟件技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展,新的測(cè)試?yán)碚?、測(cè)試方法、測(cè)試領(lǐng)域以及新的儀器結(jié)構(gòu)不斷出現(xiàn)，在許多方面已經(jīng)沖破了傳統(tǒng)儀器的概念，電子測(cè)量?jī)x器的功能和作用發(fā)生了質(zhì)的變化。在此背景下，1986年美國(guó)國(guó)家儀器公司提出了虛擬儀器(virtualinstrument,vi)的概念5。虛擬儀器是在pc基礎(chǔ)上通過(guò)增加相關(guān)硬件和軟件構(gòu)建而成的、具有可視化界面的可重用測(cè)試儀器系統(tǒng).和傳統(tǒng)儀器相比，虛擬儀器具有巨大的優(yōu)越性。作為現(xiàn)代儀器儀表發(fā)展的方向，虛

15、擬儀器已迅速發(fā)展成為一種新的產(chǎn)業(yè)。美國(guó)是虛擬儀器的誕生地，也是全球最大的虛擬儀器制造國(guó)。國(guó)內(nèi)虛擬儀器研究的起步較晚，最早的研究也是從引進(jìn)消化ni的產(chǎn)品開(kāi)始。但經(jīng)過(guò)多年研究，我國(guó)已經(jīng)在虛擬儀器開(kāi)發(fā)方面形成了自己的特色6?；趌abview 技術(shù)的溫度檢測(cè)系統(tǒng)組成如圖3所示，主要包括硬件和軟件兩部分。系統(tǒng)由計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)采集卡、溫度傳感器和信號(hào)調(diào)理電路等器件構(gòu)成系統(tǒng)硬件平臺(tái)，并以微軟操作系統(tǒng)winxp和labview虛擬軟件為操作平臺(tái)。利用 labview虛擬軟件進(jìn)行編程，可將傳統(tǒng)儀器的專(zhuān)業(yè)化功能和面板控件軟件化，使之與計(jì)算機(jī)結(jié)合構(gòu)成一臺(tái)從外觀(guān)到功能都完全與傳統(tǒng)儀器相同，可實(shí)現(xiàn)諸如溫度顯示、數(shù)字濾波

16、、統(tǒng)計(jì)分析等多種功能，而且只需通過(guò)修改虛擬儀器的程序即可改變系統(tǒng)功能和規(guī)模新系統(tǒng)。圖1.2說(shuō)明了該系統(tǒng)的工作過(guò)程，其中溫度傳感器可把被測(cè)溫度轉(zhuǎn)化為模擬電壓信號(hào)在進(jìn)行放大濾波后，將模擬電壓信號(hào)通過(guò)數(shù)據(jù)采集卡轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，輸入到計(jì)算機(jī)由labview虛擬軟 件進(jìn)行編程，并對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理，從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)所需的各項(xiàng)功能設(shè)計(jì)7計(jì)算機(jī)顯示計(jì)算機(jī)（labview）數(shù)據(jù)采集卡溫度傳感器信號(hào)調(diào)理電路 被測(cè)溫度 圖1.2 系 統(tǒng) 組 成1.3 本課題的意義溫度是工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)研究實(shí)驗(yàn)中的一個(gè)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(guò)程都是在一定溫度范圍內(nèi)進(jìn)行的，需要測(cè)量溫度和控制溫度的場(chǎng)

17、合極其廣泛。目前的溫度測(cè)量控制系統(tǒng)常采用單片機(jī)控制，該技術(shù)應(yīng)用十分廣泛，但其編程復(fù)雜，控制不穩(wěn)定，系統(tǒng)的精度不高。而利用虛擬儀器技術(shù)開(kāi)發(fā)和設(shè)計(jì)的溫度測(cè)量系統(tǒng)，采用普通pc機(jī)為主機(jī)，利用圖形化可視測(cè)試軟件labview為軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)，來(lái)監(jiān)測(cè)溫度變化情況，采集數(shù)據(jù)并進(jìn)行處理、存儲(chǔ)、顯示等。設(shè)備成本低，使用方便靈活，適用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和教學(xué)8。2 虛擬儀器及l(fā)abview簡(jiǎn)介2.1 虛擬儀器的基本概念虛擬儀器是指，在以通用計(jì)算機(jī)為核心的硬件平臺(tái)上，由用戶(hù)自己設(shè)計(jì)定義，具有虛擬的操作面板，測(cè)試功能由測(cè)試軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)的一種計(jì)算機(jī)儀器系統(tǒng)9。從實(shí)質(zhì)上講，虛擬儀器利用硬件系統(tǒng)完成信號(hào)的采集、測(cè)量、與調(diào)理，利用計(jì)

18、算機(jī)強(qiáng)大的軟件功能實(shí)現(xiàn)信號(hào)數(shù)據(jù)的運(yùn)算、分析和處理，利用計(jì)算機(jī)的顯示器模擬傳統(tǒng)儀器的控制面板，以多種形式輸出檢測(cè)結(jié)果，從而完成所需的各種測(cè)試功能。虛擬儀器中的“虛擬”有以下兩個(gè)方面的含義10：1) 虛擬的控制面板。傳統(tǒng)的儀器面板上的控件都是物理實(shí)物，都遵循現(xiàn)實(shí)的物理規(guī)律，必須通過(guò)手動(dòng)或觸摸進(jìn)行操作。在要實(shí)現(xiàn)的功能方面，虛擬儀器的前面板上的控件和傳統(tǒng)的儀器控件沒(méi)有什么區(qū)別；在外形上，兩類(lèi)控件非常相像；在原理上，傳統(tǒng)儀器控件的操作對(duì)應(yīng)著相應(yīng)物理過(guò)程，如按鍵觸點(diǎn)的碰觸，而虛擬儀器控件的操作對(duì)應(yīng)著相應(yīng)的軟件程序。通過(guò)程序?qū)崿F(xiàn)的功能。2) 虛擬的測(cè)量、測(cè)試與分析。傳統(tǒng)的儀器是通過(guò)設(shè)計(jì)具體的模擬或數(shù)字電路來(lái)

19、實(shí)現(xiàn)儀器的測(cè)量、測(cè)試及分析功能；而虛擬儀器通過(guò)軟件編程，來(lái)實(shí)現(xiàn)與實(shí)物一樣的測(cè)控功能。2.2 虛擬儀器的特點(diǎn)及應(yīng)用虛擬儀器技術(shù)集合了多種現(xiàn)代化技術(shù)于一身，包括計(jì)算機(jī)技術(shù)、圖形處理技術(shù)、智能測(cè)試技術(shù)、模塊及總線(xiàn)的標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)、數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)等。虛擬儀器具有模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化、積木化、系列化的軟件和硬件平臺(tái)，是一個(gè)完全開(kāi)放的系統(tǒng)，它具有下列一些技術(shù)特點(diǎn)11：1) 傳統(tǒng)儀器的功能被虛擬儀器豐富和增強(qiáng)為了充分利用計(jì)算機(jī)具有的強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理、 數(shù)據(jù)傳輸和數(shù)據(jù)發(fā)布的能力，以便更加簡(jiǎn)便靈活地組建儀器系統(tǒng)，虛擬儀器集中將數(shù)據(jù)分析處理、數(shù)據(jù)顯示存儲(chǔ)及打印和其他必要的操作都交給計(jì)算機(jī)來(lái)處理。2) 虛擬儀器進(jìn)一步突出了“

20、軟件即儀器”的概念虛擬儀器利用軟件代替?zhèn)鹘y(tǒng)儀器中的某些硬件，利用軟件實(shí)現(xiàn)硬件的功能，詮釋了“軟件即儀器”的概念。3) 用戶(hù)可以自己定義儀器的各種功能虛擬儀器為用戶(hù)提供了重要的源代碼庫(kù)。當(dāng)組建自己的虛擬儀器時(shí)，利用源代碼庫(kù)，用戶(hù)可以很方便地實(shí)現(xiàn)、修改儀器的各種測(cè)控、通信功能,讓用戶(hù)可以充分發(fā)揮自己的能力和想象力。4) 虛擬儀器的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)非常開(kāi)放虛擬儀器的軟件及硬件都具有開(kāi)放的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，利用虛擬儀器的標(biāo)準(zhǔn)，用戶(hù)可以統(tǒng)一對(duì)儀器進(jìn)行設(shè)計(jì)、管理和使用，可以提高資源的可重復(fù)性利用率，使得管理更加規(guī)范，儀器功能更加易于擴(kuò)展，儀器的開(kāi)發(fā)和維護(hù)費(fèi)用更加降低。5) 經(jīng)濟(jì)性好，易于組建成更為復(fù)雜的測(cè)試系統(tǒng)虛擬儀器是

21、基于軟件體系結(jié)構(gòu)的，傳統(tǒng)儀器是基于硬件體系結(jié)構(gòu)的，用虛擬儀器代替?zhèn)鹘y(tǒng)儀器，可以節(jié)約大量的購(gòu)買(mǎi)和維護(hù)成本。而且，與傳統(tǒng)儀器相比，虛擬儀器更容易組建成復(fù)雜的分布式測(cè)試系統(tǒng)，因?yàn)樘摂M儀器可以利用高速計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，很方便地實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程通信、監(jiān)控、測(cè)試和故障診斷等功能。虛擬儀器作為新興的儀器代表，由于具有絕對(duì)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，被廣泛應(yīng)用于電子、機(jī)械、通信、汽車(chē)制造、生物、醫(yī)藥、化工、科研、軍事、教育等各個(gè)領(lǐng)域。從簡(jiǎn)單的儀器控制、數(shù)據(jù)采集到尖端的測(cè)試和工業(yè)自動(dòng)化，從大學(xué)實(shí)驗(yàn)室到工廠(chǎng)企業(yè)，從探索研究到技術(shù)集成，都可以發(fā)現(xiàn)虛擬儀器技術(shù)的應(yīng)用成果。2.3 labview的簡(jiǎn)介2.3.1 labview的含義labview(

22、laboratory virtual instrument engineering workbench，實(shí)驗(yàn)室虛擬儀器集成環(huán)境)是一種用圖標(biāo)代替文本行創(chuàng)建應(yīng)用程序的圖形化編程語(yǔ)言。與 c和basic 一樣，labview也是通用的編程系統(tǒng)，有一個(gè)完成任何編程任務(wù)的龐大函數(shù)庫(kù)。labview，的函數(shù)庫(kù)包括數(shù)據(jù)采集、gpib、串口控制、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)顯示及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，等等。labview也有傳統(tǒng)的程序調(diào)試工具，如設(shè)置斷點(diǎn)、以動(dòng)畫(huà)方式顯示數(shù)據(jù)及其子程序（子vi）的結(jié)果、單步執(zhí)行等等，便于程序的調(diào)試。labview 提供很多外觀(guān)與傳統(tǒng)儀器（如示波器、萬(wàn)用表）類(lèi)似的控件，可用來(lái)方便地創(chuàng)建用戶(hù)界面。用戶(hù)界面

23、在 labview 中被稱(chēng)為前面板。使用圖標(biāo)和連線(xiàn)，可以通過(guò)編程對(duì)前面板上的對(duì)象進(jìn)行控制。這就是圖形化源代碼，又稱(chēng)g代碼。labview 的圖形化源代碼在某種程度上類(lèi)似于流程圖，因此又被稱(chēng)作程序框圖代碼。它是由美國(guó)ni公司推出的虛擬儀器開(kāi)發(fā)平臺(tái)，也是目前應(yīng)用最廣、發(fā)展最快、功能最強(qiáng)的圖形化軟件集成開(kāi)發(fā)環(huán)境之一122.3.2 labview的發(fā)展1986年，美國(guó)ni公司于正式推出了labview1.0，現(xiàn)在已發(fā)展到2011版本。20多年來(lái)，經(jīng)過(guò)公司的不斷改進(jìn)和完善，labview的功能更加豐富完備：包含眾多附加軟件包，比如控制與仿真、統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制、高級(jí)數(shù)字信號(hào)處理、模糊控制、pid和pda等；可

24、運(yùn)行于多種平臺(tái)，比如macintosh、unix、windows和linux等。作為一個(gè)具有強(qiáng)大功能的標(biāo)準(zhǔn)的虛擬儀器開(kāi)發(fā)平臺(tái)，labview廣泛地被研究實(shí)驗(yàn)室、學(xué)術(shù)界及工業(yè)界所接受，廣泛地應(yīng)用于航空航天、工業(yè)控制、電子半導(dǎo)體、汽車(chē)和通信等眾多領(lǐng)域。2.3.3 labview的結(jié)構(gòu)利用labview軟件開(kāi)發(fā)的虛擬儀器，包括前面板和程序框圖兩個(gè)主要部分。前面板就是虛擬儀器的測(cè)試界面，是由形象化的控件組成的，可以高度模擬傳統(tǒng)儀器中的各種控件。通過(guò)前面板，用戶(hù)可以展現(xiàn)包括參數(shù)設(shè)置、菜單、結(jié)果顯示等各種測(cè)試交互接口。程序框圖類(lèi)似于傳統(tǒng)編程語(yǔ)言中的程序源代碼，是測(cè)試系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)處理的流程。程序框圖與前面板

25、對(duì)象一一對(duì)應(yīng)，程序框圖中的數(shù)據(jù)流對(duì)應(yīng)于前面板對(duì)象的相關(guān)操作。程序框圖采用圖形化節(jié)點(diǎn)進(jìn)行編程，使編程更加簡(jiǎn)便、高效。2.3.4 labview的優(yōu)勢(shì)傳統(tǒng)的電子儀器的主體為硬件，虛擬儀器的出現(xiàn)突破了這種模式。與傳統(tǒng)的電子儀器相比，它更為通用。隨著當(dāng)代科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，人們對(duì)測(cè)量?jī)x器不斷提出新的要求，虛擬儀器更能適應(yīng)這種要求，它推動(dòng)著傳統(tǒng)儀器朝著虛擬化、模塊化、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展。虛擬儀器技術(shù)的出現(xiàn)，打破了傳統(tǒng)儀器由廠(chǎng)家定義功能、用戶(hù)無(wú)法改變的固定模式。虛擬儀器技術(shù)給了用戶(hù)一個(gè)充分發(fā)揮自己才能和想象力的空間。用戶(hù)可以隨心所欲地根據(jù)自己的需求，設(shè)計(jì)自己的儀器系統(tǒng)，滿(mǎn)足多種多樣的應(yīng)用需求。概括地

26、說(shuō)，作為一款成功的虛擬儀器開(kāi)發(fā)軟件， labview具有許多明顯的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)，如：采用圖形化編程語(yǔ)言，開(kāi)發(fā)效率高，支持多種儀器和數(shù)具采集卡硬件的驅(qū)動(dòng)，調(diào)試、查錯(cuò)能力強(qiáng)大，支持多種操作系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)通信功能強(qiáng)大等諸多優(yōu)點(diǎn)13。正是由于labview軟件具有的這些優(yōu)點(diǎn)，使得labview成為開(kāi)發(fā)虛擬儀器的首選平臺(tái)。3 系統(tǒng)總體方案及硬件電路設(shè)計(jì)3.1 系統(tǒng)總體方案虛擬儀器測(cè)溫系統(tǒng)是用虛擬儀器技術(shù)改造傳統(tǒng)的測(cè)溫儀，使其具有更強(qiáng)大的功能。系統(tǒng)框架如圖3.1所示，ad590溫度傳感器將被測(cè)對(duì)象的溫度轉(zhuǎn)換為電壓或電流等模擬信號(hào)，經(jīng)信號(hào)調(diào)理電路進(jìn)行功率放大、濾波等處理后，變換為可被數(shù)據(jù)采集卡采集的標(biāo)準(zhǔn)電壓信號(hào)。

27、在數(shù)據(jù)采集卡內(nèi)將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，并在數(shù)據(jù)采集指令下將其送入計(jì)算機(jī)總線(xiàn)，在pc機(jī)內(nèi)利用已經(jīng)安裝的虛擬儀器軟件對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行所需的各種處理。圖3.1系統(tǒng)框圖3.2 硬件電路設(shè)計(jì)3.2.1 傳感器的選型ad590是美國(guó)adi公司生產(chǎn)的是恒流源式模擬集成溫度傳感器。它兼有集成恒流源和集成溫度傳感器的特點(diǎn)，具有測(cè)量誤差小、動(dòng)態(tài)阻抗高、傳輸距離遠(yuǎn)、體積小、功耗低等優(yōu)點(diǎn)。ad590的測(cè)溫范圍是-55+150，對(duì)應(yīng)于熱力學(xué)溫度t每變化1k，輸出電流就變化1。這表明其輸出電流i()與熱力學(xué)溫度t(k)嚴(yán)格成正比。同時(shí)在298.15k(對(duì)應(yīng)于25.15)時(shí)輸出電流恰好等于298.15 a。3.2.2 數(shù)

28、據(jù)采集卡的選型考慮到labview軟件所能提供的驅(qū)動(dòng)支持?jǐn)?shù)據(jù)采集卡選用中泰公司（national instrument）生產(chǎn)的 pci-8333。pci-8333多功能模入模出接口卡適用于提供了pci 總線(xiàn)插槽的pc系列微機(jī)，具有即插即用（pnp）的功能。其操作系統(tǒng)可選用目前流行的 windows 系列、高穩(wěn)定性的unix等多種操作系統(tǒng)以及專(zhuān)業(yè)數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)labview 等軟件環(huán)境。在硬件的安裝上也非常簡(jiǎn)單，使用時(shí)只需將接口卡插入機(jī)內(nèi)任何一個(gè)pci總線(xiàn)插槽中并用螺絲固定，信號(hào)電纜從機(jī)箱外部直接接入。pci-8333 多功能模入模出接口卡安裝使用方便，程序編制簡(jiǎn)單。其模入模出及i/o信號(hào)均由

29、卡上的37芯d 型插頭與外部信號(hào)源及設(shè)備連接。對(duì)于模入部分，用戶(hù)可根據(jù)實(shí)際需要選擇單端或雙端輸入方式。對(duì)于模出部分，用戶(hù)可根據(jù)控制對(duì)象的需要選擇電壓或電流輸出方式以及不同的量程。本卡上的a/d、d/a 轉(zhuǎn)換均為12位，同時(shí)還備有16路數(shù)字量輸入和16 路數(shù)字量輸出接口，三路16位字長(zhǎng)的計(jì)數(shù)/定時(shí)器，以及1mhz 的基準(zhǔn)時(shí)鐘。本卡的a/d 轉(zhuǎn)換啟動(dòng)方式可以選用程序觸發(fā)、定時(shí)器自動(dòng)觸發(fā)、外同步觸發(fā)等方式，轉(zhuǎn)換狀態(tài)可以用程序查詢(xún)，也可以用中斷方式通知cpu讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果。主要技術(shù)參數(shù)：輸入通道數(shù)：?jiǎn)味?6路 雙端8路輸入信號(hào)范圍：0v10v*；-5v+5v輸入阻抗： 10ma/d轉(zhuǎn)換分辨率：12位a/

30、d轉(zhuǎn)換速度：10sa/d啟動(dòng)方式：程序啟動(dòng)/定時(shí)觸發(fā)啟動(dòng)/外觸發(fā)啟動(dòng)a/d轉(zhuǎn)換結(jié)束識(shí)別：程序查詢(xún)/中斷方式a/d轉(zhuǎn)換非線(xiàn)性誤差：±1lsba/d轉(zhuǎn)換輸出碼制：?jiǎn)螛O性原碼*/雙極性偏移碼系統(tǒng)綜合誤差： 0.1 f.s3.2.3 測(cè)溫信號(hào)轉(zhuǎn)換電路的設(shè)計(jì)由于要求測(cè)量的溫度范圍為-55150，測(cè)量分辨率為0.5，此時(shí)ad590的輸出電流在218.2423.2之間變化。若選擇取樣電阻為1k時(shí)，輸出電壓v590 在218.2423.2mv之問(wèn)變化。由于虛擬測(cè)試系統(tǒng)采用的數(shù)據(jù)采集卡的滿(mǎn)度輸入設(shè)置為5v，放大器增益設(shè)置為10即可，通過(guò)計(jì)算此時(shí)r=19rf。通常電租的選擇范圍為110k，因此選擇r的阻

31、值為1k，rf的阻值為19k。此時(shí)輸出電壓v的范圍為2.1824.232v。同時(shí)當(dāng)溫度變化0.5時(shí)，ad 的輸出電流為0.5，v590=0.5mv，則放大器的輸出v=5mv。設(shè)計(jì)中選用美國(guó)pmi公司生產(chǎn)的電壓運(yùn)算放大器op-07。op-07是一種高精度單片運(yùn)算放大器，具有很低的輸入失調(diào)電壓和漂移。使用op-07一般不用考慮調(diào)零和頻率問(wèn)題就能滿(mǎn)足要求。ad590測(cè)溫模塊的調(diào)理電路如圖3.2所示。 圖3.2 ad590測(cè)溫系統(tǒng)調(diào)理電路圖ad590的測(cè)溫范圍是-55+150，對(duì)應(yīng)于熱力學(xué)溫度t每變化1k，輸出電流就變化1。這表明其輸出電流i()與熱力學(xué)溫度t(k)嚴(yán)格成正比。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表3-1所示

32、：表3-1 ad590實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)4 溫控系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)4.1 登錄系統(tǒng)設(shè)計(jì)完整的系統(tǒng)設(shè)計(jì)都必須要有使用權(quán)限設(shè)置。本系統(tǒng)首先設(shè)計(jì)了一個(gè)登錄系統(tǒng)。登錄界面力求簡(jiǎn)單、明了。在前面版上設(shè)置了帳號(hào)和密碼的輸入框以及登陸和退出按鈕。面板上還設(shè)計(jì)了指示燈。登錄系統(tǒng)前面板及程序框圖如圖4.1、4.2所示。圖4.1 登錄系統(tǒng)前面板圖4.2 登錄系統(tǒng)程序框圖用戶(hù)進(jìn)入主程序之前，需要輸入正確的用戶(hù)姓名及登錄密碼，否則就不可以進(jìn)行主程序的操作。輸入用戶(hù)名和密碼，當(dāng)執(zhí)行完此句后，系統(tǒng)會(huì)把輸入的用戶(hù)名和密碼與程序中的用戶(hù)名和密碼進(jìn)行比較如果相同則顯示登陸成功。此時(shí)前面板的指示燈會(huì)由紅色變?yōu)榫G色,并彈出對(duì)話(huà)框登陸成功如圖4.3

33、所示。圖4.3 成功登陸當(dāng)用戶(hù)填寫(xiě)不正確的用戶(hù)名或密碼時(shí)，分別會(huì)彈出如圖4.4、4.5所示的對(duì)話(huà)框，直至用戶(hù)輸入正確的用戶(hù)名和密碼。圖4.4為提醒用戶(hù)重新輸入用戶(hù)名，圖4.5為提醒用戶(hù)重新輸入密碼對(duì)話(huà)框。圖4.4 用戶(hù)名錯(cuò)誤時(shí)的提示對(duì)話(huà)框圖4.5 密碼錯(cuò)誤時(shí)的提示對(duì)話(huà)框4.2 數(shù)據(jù)采集模塊的設(shè)計(jì)4.2.1 溫度信號(hào)的采集基于虛擬儀器的采集系統(tǒng)典型框架為：傳感器信號(hào)調(diào)理器數(shù)據(jù)采集設(shè)備計(jì)算機(jī)。傳感器將被測(cè)量的溫度信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)；信號(hào)調(diào)理器對(duì)電信號(hào)進(jìn)行 放大、濾波、隔離等預(yù)處理；數(shù)據(jù)采集設(shè)備主要功能是將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)、此外一般還有放大、采樣保持、多路復(fù)用等功能。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)一般由數(shù)據(jù)采集硬

34、件、硬件驅(qū)動(dòng)程序和由數(shù)據(jù)采集函數(shù)編制的軟件幾個(gè)部分組成14。如前所述，本設(shè)計(jì)采用pci-8333多功能數(shù)據(jù)采集卡。所謂硬件驅(qū)動(dòng)程序就是應(yīng)用軟件驅(qū)動(dòng)硬件正常工作的編程接口。硬件驅(qū)動(dòng)程序包含著相應(yīng)硬件可以接受的由軟件發(fā)出的操作命令，完成軟件與硬件之間的數(shù)據(jù)傳遞。借助于強(qiáng)大的硬件驅(qū)動(dòng)程序，labview的編程工作將會(huì)大大簡(jiǎn)化，開(kāi)發(fā)效率顯著提高，開(kāi)發(fā)成本也明顯降低。本設(shè)計(jì)測(cè)量溫度范圍為-55150。采集數(shù)據(jù)只有模擬量溫度信號(hào)，故為單通道數(shù)據(jù)采集。數(shù)據(jù)采集卡和計(jì)算機(jī)之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，需要對(duì)物理通道和虛擬通道進(jìn)行選擇。所謂物理通道就是被測(cè)試的信號(hào)或生成的信號(hào)實(shí)際進(jìn)出計(jì)算機(jī)的路徑，例如，pci-8333上

35、的模擬輸入通道ai0ai5，模擬輸出通道ao0、ao1，數(shù)字i/o通道為p0.0p0.7，p1.0p1.3。所謂虛擬通道是一系列設(shè)置的集合，包括通道名、對(duì)應(yīng)的物理通道、信號(hào)連接方式、測(cè)試類(lèi)型和標(biāo)度等。本設(shè)計(jì)物理通道選擇ai0、ao0，對(duì)應(yīng)的虛擬通道為dev1/ai0、dev1/ao0。由數(shù)據(jù)采集函數(shù)編制溫度數(shù)據(jù)采集軟件，主要步驟如下15：(1) 調(diào)用daqmx create virtual channel.vi創(chuàng)建虛擬通道，并配置相應(yīng)的物理通道、采樣數(shù)據(jù)的最大值和最小值、輸入端配置方式。(2) 調(diào)用daqmx timing.vi，并設(shè)置采樣速率、采樣模式、緩存大小。(3) 調(diào)用daqmx st

36、art task.vi，將采集任務(wù)轉(zhuǎn)換到運(yùn)行狀態(tài)。(4) 調(diào)用daqmx read.vi。這是一個(gè)多態(tài)vi，根據(jù)數(shù)據(jù)采集的類(lèi)型、讀取數(shù)據(jù)的數(shù)量和要求返回?cái)?shù)據(jù)的類(lèi)型，有許多子vi可以選擇。4.2.2 數(shù)據(jù)采集設(shè)計(jì)（1）前面板的設(shè)計(jì)本溫度采集系統(tǒng)的前面板包含：4個(gè)按鈕：開(kāi)始采集、暫停、清除報(bào)警和停止采集。3個(gè)數(shù)值輸入控件：上限溫度、下限溫度和采集間隔。4個(gè)顯示控件:溫度計(jì)、報(bào)警燈、顯示溫度數(shù)值的顯示控件和顯示報(bào)警次數(shù)的顯示控件。2個(gè)波形圖表（顯示實(shí)時(shí)溫度波形和歷史溫度波形）。1個(gè)express表格（每當(dāng)采集一個(gè)溫度就會(huì)顯示出時(shí)間和溫度數(shù)值）。前面板如圖4.6所示圖4.6溫度采集系統(tǒng)前面板（2）程序

37、框圖程序運(yùn)行后執(zhí)行兩個(gè)步驟即程序結(jié)束：第一步，必須保證溫度采集系統(tǒng)并未開(kāi)始執(zhí)行，必須由按鈕“開(kāi)始采集”觸發(fā)后執(zhí)行采集數(shù)據(jù)。第二步，在這一步中，包含兩個(gè)同步事件，分別有暫停事件、停止采集事件。1）停止采集事件：當(dāng)按下“停止采集”按鈕，無(wú)論其他情況，都必須結(jié)束程序第二步。2）暫停事件：當(dāng)按下“暫停”按鈕，采集卡必須停止收集數(shù)據(jù)，同時(shí)波形圖表和express表格也不再動(dòng)態(tài)顯示，各顯示控件也將保持暫停狀態(tài)。綜上，得出如圖4.7主程序流程圖：圖4.7 程序流程圖（3）軟件設(shè)計(jì)第一步程序：這個(gè)步驟主要服務(wù)按鈕“開(kāi)始采集”，隨意當(dāng)按鈕未觸發(fā)的條件下，應(yīng)使主程序始終停留在主程序順序結(jié)構(gòu)中的第一幀，所以這里采用

38、一個(gè)while循環(huán)，循環(huán)體便是按鈕“開(kāi)始采集”接在此while循環(huán)的條件接線(xiàn)端上。當(dāng)按鈕未觸發(fā)時(shí)，主程序始終停留在這一幀上；當(dāng)按鈕觸發(fā)，while循環(huán)結(jié)束，這一幀執(zhí)行結(jié)束，進(jìn)入下一幀，即第二步。程序框圖如圖4.8所示：圖4.8第一幀程序框圖第二步程序：此步包含2個(gè)大體事件：停止采集和暫停。2個(gè)事件是同步的，及各自獨(dú)立運(yùn)行，互不干擾，但卻對(duì)第二步程序運(yùn)行的結(jié)果有意義。同第一步，要保持順序結(jié)構(gòu)的第二幀不在不滿(mǎn)足的條件下執(zhí)行結(jié)束，也要在第二幀執(zhí)行后進(jìn)入一個(gè)while循環(huán)，在這個(gè)while循環(huán)中執(zhí)行第二步的程序，直到滿(mǎn)足程序結(jié)束條件時(shí)退出while循環(huán)，并退出主程序。（4）溫度計(jì)、溫度值、expres

39、s表格和波形圖表溫度:為了設(shè)計(jì)方便，本設(shè)計(jì)用一個(gè)隨機(jī)數(shù)據(jù)來(lái)代替溫度傳感器測(cè)試電路產(chǎn)生的電壓輸出。這里生成一個(gè)-55150的隨機(jī)數(shù)來(lái)表示溫度。同時(shí)還有扭轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)去表示是攝氏度還是華氏度。攝氏度與華氏度的轉(zhuǎn)換公式如下：華氏=攝氏*9/5+32;隨機(jī)溫度值設(shè)計(jì)如圖4.9所示：圖4.9隨機(jī)溫度值設(shè)計(jì)框圖express表格：將每次產(chǎn)生的溫度值送入表格顯示，在前面版創(chuàng)建一個(gè)express表格，然后在程序框圖中將溫度送出的值送到表格的信號(hào)接點(diǎn)即可，為了能顯示溫度收集到的時(shí)間值，可選擇表格屬性，勾選包含時(shí)間數(shù)據(jù)項(xiàng)。波形圖表：將數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)顯示到波形圖中，這里采用的方法如下所述。由于執(zhí)行第二幀即進(jìn)入了一個(gè)大while

40、循環(huán)結(jié)構(gòu)，在這個(gè)循環(huán)體中再放入一個(gè)for循環(huán)，由于溫度值是單個(gè)數(shù)據(jù)，進(jìn)入波形圖必須是數(shù)組格式數(shù)據(jù)信號(hào)，則將采集溫度放置到這個(gè)for循環(huán)中，溫度值輸出到for循環(huán)外的波形圖中，如此便構(gòu)成了數(shù)組格式數(shù)據(jù)到波形圖。再者，要要實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)顯示，必須滿(mǎn)足采集數(shù)據(jù)越少越好，才能更快的顯示到波形圖中。如果數(shù)據(jù)過(guò)多，則只能等待一組數(shù)據(jù)采集完成再顯示到波形圖中，如此便有失實(shí)時(shí)一意。程序框圖如圖4.10。圖4.10波形圖表框圖（5）日期時(shí)間和采集間隔顯示時(shí)間即在程序中獲取當(dāng)前時(shí)間字符串輸出到一個(gè)字符串顯示控件即可，程序框圖如圖4.11。圖4.11顯示時(shí)間框圖采集間隔由用戶(hù)自定義，即給溫度采集設(shè)定一個(gè)采集間隔時(shí)間，在循

41、環(huán)中加入一個(gè)定時(shí)即可，定時(shí)時(shí)間由采集間隔輸入控件給出，如圖4.12。圖4.12 設(shè)置采集間隔框圖（6）報(bào)警燈與報(bào)警次數(shù)當(dāng)采集到的溫度值大于上限溫度值或小于下限溫度時(shí)，報(bào)警燈要亮燈示警，同時(shí)報(bào)警次數(shù)自動(dòng)加1；否則燈滅，報(bào)警次數(shù)不變。這里采用一個(gè)條件結(jié)構(gòu)，當(dāng)滿(mǎn)足報(bào)警條件則執(zhí)行條件為真的程序即自動(dòng)加1，不滿(mǎn)足則執(zhí)行條件為假的程序。并且報(bào)警次數(shù)通過(guò)主while循環(huán)的移位寄存器來(lái)記錄，并傳給for循環(huán)。在for循環(huán)中，報(bào)警次數(shù)傳給自動(dòng)加1或不變的條件結(jié)構(gòu)前有一個(gè)“清楚報(bào)警”的條件結(jié)構(gòu)，當(dāng)按鈕“清楚警報(bào)”未觸發(fā)時(shí)，即條件結(jié)構(gòu)為假程序中將while循環(huán)移位寄存器的值不做任何改變傳遞給自動(dòng)加1程序結(jié)構(gòu)，而當(dāng)按

42、鈕“清楚警報(bào)”觸發(fā)時(shí)，即條件為真程序中將while循環(huán)移位寄存器的值清零處理后傳給自動(dòng)加1程序結(jié)構(gòu)，如圖4.13所示。圖4.13報(bào)警模塊框圖4.3 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊labview進(jìn)行數(shù)據(jù)存放一般使用下面4種格式的文件，分別是二進(jìn)制文件、數(shù)據(jù)記錄datalog文件、波形數(shù)據(jù)文件和文本文件18。文本文件是最容易使用和共享的格式，幾乎適用于任何計(jì)算機(jī)。許多基于文本的程序可讀取基于文本的文件，多數(shù)儀器控制應(yīng)用程序使用文本字符串。本次設(shè)計(jì)中選用了電子表格文件。電子表格文件是一種特殊的文本文件，它將文本信息格式化并在格式中添加了空格、換行等特殊標(biāo)志，以便于被excel等電子表格軟件讀取。程序框圖如圖4.14。

43、圖4.14數(shù)據(jù)存儲(chǔ)程序框圖4.4 歷史數(shù)據(jù)查看模塊本次設(shè)計(jì)中利用波形圖表將采集到的歷史數(shù)據(jù)顯示在前面板上，在運(yùn)行程序之前需選擇文件的存儲(chǔ)路徑，程序框圖和前面板分別如圖4.15、4.16所示圖4.15 查看文件前面板圖4.16 查看歷史數(shù)據(jù)5系統(tǒng)調(diào)試5.1程序的運(yùn)行當(dāng)編寫(xiě)完成一個(gè)虛擬儀器vi程序后，首先要找出系統(tǒng)語(yǔ)法錯(cuò)誤。labview程序的調(diào)試與其它計(jì)算機(jī)語(yǔ)言的編寫(xiě)調(diào)試類(lèi)似，都需要找出語(yǔ)法錯(cuò)誤，但labview的圖形化編程方式就相對(duì)簡(jiǎn)單的多，大大提高了編程的效率。錯(cuò)誤的種類(lèi)有多種類(lèi)型，最常見(jiàn)的有：1、節(jié)點(diǎn)之間未連線(xiàn)；2、有一個(gè)或多個(gè)節(jié)點(diǎn)在程序中沒(méi)有發(fā)揮作用（既沒(méi)有輸入，也沒(méi)有輸出）；3、程序中

44、兩節(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)類(lèi)型不同，導(dǎo)致數(shù)據(jù)不能傳遞；4、在程序中有一個(gè)或幾個(gè)節(jié)點(diǎn)在設(shè)計(jì)時(shí)，并不能按照其原有的功能運(yùn)行。若想快速檢驗(yàn)程序是否正確，在前面版和程序框圖工具條上找到運(yùn)行按鈕，單擊該按鈕運(yùn)行，使程序運(yùn)行一次，程序運(yùn)行后該按鈕變成形狀。如果想讓程序連續(xù)運(yùn)行，單擊連續(xù)運(yùn)行按鈕，程序即可連續(xù)運(yùn)行。停止按鈕用于在程序運(yùn)行中非正常的停止程序運(yùn)行，在程序運(yùn)行后該按鈕由暗變亮。暫停按鈕用于在程序運(yùn)行時(shí)讓程序暫停，單擊該按鈕，程序暫停，停止當(dāng)前執(zhí)行到的地方，停止單擊，程序繼續(xù)運(yùn)行。5.2程序調(diào)試技術(shù)1.找出語(yǔ)法錯(cuò)誤若一個(gè)vi程序不能執(zhí)行運(yùn)行按鈕會(huì)變成一個(gè)折斷的箭頭，這表示該vi存在錯(cuò)誤。單擊該折斷的箭頭或使用

45、菜單命令windows-show error list，則labview彈出錯(cuò)誤清單窗口，雙擊其中任何一個(gè)列出的錯(cuò)誤，則出錯(cuò)的對(duì)象或端口就會(huì)變成高亮。2.設(shè)置程序高亮度運(yùn)行單擊程序框圖工具條上的高亮執(zhí)行按鈕，則它變成高亮的形式，單擊運(yùn)行按鈕，vi程序就以較慢的速度運(yùn)行，并在程序運(yùn)行中用氣泡顯示數(shù)據(jù)沿著連線(xiàn)從一個(gè)節(jié)點(diǎn)流向另一個(gè)節(jié)點(diǎn)的情況。這樣就可以根據(jù)數(shù)據(jù)的流動(dòng)狀態(tài)跟蹤程序的執(zhí)行，再次按下高亮執(zhí)行按鈕，程序恢復(fù)正常運(yùn)行。3.單步執(zhí)行為查找程序中的邏輯錯(cuò)誤，可以讓程序框圖一個(gè)節(jié)點(diǎn)一個(gè)節(jié)點(diǎn)的執(zhí)行，這就是單步執(zhí)行。單擊工具條的單步執(zhí)行按鈕或，激活單步執(zhí)行，閃爍的節(jié)點(diǎn)表示該節(jié)點(diǎn)準(zhǔn)備執(zhí)行。激活單步執(zhí)行后，

46、按鈕稱(chēng)作單步進(jìn)入，按鈕稱(chēng)作單步跨越。再次按下單步執(zhí)行按鈕，閃爍的節(jié)點(diǎn)被執(zhí)行，下一個(gè)要執(zhí)行節(jié)點(diǎn)變?yōu)殚W爍。單擊按鈕，結(jié)束正在執(zhí)行的節(jié)點(diǎn)。4，斷點(diǎn)斷點(diǎn)工具用于使程序在某處暫停執(zhí)行，一遍使用探針或單步方式觀(guān)察中間結(jié)果。用該工具單擊希望設(shè)置或清除斷點(diǎn)的地方，則斷點(diǎn)被設(shè)置或清除。斷點(diǎn)的顯示對(duì)于節(jié)點(diǎn)或者圖框表示為紅框，對(duì)于連線(xiàn)表示為紅點(diǎn)。當(dāng)vi程序運(yùn)行到斷點(diǎn)處，程序被暫停在將要執(zhí)行的節(jié)點(diǎn)處，以閃爍表示。按下單步執(zhí)行，進(jìn)入單步狀態(tài)。5.探針探針工具用于程序執(zhí)行時(shí)顯示流經(jīng)某一連接線(xiàn)的數(shù)據(jù)值。用該工具單擊希望放置探針的連接線(xiàn)，這時(shí)會(huì)彈出一個(gè)探針顯示窗口，觀(guān)察流過(guò)數(shù)據(jù)的詳細(xì)信息。探針結(jié)合高亮執(zhí)行、單步執(zhí)行和斷點(diǎn)等工

47、具可以使程序調(diào)試相當(dāng)迅速、有效。5.3系統(tǒng)的運(yùn)行1.硬件設(shè)置采用daqmx采集卡。雙擊，打開(kāi)my system下拉菜單，右擊date neighborhood，選created new指令，選取ni-daqmx tast，點(diǎn)擊next，再選取generate singnal的下拉菜單中的analog output的命令，之后選擇voltage，選擇通道，選好后就可以進(jìn)行設(shè)置：系統(tǒng)自動(dòng)把設(shè)備號(hào)device=1；模擬輸入ai：范圍0-10v；輸入圖形：input configuration=res（單端輸入）采樣率：rate=1000hz采樣點(diǎn)：samples to read=1002.程序運(yùn)行由

48、于實(shí)驗(yàn)條件限制，只利用模擬信號(hào)調(diào)試。首先檢查系統(tǒng)的溫度范圍是否在-55150之間。將溫度上限設(shè)為150，下限設(shè)為-55，查看報(bào)警次數(shù)。如果系統(tǒng)設(shè)計(jì)符合要求則報(bào)警次數(shù)為0，否則將統(tǒng)計(jì)越限次數(shù)。驗(yàn)證結(jié)果見(jiàn)圖5.1。圖5.1測(cè)溫范圍結(jié)果可見(jiàn)，測(cè)溫范圍不符合設(shè)計(jì)要求，需要調(diào)節(jié)隨機(jī)溫度值設(shè)計(jì)模塊。調(diào)節(jié)后的隨即溫度設(shè)計(jì)模塊如圖5.2。圖5.2 調(diào)節(jié)后的隨機(jī)溫度產(chǎn)生模塊再次進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的結(jié)果如圖5.3所示。圖5.3 調(diào)節(jié)后系統(tǒng)運(yùn)行前面板可見(jiàn)系統(tǒng)運(yùn)行正常，測(cè)溫范圍符合要求，基本達(dá)到了系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求。結(jié) 論本設(shè)計(jì)采用虛擬儀器開(kāi)發(fā)軟件labview，開(kāi)發(fā)出一款基于ad590的虛擬測(cè)溫系統(tǒng)。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的不懈努力，取得了一

49、些收獲和成果。1.完成了硬件電路的設(shè)計(jì)。硬件電路的設(shè)計(jì)包括數(shù)據(jù)采集卡的選型、溫度測(cè)量電路的設(shè)計(jì)等。溫度調(diào)理電路的設(shè)計(jì)：首先查閱了ad590溫度傳感器的特性，知道了ad590的輸入輸出呈現(xiàn)性關(guān)系。此外，ad590的電壓輸出為毫伏級(jí)，需要進(jìn)行放大，從而選擇了0p07。根據(jù)輸出范圍選擇了放大倍數(shù)，進(jìn)而確定了電路中電阻的阻值。數(shù)據(jù)采集卡的選擇：首先查閱資料，知道了采集卡根據(jù)不同的標(biāo)準(zhǔn)有不同的類(lèi)型，通過(guò)對(duì)比選擇了pci-8333。至此，完成了硬件設(shè)計(jì)。2.完成了系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)。完成了登錄系統(tǒng)模塊、數(shù)據(jù)采集及處理模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、查看歷史數(shù)據(jù)模塊等各功能模塊的編程、調(diào)試。最后將各模塊整合成一完整系統(tǒng)，經(jīng)

50、過(guò)反復(fù)調(diào)試、修改，系統(tǒng)能正常采集數(shù)據(jù)、輸出數(shù)據(jù)。在登陸模塊的設(shè)計(jì)中遇到了很多問(wèn)題，最初設(shè)計(jì)的登錄系統(tǒng)有重置密碼、查看登錄記錄等信息，但由于種種原因最終選擇了現(xiàn)在的簡(jiǎn)單登陸系統(tǒng)。數(shù)據(jù)采集模塊也是經(jīng)過(guò)了艱難的調(diào)試過(guò)程，基本上滿(mǎn)足了設(shè)計(jì)要求。3.由于個(gè)人水平有限，該系統(tǒng)難免有不足之處。再加上實(shí)驗(yàn)條件的限制，本系統(tǒng)難以通過(guò)實(shí)際運(yùn)行對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行進(jìn)一步的完善，沒(méi)能進(jìn)行實(shí)踐的檢驗(yàn)，所有的工作還都停留在理論研究階段。現(xiàn)在的系統(tǒng)還有一些不足之處，比如數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊過(guò)于簡(jiǎn)單，有待改善。總而言之，經(jīng)過(guò)這段時(shí)間的磨礪，我對(duì)自己所學(xué)的專(zhuān)業(yè)有了更深一步的理解，更加明確了自己的興趣、方向、擅長(zhǎng)、不足，對(duì)我未來(lái)的發(fā)展必將產(chǎn)生重要

51、影響。致 謝時(shí)光飛逝，轉(zhuǎn)眼間又到了畢業(yè)的季節(jié)。四年在河北科技大學(xué)的學(xué)習(xí)，讓我真正感受到了大學(xué)的生活是那么美好。在即將離開(kāi)之時(shí)才發(fā)現(xiàn)心中的不舍是那么的深刻。舍不得與同學(xué)間深刻的友誼，舍不得與老師間溫暖的問(wèn)候，更舍不得校園里象牙塔般的快樂(lè)生活！在校園的生活的最后篇章里，我想要把我全部的感謝感激一一的傾訴出來(lái)。首先感謝我的母校，其次感謝我的任課老師，在我人生中最迷茫的時(shí)候?yàn)槲抑更c(diǎn)迷途，帶我走進(jìn)那夢(mèng)想般的燈塔！還要感謝我的論文指導(dǎo)老師宋哲英老師，宋哲英老師對(duì)我們論文的指導(dǎo)十分認(rèn)真，每周都會(huì)帶著自己論文完成情況以及論文中遇到的問(wèn)題去找指導(dǎo)老師，老師會(huì)耐心的為我們解答，并且還會(huì)關(guān)心我們每個(gè)人的實(shí)習(xí)生活狀況，給予鼓勵(lì)和激勵(lì)！我衷心的感謝指導(dǎo)老師。當(dāng)然，不會(huì)忘記陪伴我四年的同窗同學(xué)，一起風(fēng)風(fēng)雨雨走過(guò)的四年，真的是學(xué)生時(shí)代的一筆財(cái)富！我們一起學(xué)習(xí)，一起歡笑，一起面對(duì)每個(gè)清晨和日落。校園里到處都是我們的影子，在操場(chǎng)上、在教室里、在圖書(shū)館、在實(shí)驗(yàn)室.每個(gè)同學(xué)都很珍惜這四年的時(shí)光！最后我不會(huì)忘記我的父母，感謝他們一直以來(lái)的照顧！我最大的幸福是有你們一直都在！ 即將和學(xué)校離別，