050218-虛擬儀器（LabVIEW）在電控車(chē)輛實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)中的應(yīng)用

1、虛擬儀器(LabVIEW)在電控車(chē)輛實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)中的應(yīng)用 PAGE 48 第一章 虛擬儀器一、什么是LabVIEWLabVIEW是一種程序開(kāi)發(fā)環(huán)境，由美國(guó)國(guó)家儀器（NI）公司研制開(kāi)發(fā)的，類(lèi)似于C和BASIC開(kāi)發(fā)環(huán)境，但是LabVIEW與其他計(jì)算機(jī)語(yǔ)言的顯著區(qū)別是：其他計(jì)算機(jī)語(yǔ)言都是采用基于文本的語(yǔ)言產(chǎn)生代碼，而LabVIEW使用的是圖形化編輯語(yǔ)言G編寫(xiě)程序，產(chǎn)生的程序是框圖的形式。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

2、，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（Laboratory Virtual instrument Engineering Workbench）是一種圖形化的編程語(yǔ)言的開(kāi)發(fā)環(huán)境，它廣泛地被工業(yè)界、學(xué)術(shù)界和研究實(shí)驗(yàn)室所接受，視為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)采集和儀器控制軟件。LabVIEW集成了與滿足GPIB、VXI、RS-232和RS-485協(xié)議的硬件及數(shù)據(jù)采集卡通訊的全部功能。它還內(nèi)置了便于應(yīng)用TCP/IP、ActiveX等軟件標(biāo)準(zhǔn)的庫(kù)函數(shù)。這是一個(gè)功能強(qiáng)大且靈活的軟件。利用它可以方便地建立自己的虛擬儀器，其圖形化的界面使得編程及使用過(guò)程都

3、生動(dòng)有趣。圖形化的程序語(yǔ)言，又稱(chēng)為“”語(yǔ)言。使用這種語(yǔ)言編程時(shí)，基本上不寫(xiě)程序代碼，取而代之的是流程圖或框圖。它盡可能利用了技術(shù)人員、科學(xué)家、工程師所熟悉的術(shù)語(yǔ)、圖標(biāo)和概念，因此，LabVIEW是一個(gè)面向最終用戶的工具。它可以增強(qiáng)你構(gòu)建自己的科學(xué)和工程系統(tǒng)的能力，提供了實(shí)現(xiàn)儀器編程和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的便捷途徑。使用它進(jìn)行原理研究、設(shè)計(jì)、測(cè)試并實(shí)現(xiàn)儀器系統(tǒng)時(shí)，可以大大提高工作效率。利用LabVIEW，可產(chǎn)生獨(dú)立運(yùn)行的可執(zhí)行文件，它是一個(gè)真正的32位編譯器。像許多重要的軟件一樣，LabVIEW提供了Windows、UNIX、Linux、Macintosh的多種版本。二、什么是虛擬儀器虛擬儀器（virt

4、ual instrumention）是基于計(jì)算機(jī)的儀器。計(jì)算機(jī)和儀器的密切結(jié)合是目前儀器發(fā)展的一個(gè)重要方向。粗略地說(shuō)這種結(jié)合有兩種方式，一種是將計(jì)算機(jī)裝入儀器，其典型的例子就是所謂智能化的儀器。隨著計(jì)算機(jī)功能的日益強(qiáng)大以及其體積的日趨縮小，這類(lèi)儀器功能也越來(lái)越強(qiáng)大，目前已經(jīng)出現(xiàn)含嵌入式系統(tǒng)的儀器。另一種方式是將儀器裝入計(jì)算機(jī)。以通用的計(jì)算機(jī)硬件及操作系統(tǒng)為依托，實(shí)現(xiàn)各種儀器功能。虛擬儀器主要是指這種方式。三、虛擬儀器的主要特點(diǎn)有： （一）盡可能采用了通用的硬件，各種儀器的差異主要是軟件。 （二）可充分發(fā)揮計(jì)算機(jī)的能力，有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理功能，可以創(chuàng)造出功能更強(qiáng)的儀器。 （三）用戶可以根據(jù)自己的需

5、要定義和制造各種儀器。 虛擬儀器實(shí)際上是一個(gè)按照儀器需求組織的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。虛擬儀器的研究中涉及的基礎(chǔ)理論主要有計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集和數(shù)字信號(hào)處理。目前在這一領(lǐng)域內(nèi)，使用較為廣泛的計(jì)算機(jī)語(yǔ)言是美國(guó)NI公司的LabVIEW。四、虛擬儀器的發(fā)展（一）GPIBVSIPXI總線方式（適合大型高精度集成系統(tǒng)）GPIB 于1978年問(wèn)世，VXI于1987年問(wèn)世，PXI于1997年問(wèn)世。 （二）PC插卡并口式串口USB方式（適合于普及型的廉價(jià)系統(tǒng)，有廣闊的應(yīng)用發(fā)展前景）PC插卡式于80年代初問(wèn)世，并行口方式于1995年問(wèn)世，串口USB方式于1999年問(wèn)世。虛擬儀器的起源可以追溯到20世紀(jì)70年代，那時(shí)計(jì)算機(jī)測(cè)控系

6、統(tǒng)在國(guó)防、航天等領(lǐng)域已經(jīng)有了相當(dāng)?shù)陌l(fā)展。PC機(jī)出現(xiàn)以后，儀器級(jí)的計(jì)算機(jī)化成為可能，甚至在Microsoft公司的Windows誕生之前，NI公司已經(jīng)在Macintosh計(jì)算機(jī)上推出了LabVIEW2.0以前的版本。對(duì)虛擬儀器和LabVIEW長(zhǎng)期、系統(tǒng)、有效的研究開(kāi)發(fā)使得該公司成為業(yè)界公認(rèn)的權(quán)威。目前LabVIEW的最新版LabVIEW8.6，LabVIEW 8.6為多線程功能添加了更多特性，這種特性在1998年的版本5中被初次引入。使用LabVIEW軟件，用戶可以借助于它提供的軟件環(huán)境，該環(huán)境由于其數(shù)據(jù)流編程特性、LabVIEW Real-Time工具對(duì)嵌入式平臺(tái)開(kāi)發(fā)的多核支持，以及自上而下的

7、為多核而設(shè)計(jì)的軟件層次，是進(jìn)行并行編程的首選。普通的PC有一些不可避免的弱點(diǎn)。用它構(gòu)建的虛擬儀器或計(jì)算機(jī)測(cè)試系統(tǒng)性能不可能太高。目前作為計(jì)算機(jī)化儀器的一個(gè)重要發(fā)展方向是制定了VXI標(biāo)準(zhǔn)，這是一種插卡式的儀器。每一種儀器是一個(gè)插卡，為了保證儀器的性能，又采用了較多的硬件，但這些卡式儀器本身都沒(méi)有面板，其面板仍然用虛擬的方式在計(jì)算機(jī)屏幕上出現(xiàn)。這些卡插入標(biāo)準(zhǔn)的VXI機(jī)箱，再與計(jì)算機(jī)相連，就組成了一個(gè)測(cè)試系統(tǒng)。VXI儀器價(jià)格昂貴，目前又推出了一種較為便宜的PXI標(biāo)準(zhǔn)儀器。虛擬儀器研究的另一個(gè)問(wèn)題是各種標(biāo)準(zhǔn)儀器的互連及與計(jì)算機(jī)的連接。目前使用較多的是IEEE 488或GPIB協(xié)議。未來(lái)的儀器也應(yīng)當(dāng)是網(wǎng)

8、絡(luò)化的。綜上所述，虛擬儀器的發(fā)展取決于三個(gè)重要因素。1.計(jì)算機(jī)是載體。2.軟件是核心。3.高質(zhì)量的A/D采集卡及調(diào)理放大器是關(guān)鍵。第二章 虛擬儀器技術(shù)一、什么是虛擬儀器技術(shù)虛擬儀器技術(shù)就是利用高性能的模塊化硬件，結(jié)合高效靈活的軟件來(lái)完成各種測(cè)試、測(cè)量和自動(dòng)化的應(yīng)用。靈活高效的軟件能幫助您創(chuàng)建完全自定義的用戶界面，模塊化的硬件能方便地提供全方位的系統(tǒng)集成，標(biāo)準(zhǔn)的軟硬件平臺(tái)能滿足對(duì)同步和定時(shí)應(yīng)用的需求。這也正是NI近30年來(lái)始終引領(lǐng)測(cè)試測(cè)量行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)的原因所在。只有同時(shí)擁有高效的軟件、模塊化I/O硬件和用于集成的軟硬件平臺(tái)這三大組成部分，才能充分發(fā)揮虛擬儀器技術(shù)性能高、擴(kuò)展性強(qiáng)、開(kāi)發(fā)時(shí)間少，以及

9、出色的集成這四大優(yōu)勢(shì)。虛擬儀器技術(shù)的三大組成部分：（一）高效的軟件軟件是虛擬儀器技術(shù)中最重要的部份。使用正確的軟件工具并通過(guò)設(shè)計(jì)或調(diào)用特定的程序模塊，工程師和科學(xué)家們可以高效地創(chuàng)建自己的應(yīng)用以及友好的人機(jī)交互界面。提供的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)圖形化編程軟件LabVIEW，不僅能輕松方便地完成與各種軟硬件的連接，更能提供強(qiáng)大的后續(xù)數(shù)據(jù)處理能力，設(shè)置數(shù)據(jù)處理、轉(zhuǎn)換、存儲(chǔ)的方式，并將結(jié)果顯示給用戶。此外，還提供了更多交互式的測(cè)量工具和更高層的系統(tǒng)管理軟件工具，例如連接設(shè)計(jì)與測(cè)試的交互式軟件SignalExpress、用于傳統(tǒng)C語(yǔ)言的LabWindows/CVI、針對(duì)微軟Visual Studio的Measurem

10、ent Studio等等，均可滿足客戶對(duì)高性能應(yīng)用的需求。有了功能強(qiáng)大的軟件，您就可以在儀器中創(chuàng)建智能性和決策功能，從而發(fā)揮虛擬儀器技術(shù)在測(cè)試應(yīng)用中的強(qiáng)大優(yōu)勢(shì)。（二）模塊化的I/O硬件面對(duì)如今日益復(fù)雜的測(cè)試測(cè)量應(yīng)用，已經(jīng)提供了全方位的軟硬件的解決方案。無(wú)論您是使用PCI, PXI, PCMCIA, USB或者是1394總線，都能提供相應(yīng)的模塊化的硬件產(chǎn)品，產(chǎn)品種類(lèi)從數(shù)據(jù)采集、信號(hào)條理、聲音和振動(dòng)測(cè)量、視覺(jué)、運(yùn)動(dòng)、儀器控制、分布式I/O到CAN接口等工業(yè)通訊，應(yīng)有盡有。高性能的硬件產(chǎn)品結(jié)合靈活的開(kāi)發(fā)軟件，可以為負(fù)責(zé)測(cè)試和設(shè)計(jì)工作的工程師們創(chuàng)建完全自定義的測(cè)量系統(tǒng)，滿足各種獨(dú)特的應(yīng)用要求。（三）用

11、于集成的軟硬件平臺(tái)專(zhuān)為測(cè)試任務(wù)設(shè)計(jì)的PXI硬件平臺(tái)，已經(jīng)成為當(dāng)今測(cè)試、測(cè)量和自動(dòng)化應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)平臺(tái)，它的開(kāi)放式構(gòu)架、靈活性和PC技術(shù)的成本優(yōu)勢(shì)為測(cè)量和自動(dòng)化行業(yè)帶來(lái)了一場(chǎng)翻天覆地的改革。PXI作為一種專(zhuān)為工業(yè)數(shù)據(jù)采集與自動(dòng)化應(yīng)用度身定制的模塊化儀器平臺(tái)，內(nèi)建有高端的定時(shí)和觸發(fā)總線，再配以各類(lèi)模塊化的I/O硬件和相應(yīng)的測(cè)試測(cè)量開(kāi)發(fā)軟件 ，您就可以建立完全自定義的測(cè)試測(cè)量解決方案。無(wú)論是面對(duì)簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)采集應(yīng)用，還是高端的混合信號(hào)同步采集，借助PXI高性能的硬件平臺(tái)，您都能應(yīng)付自如。這就是虛擬儀器技術(shù)帶給您的無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)。二、虛擬儀器技術(shù)的四大優(yōu)勢(shì)：（一）性能高虛擬儀器技術(shù)是在PC技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起

12、來(lái)的，所以完全“繼承”了以現(xiàn)成即用的PC技術(shù)為主導(dǎo)的最新商業(yè)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，包括功能超卓的處理器和文件I/O，使您在數(shù)據(jù)高速導(dǎo)入磁盤(pán)的同時(shí)就能實(shí)時(shí)地進(jìn)行復(fù)雜的分析。此外，不斷發(fā)展的因特網(wǎng)和越來(lái)越快的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)使得虛擬儀器技術(shù)展現(xiàn)其更強(qiáng)大的優(yōu)勢(shì)。（二）擴(kuò)展性強(qiáng)這些軟硬件工具使得工程師和科學(xué)家們不再圈囿于當(dāng)前的技術(shù)中。得益于軟件的靈活性，只需更新您的計(jì)算機(jī)或測(cè)量硬件，就能以最少的硬件投資和極少的、甚至無(wú)需軟件上的升級(jí)即可改進(jìn)您的整個(gè)系統(tǒng)。在利用最新科技的時(shí)候，您可以把它們集成到現(xiàn)有的測(cè)量設(shè)備，最終以較少的成本加速產(chǎn)品上市的時(shí)間。（三）開(kāi)發(fā)時(shí)間少在驅(qū)動(dòng)和應(yīng)用兩個(gè)層面上，NI高效的軟件構(gòu)架能與計(jì)算機(jī)、儀器

13、儀表和通訊方面的最新技術(shù)結(jié)合在一起。設(shè)計(jì)這一軟件構(gòu)架的初衷就是為了方便用戶的操作，同時(shí)還提供了靈活性和強(qiáng)大的功能，使您輕松地配置、創(chuàng)建、發(fā)布、維護(hù)和修改高性能、低成本的測(cè)量和控制解決方案。（四）無(wú)縫集成虛擬儀器技術(shù)從本質(zhì)上說(shuō)是一個(gè)集成的軟硬件概念。隨著產(chǎn)品在功能上不斷地趨于復(fù)雜，工程師們通常需要集成多個(gè)測(cè)量設(shè)備來(lái)滿足完整的測(cè)試需求，而連接和集成這些不同設(shè)備總是要耗費(fèi)大量的時(shí)間。虛擬儀器軟件平臺(tái)為所有的I/O設(shè)備提供了標(biāo)準(zhǔn)的接口，幫助用戶輕松地將多個(gè)測(cè)量設(shè)備集成到單個(gè)系統(tǒng)，減少了任務(wù)的復(fù)雜性。三、虛擬儀器分類(lèi):虛擬儀器的發(fā)展隨著微機(jī)的發(fā)展和采用總線方式的不同，可分為五種類(lèi)型：（一）PC總線插卡型

14、虛擬儀器這種方式借助于插入計(jì)算機(jī)內(nèi)的數(shù)據(jù)采集卡與專(zhuān)用的軟件如LabVIEW相結(jié)合（注：美國(guó)NI公司的LabVIEW是圖形化編程工具，它可以通過(guò)各種控件自己組建各種儀器。LabVIEW/cvi是基于文本編程的程序員提供高效的編程工具，通過(guò)三種編程語(yǔ)言Visual C+,Visual Basic,LabVIEWs/cvi構(gòu)成測(cè)試系統(tǒng)，它充分利用計(jì)算機(jī)的總線、機(jī)箱、電源及軟件的便利。但是受PC機(jī)機(jī)箱和總線限制，且有電源功率不足，機(jī)箱內(nèi)部的噪聲電平較高，插槽數(shù)目也不多，插槽尺寸比較小，機(jī)箱內(nèi)無(wú)屏蔽等缺點(diǎn)。另外，ISA總線的虛擬儀器已經(jīng)淘汰，PCI總線的虛擬儀器價(jià)格比較昂貴。（二）并行口式虛擬儀器最新發(fā)

15、展的一系列可連接到計(jì)算機(jī)并行口的測(cè)試裝置，它們把儀器硬件集成在一個(gè)采集盒內(nèi)。儀器軟件裝在計(jì)算機(jī)上，通?？梢酝瓿筛鞣N測(cè)量測(cè)試儀器的功能，可以組成數(shù)字存儲(chǔ)示波器、頻譜分析儀、邏緝分析儀、任意波形發(fā)生器、頻率計(jì)、數(shù)字萬(wàn)用表、功率計(jì)、程控穩(wěn)壓電源、數(shù)據(jù)記錄儀、數(shù)據(jù)采集器。美國(guó)LINK公司的DSO-2XXX系列虛擬儀器,它們的最大好處是可以與筆記本計(jì)算機(jī)相連，方便野外作業(yè)，又可與臺(tái)式PC機(jī)相連，實(shí)現(xiàn)臺(tái)式和便攜式兩用，非常方便。由于其價(jià)格低廉、用途廣泛，特別適合于研發(fā)部門(mén)和各種教學(xué)實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用。（三）GPIB總線方式的虛擬儀器GPIB技術(shù)是IEEE488標(biāo)準(zhǔn)的虛擬儀器早期的發(fā)展階段。它的出現(xiàn)使電子測(cè)量獨(dú)立的

16、單臺(tái)手工操作向大規(guī)模自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)發(fā)展，典型的GPIB系統(tǒng)由一臺(tái)PC機(jī)、一塊GPIB接口卡和若干臺(tái)BPIB形式的儀器通過(guò)GPIB電纜連接而成。在標(biāo)準(zhǔn)情況下，一塊GPIB接口可帶多達(dá)14臺(tái)儀器，電纜長(zhǎng)度可達(dá)40米。GPIB技術(shù)可用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)儀器的操作和控制，替代傳統(tǒng)的人工操作方式，可以很多方便地把多臺(tái)儀器組合起來(lái)，形成自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)。GPIB測(cè)量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和命令簡(jiǎn)單，主要應(yīng)用于臺(tái)式儀器，適合于精確度要求高的，但不要求對(duì)計(jì)算機(jī)高速傳輸狀況時(shí)應(yīng)用。（四）VXI總線方式虛擬儀器VXI總線是一種高速計(jì)算機(jī)總線VME總線在VI領(lǐng)域的擴(kuò)展，它具有穩(wěn)定的電源，強(qiáng)有力的冷卻能力和嚴(yán)格的RFI/EMI屏蔽。由于它的

17、標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)放、結(jié)構(gòu)緊湊、數(shù)據(jù)吞吐能力強(qiáng)、定時(shí)和同步精確、模塊可重復(fù)利用、眾多儀器廠家支持的優(yōu)點(diǎn)，很快得到廣泛的應(yīng)用。經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，VXI系統(tǒng)的組建和使用越來(lái)越方便，尤其是組建大、中規(guī)模自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)以及對(duì)速度、精度要求高的場(chǎng)合。有其他儀器無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)。然而，組建VXI總線要求有機(jī)箱、零槽管理器及嵌入式控制器，造價(jià)比較高。（五）PXI總線方式虛擬儀器PXI總線方式是PCI總線內(nèi)核技術(shù)增加了成熟的技術(shù)規(guī)范和要求形成的，增加了多板同步觸發(fā)總線的技術(shù)規(guī)范和要求形成的，增加了多板發(fā)總線，以使用于相鄰模塊的高速通訊的局總線。PXI的高度可擴(kuò)展性。PXI具有8個(gè)擴(kuò)展槽，而臺(tái)式PCI系統(tǒng)只有34個(gè)擴(kuò)展槽，通過(guò)使

18、用PCIPCI橋接器，可擴(kuò)展到256個(gè)擴(kuò)展槽，臺(tái)式PC的性能價(jià)格比和PCI總線面向儀器領(lǐng)域的擴(kuò)展優(yōu)勢(shì)結(jié)合起來(lái)，將形成未來(lái)的虛擬儀器平臺(tái)。四、虛擬儀器系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案（一）虛擬儀器系統(tǒng)的構(gòu)成。虛擬儀器由硬件設(shè)備與接口、設(shè)備驅(qū)動(dòng)軟件和虛擬儀器面板組成。其中，硬件設(shè)備與接口可以是各種以PC為基礎(chǔ)的內(nèi)置功能插卡、通用接口總線接口卡、串行口、VXI總線儀器接口等設(shè)備，或者是其它各種可程控的外置測(cè)試設(shè)備，設(shè)備驅(qū)動(dòng)軟件是直接控制各種硬件接口的驅(qū)動(dòng)程序，虛擬儀器通過(guò)底層設(shè)備驅(qū)動(dòng)軟件與真實(shí)的儀器系統(tǒng)進(jìn)行通訊，并以虛擬儀器面板的形式在計(jì)算機(jī)屏幕上顯示與真實(shí)儀器面板操作元素相對(duì)應(yīng)的各種控件。用戶用鼠標(biāo)操作虛擬儀器的面

19、板就如同操作真實(shí)儀器一樣真實(shí)與方便。1.虛擬儀器系統(tǒng)的硬件構(gòu)成虛擬儀器的硬件系統(tǒng)一般分為計(jì)算機(jī)硬件平臺(tái)和測(cè)控功能硬件。計(jì)算機(jī)硬件平臺(tái)可以是各種類(lèi)型的計(jì)算機(jī)，如臺(tái)式計(jì)算機(jī)、便攜式計(jì)算機(jī)、工作站、嵌入式計(jì)算機(jī)等。它管理著虛擬儀器的軟件資源，是虛擬儀器的硬件基礎(chǔ)。因此，計(jì)算機(jī)技術(shù)在顯示、存儲(chǔ)能力、處理器性能、網(wǎng)絡(luò)、總線標(biāo)準(zhǔn)等方面的發(fā)展，導(dǎo)致了虛擬儀器系統(tǒng)的快速發(fā)展。按照測(cè)控功能硬件的不同，VI可分為DAQ、GPIB、VXI、PXI和串口總線五種標(biāo)準(zhǔn)體系結(jié)構(gòu)，它們主要完成被測(cè)輸入信號(hào)的采集、放大、模/數(shù)轉(zhuǎn)換。 2.虛擬儀器系統(tǒng)的軟件構(gòu)成 測(cè)試軟件是虛擬儀器的主心骨。NI公司在提出虛擬儀器概念并推出第一

20、批實(shí)用成果時(shí)，就用軟件就是儀器來(lái)表達(dá)虛擬儀器的特征，強(qiáng)調(diào)軟件在虛擬儀器中的重要位置。NI公司從一開(kāi)始就推出豐富而又簡(jiǎn)潔的虛擬儀器開(kāi)發(fā)軟件。使用者可以根據(jù)不同的測(cè)試任務(wù)，在虛擬儀器開(kāi)發(fā)軟件的提示下編制不同的測(cè)試軟件，來(lái)實(shí)現(xiàn)當(dāng)代科學(xué)技術(shù)復(fù)雜的測(cè)試任務(wù)。在虛擬儀器系統(tǒng)中用靈活強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)軟件代替?zhèn)鹘y(tǒng)儀器的某些硬件，特別是系統(tǒng)中應(yīng)用計(jì)算機(jī)直接參與測(cè)試信號(hào)的產(chǎn)生和測(cè)量特性的分析，使儀器中的一些硬件甚至整個(gè)儀器從系統(tǒng)中消失，而由計(jì)算機(jī)的軟硬件資源來(lái)完成它們的功能。虛擬儀器測(cè)試系統(tǒng)的軟件主要分為以下四部分。 2.1儀器面板控制軟件 儀器面板控制軟件即測(cè)試管理層，是用戶與儀器之間交流信息的紐帶。利用計(jì)算機(jī)強(qiáng)大

21、的圖形化編程環(huán)境，使用可視化的技術(shù)，從控制模塊上選擇你所需要的對(duì)象，放在虛擬儀器的前面板上。 2.2數(shù)據(jù)分析處理軟件 利用計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的計(jì)算能力和虛擬儀器開(kāi)發(fā)軟件功能強(qiáng)大的函數(shù)庫(kù)可以極大提高虛擬儀器系統(tǒng)的數(shù)據(jù)分析處理能力，節(jié)省開(kāi)發(fā)時(shí)間。 2.3儀器驅(qū)動(dòng)軟件 虛擬儀器驅(qū)動(dòng)程序是處理與特定儀器進(jìn)行控制通信的一種軟件。儀器驅(qū)動(dòng)器與通信接口及使用開(kāi)發(fā)環(huán)境相聯(lián)系，它提供一種高級(jí)的、抽象的儀器映像，它還能提供特定的使用開(kāi)發(fā)環(huán)境信息。儀器驅(qū)動(dòng)器是虛擬儀器的核心，是用戶完成對(duì)儀器硬件控制的紐帶和橋梁。虛擬儀器驅(qū)動(dòng)程序的核心是驅(qū)動(dòng)程序函數(shù)/VI集，函數(shù)/VI是指組成驅(qū)動(dòng)的模塊化子程序。驅(qū)動(dòng)程序一般分為兩層，底層是

22、儀器的基本操作，如初始化儀器配置儀器輸入?yún)?shù)、收發(fā)數(shù)據(jù)、查看儀器狀態(tài)等。高層是應(yīng)用函數(shù)/VI層，它根據(jù)具體測(cè)量要求調(diào)用底層的函數(shù)/VI。 2.4通用I/O接口軟件 在虛擬儀器系統(tǒng)中，I/O接口軟件作為虛擬儀器系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)中承上啟下的一層，其模塊化與標(biāo)準(zhǔn)化越來(lái)越重要。VXI總線即插即用聯(lián)盟，為其制定了標(biāo)準(zhǔn)，提出了自底向上的I/O接口軟件模型即VISA。作為通用I/O標(biāo)準(zhǔn)，VISA具有與儀器硬件接口無(wú)關(guān)性的特點(diǎn)， 即這種軟件結(jié)構(gòu)是面向器件功能而不是面向接口總線的。應(yīng)用工程師為帶GPIB接口儀器所寫(xiě)的軟件，也可以于VXI系統(tǒng)或具有RS232接口的設(shè)備上，這樣不但大大縮短了應(yīng)用程序的開(kāi)發(fā)周期，而且徹底

23、改變了測(cè)試軟件開(kāi)發(fā)的方式和手段。 （二）虛擬儀器系統(tǒng)軟面板的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn) 虛擬儀器軟面板是用戶用來(lái)操作儀器，與儀器進(jìn)行通信，輸入?yún)?shù)設(shè)置，輸出結(jié)果顯示的用戶接口。其設(shè)計(jì)準(zhǔn)則是： 1. 按照VPP規(guī)范設(shè)計(jì)軟面板，使面板具有標(biāo)準(zhǔn)化、開(kāi)放性、可移植性。 2. 根據(jù)測(cè)試要求確定儀器功能。根據(jù)測(cè)試任務(wù)確定儀器軟面板具體測(cè)試、測(cè)量功能，開(kāi)關(guān)、控制等設(shè)置要求。 3. 用面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)軟面板。按照面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)思想，一個(gè)虛擬儀器集成系統(tǒng)由多個(gè)虛擬儀器組成，每個(gè)虛擬儀器均由軟面板控制。軟面板由大量的虛擬控件組成。 （三）虛擬儀器系統(tǒng)的組建方案 在虛擬儀器系統(tǒng)的組建方案，主要包括底層硬件、軟硬件接口、應(yīng)用程序

24、以及驅(qū)動(dòng)程序的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)。 1.制定所設(shè)計(jì)儀器的接口形式 如果儀器設(shè)備具有RS-232串行接口，則直接用連線將儀器設(shè)備和計(jì)算機(jī)的RS-232串行口連接即可。如果是GPIB接口，需要額外配備一塊GPIB-488接口板，將接口板插入計(jì)算機(jī)的ISA插槽，建立起計(jì)算機(jī)與儀器設(shè)備之間的通信橋梁。如果使用計(jì)算機(jī)來(lái)控制VXI總線設(shè)備，則需要配置一塊GPIB接口卡，通過(guò)GPIB 總線與VXI主機(jī)箱零槽模塊通信。零槽模塊的GPIB-VXI翻譯器將GPIB 的命令翻譯成VXI命令并把各模塊返回的數(shù)據(jù)以一定的格式傳回主控計(jì)算機(jī)。DAQ數(shù)據(jù)采集卡是基于計(jì)算機(jī)標(biāo)準(zhǔn)總線的，因此可以將數(shù)據(jù)采集卡直接插到計(jì)算機(jī)的插槽上。 2

25、.開(kāi)發(fā)硬件采集卡 一種典型的數(shù)據(jù)采集卡組成包括，先用傳感器把非電的物理量轉(zhuǎn)變成模擬電量，采樣/保持器可以保持信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)瞬時(shí)信號(hào)進(jìn)行采集，以便ADC進(jìn)行數(shù)字轉(zhuǎn)換，提高ADC轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換精度。實(shí)現(xiàn)在測(cè)量中同時(shí)對(duì)多路模擬信號(hào)進(jìn)行采樣。多路模擬開(kāi)關(guān)可以分時(shí)選通來(lái)自多個(gè)輸入通道的某一路信號(hào)，這樣在多路開(kāi)關(guān)后的單元電路，只需一套即可，也可以采用計(jì)算機(jī)進(jìn)行多路選擇控制。當(dāng)傳感器輸出的信號(hào)比較小，可以用放大器放大和緩沖輸入信號(hào)，如果采用的是可編程增益放大器就可以通過(guò)計(jì)算機(jī)進(jìn)行增益選擇控制確定增益倍數(shù)。精度及性能是儀器系統(tǒng)的生命，而這完全依賴于提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的信號(hào)采集控制電路，因此在硬件采集電路的設(shè)計(jì)時(shí)，需根據(jù)

26、所設(shè)計(jì)的虛擬儀器所要達(dá)到的性能指標(biāo)和被測(cè)信號(hào)的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)合理的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)合理與否，對(duì)系統(tǒng)的可靠性、性能價(jià)格比等有直接影響，在硬件和軟件功能的設(shè)計(jì)上要盡量使虛擬儀器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可靠性高，成本低廉，選用合適的單元器件，盡可能的提高采集卡采集的精度和速度。 3.確定設(shè)計(jì)采集卡的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序方案 采集卡的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序是控制各種硬件采集卡的驅(qū)動(dòng)程序，是連接主控計(jì)算機(jī)與信號(hào)采集調(diào)理部件的紐帶。驅(qū)動(dòng)程序的實(shí)質(zhì)是為用戶提供了用于儀器操作的較抽象的操作函數(shù)集，它是虛擬儀器核心軟件之一。 4.確定虛擬儀器系統(tǒng)應(yīng)用程序編程語(yǔ)言 虛擬儀器系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)在體現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的性能和靈活性方面作用很大，因此在開(kāi)發(fā)

27、虛擬儀器系統(tǒng)的軟件部分時(shí)，首先要根據(jù)所開(kāi)發(fā)的虛擬儀器功能和性能，確定應(yīng)用程序和軟面板程序的模塊結(jié)構(gòu)和功能，畫(huà)出各部分的流程圖，采用合適的編程語(yǔ)言。在編制虛擬儀器軟件中可采用兩種編程方法。一種是采用面向?qū)ο蟮目梢暬母呒?jí)編程語(yǔ)言，如VC+、VB和Delphi等編寫(xiě)虛擬儀器的軟件，這種方法實(shí)現(xiàn)的系統(tǒng)靈活性高，易于擴(kuò)充和升級(jí)維護(hù)。另一種是采用圖形化編程方法，如LabVIEW，HPVEE，采用圖形化編程的優(yōu)勢(shì)是軟件開(kāi)發(fā)周期短、編程較簡(jiǎn)單，特別適合工程技術(shù)人員使用?？傊诰帉?xiě)程序時(shí)，要盡可能的讓每一模塊都有一定的獨(dú)立性，模塊之間明確定義接口，模塊之間可以采用數(shù)據(jù)傳遞的形式進(jìn)行聯(lián)系。 5. 軟件調(diào)試和運(yùn)行

28、 程序編寫(xiě)好以后要對(duì)各模塊進(jìn)行調(diào)試和運(yùn)行，可以通過(guò)采集各種標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)來(lái)驗(yàn)證虛擬儀器系統(tǒng)功能的正確性和性能的優(yōu)良性。 第三章 虛擬儀器的綜合擴(kuò)展一、虛擬儀器監(jiān)控系統(tǒng)開(kāi)發(fā)平臺(tái)簡(jiǎn)介L(zhǎng)abVIEW 是一個(gè)功能比較完整的軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境，但它是為代替常規(guī)的ASIC 和 C 語(yǔ)言而設(shè)計(jì)的，它具有圖形化編程語(yǔ)言 ( 簡(jiǎn)稱(chēng) G 語(yǔ)言 Graph Language) 的特 點(diǎn)即用方框圖代替了傳統(tǒng)的程序代碼。G 語(yǔ)言是一種適合應(yīng)用于任何編程任務(wù)，具有擴(kuò)展函數(shù)庫(kù)的通用編程環(huán)境。和 BASIC 及 C 語(yǔ)言一樣， G 語(yǔ)言也定義了數(shù)據(jù)類(lèi)型、結(jié)構(gòu)類(lèi)型和模塊調(diào)用語(yǔ)法規(guī)則等編程語(yǔ)言的基本要素，同時(shí) G 語(yǔ)言豐富的擴(kuò)展函數(shù)庫(kù)還為用

29、戶編程提供極大的方便。 G 語(yǔ)言與傳統(tǒng)高級(jí)編程語(yǔ)言最大的差別在于編程方式：一般高級(jí)語(yǔ)言采用文本編程，而 G 語(yǔ)言采用圖形化編程語(yǔ)言。 G 語(yǔ)言是 LabV1EW 的核心，熟練掌握 G 語(yǔ)言的編程要素和語(yǔ)法規(guī)則，是開(kāi)發(fā) LabVIEW 應(yīng)用程序的最重要的基礎(chǔ)。此外，LabVIEW 是帶有可以產(chǎn)生最佳編碼的編譯器的圖形化開(kāi)發(fā)環(huán)境，運(yùn)行速度等同于編好的 C 或 C+ 程序。 LabVIEW 具有模塊化特性，有利于程序的可重用性。abVIEW 將軟件的界面設(shè)計(jì)與功能設(shè)計(jì)獨(dú)立開(kāi)來(lái)，修改人機(jī)界面無(wú)需對(duì)整個(gè)程序進(jìn)行調(diào)整， LabVIEW 是利用數(shù)據(jù)流框圖接收指令，使程序簡(jiǎn)單明了，充分發(fā)揮了 G 語(yǔ)言的優(yōu)點(diǎn)，

30、這就大大簡(jiǎn)短了虛擬儀器的開(kāi)發(fā)周期、消除了虛擬儀器編程的復(fù)雜過(guò)程。而通 用的編程軟件需利用組件技術(shù)實(shí)現(xiàn)軟面板的設(shè)計(jì)，這使程序設(shè)計(jì)變得非常麻煩。因此相比之下，本論文選擇使用 G 語(yǔ)言的圖形化編程軟件 LabVIEW 。 LabVIEW 是實(shí)驗(yàn)室虛擬儀器工程平臺(tái) (Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench) 的簡(jiǎn)稱(chēng)，是美國(guó) NI 公司的創(chuàng)新軟件產(chǎn)品，也是目前應(yīng)用最廣泛、發(fā)展最快、功能最強(qiáng)的圖形化軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境。 LabVIEW 的特點(diǎn)在于：它使用圖形化編程語(yǔ)言在流程圖中創(chuàng)建源程序，運(yùn)行方便，編程簡(jiǎn)單易懂。LabVIEW 作為開(kāi)發(fā)環(huán)境所具有的

31、優(yōu)點(diǎn)總結(jié)如下所述：（一）圖形化編程，降低了對(duì)使用者編程經(jīng)驗(yàn)的要求；（二）采用面向?qū)ο蟮姆椒ê透拍?，有利于軟件的開(kāi)發(fā)和再利用；（三）對(duì)象、框圖及其構(gòu)成的虛擬儀器在 Windows ， Windows XP ， UNIX 等多平臺(tái)之間和各種 PC 機(jī)及工作站間兼容，便于軟件移植；（四）支持 550 多種標(biāo)準(zhǔn)總線設(shè)備及數(shù)據(jù)采集卡，如串行接口、 GPIB ， VXI 等；（五）具有豐富的庫(kù)函數(shù)和例子，對(duì)于大多數(shù)應(yīng)用程序，用戶可以從例子中取得程序框架，便于提高開(kāi)發(fā)速度；（六）具有比較完備的代碼接口，可調(diào)用 Windows 中的動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù) (DLL) 中的函數(shù)以及 C 語(yǔ)言程序，以彌補(bǔ)自身的某些不足；（七

32、）直接支持動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)交換 (DDE) 、對(duì)象聯(lián)接與嵌入 (OLE) 、結(jié)構(gòu)化查詢語(yǔ)言 (SQ L)，便于與其它 Windows 應(yīng)用程序和數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用程序接口；（八）支持 TCP 、 UDP 等網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，網(wǎng)絡(luò)功能強(qiáng)大，可遙控分布在其他微機(jī)上的虛擬儀器設(shè)備；（九）為加強(qiáng) LabVIEW 的功能，適應(yīng)各種工業(yè)應(yīng)用的需要， NI 公司又開(kāi)發(fā)了一系列與 LabVIEW 配合使用的軟件包，如自動(dòng)測(cè)試工具、可連結(jié) 25 種數(shù)據(jù)庫(kù)的SQL工具SPC 分析函數(shù)工具、信號(hào)處理套件、 PID 控制工具、圖形控制工具等。LabVIEW 的核心是 VI 。該環(huán)境包含包括三個(gè)部分：程序前面板（ Front Panel ）、

33、 類(lèi)似于源代碼功能的方框圖（ Diagram ）和圖標(biāo) / 連接端口。程序前面板用于設(shè)置輸入數(shù)值和觀察輸出量，用于模擬真實(shí)儀表的前面板。在程序前面板上，輸入量被稱(chēng)為控件(Controls) 模擬了儀器的輸入裝置并把數(shù)據(jù)提供給 VI 的方框圖；輸出量被稱(chēng)為指示器(Indicators) 則模擬了儀器的輸出裝置并顯示由方框圖獲得或產(chǎn)生的數(shù)據(jù)。控件和顯示是以各種圖標(biāo)形式出現(xiàn)在前面板上，如旋鈕、開(kāi)關(guān)、按鈕、圖表、圖形等，這使得前面板直觀易懂。LabVIEW 中有兩種類(lèi)型的數(shù)據(jù)端口：控制端口和指示端口以及節(jié)點(diǎn)端口?？刂贫丝诤椭甘径丝谟糜谇懊姘鍖?duì)象當(dāng) VI 程序運(yùn)行時(shí)，從控制輸入的數(shù)據(jù)通過(guò)控制端傳遞到框圖

34、程序，供其中的程序使用，產(chǎn)生的輸出數(shù)據(jù)在通過(guò)指示端口傳輸?shù)角懊姘鍖?duì)應(yīng)的指示中顯示。每個(gè)節(jié)點(diǎn)端口都有一個(gè)或數(shù)個(gè)數(shù)據(jù)端口用于輸入或輸出用 LabVIEW 編制出的圖形化 VI 是分層次和模塊化的，可以將它用于頂層（ Toplevel ）程序，也可用作其它程序或子程序的子程序。一個(gè)虛擬儀器的圖標(biāo)被放置在另一個(gè)虛擬儀器的流程圖中時(shí)，它就是一個(gè)子儀器（ SubVI ）。 SubVI 在調(diào)用它的程序中同樣是以一個(gè)圖標(biāo)的形式出現(xiàn)的。 LabVIEW 依附并發(fā)展了模塊化程序設(shè)計(jì)的概念，用戶可以把一個(gè)應(yīng)用題目分解為一系列的子任務(wù)，每個(gè)子任務(wù)還可以進(jìn)一步分解成許多更低一級(jí)的子任務(wù)，直到把一個(gè)復(fù)雜的題目分解為許多子

35、任務(wù)的組合。首先設(shè)計(jì) SubVI 完成 每個(gè)子任務(wù)，然后將之逐步組合 成能夠解決最終問(wèn)題的 VI 。本系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用 LabVIEW8.2 版本。二、上位機(jī)與信號(hào)接口系統(tǒng)數(shù)據(jù)通信協(xié)議上位機(jī)與信號(hào)接口系統(tǒng)之間通過(guò)高速串口實(shí)現(xiàn)雙向數(shù)據(jù)通信，由于通信數(shù)據(jù)量大，實(shí)時(shí)性、可靠性要求高，數(shù)據(jù)種類(lèi)多而且復(fù)雜，因此它們之間的通訊必須要有一個(gè)可靠且效率高的協(xié)議。（一）串口基本配置921600 波特率， 1 位停止為， 8 數(shù)據(jù)比特位，無(wú)奇偶校驗(yàn)，不啟用終止符，無(wú)流控制。（二）物理層采用 USART 通訊，由 3 根連線組成， 1 根串行發(fā)送， 1 根串行接收和 1 根地線。從標(biāo)準(zhǔn)的 COM 通訊協(xié)議，采用全雙工通

36、訊模式。（三）鏈路層協(xié)議根據(jù)數(shù)據(jù)傳送的方向不同可以分為參數(shù)設(shè)置數(shù)據(jù)和采集信號(hào)數(shù)據(jù)。參數(shù)設(shè)置數(shù)據(jù)指是由上位機(jī)發(fā)送，信號(hào)接口系統(tǒng)接收處理的數(shù)據(jù)；采集信號(hào)數(shù)據(jù)指的是由信號(hào)接口系采集后發(fā)送，上位機(jī)接收后處理的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)幀格式 1參數(shù)設(shè)置數(shù)據(jù)幀格式參數(shù)設(shè)置數(shù)據(jù)主要分為兩種，一種是開(kāi)關(guān)量參數(shù)設(shè)置：采用一個(gè)字節(jié)格式，直接代表某一開(kāi)關(guān)量斷開(kāi) / 閉合（如表所示），例如 0 xF0 代表點(diǎn)火電源開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，則上位機(jī)發(fā)送 0 xF0 ，信號(hào)接口系統(tǒng)接收到 0 xF0 后控制相應(yīng)引腳；另一種是數(shù)值型參數(shù)設(shè)置：采用三個(gè)字節(jié)格式，其首字節(jié)代表數(shù)據(jù)類(lèi)型的名稱(chēng)，后兩個(gè)字節(jié)代表數(shù)值內(nèi)容。開(kāi)關(guān)量參數(shù)設(shè)置數(shù)據(jù)幀格式針對(duì)不同類(lèi)型的數(shù)

37、據(jù)，后兩個(gè)字節(jié)代表的意義不同，如下表所示數(shù)值型參數(shù)設(shè)置數(shù)據(jù)幀格式例如：數(shù)據(jù)為 0 xF8 ， 0 x03 ， 0 xFE ，水溫傳感器的值為：（ 0 x03*256+0 xFE ） /4096 ） *5V = 1.25V數(shù)據(jù)為 0 xFF ， 0 x44 ， 0 xFE ，則發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為：（ 0 x03*256+0 xFE ） /65536 ） *5000 轉(zhuǎn) / 分鐘 = 1348 轉(zhuǎn) / 分鐘2 采集信號(hào)數(shù)據(jù)幀格式Date0 ：波形數(shù)據(jù) ，每一位代表一路信號(hào)，從第 0 位到第 7 位依次為點(diǎn)火波形， 1缸噴油波形， 2 缸噴油波形， 3 缸噴油波形， 4 缸噴油波形，怠速閥（開(kāi)）控制信號(hào)，

38、怠速閥（關(guān)）控制信號(hào)，主繼電器線圈搭鐵控制信號(hào)；Date1 ：噴油脈寬，下降沿到上升沿之間存在多少個(gè) 200us ；Date2 ：點(diǎn)火提前角 ，CPS 波形當(dāng)前的位置距 CPS 寬脈沖多少個(gè)窄脈沖；Date3 ：噴油波形頻率 ，10 次噴油用了多少個(gè) 10ms ；Date4 ：點(diǎn)火波形頻率 ，20 次點(diǎn)火用了多少個(gè) 10ms ；三、串口驅(qū)動(dòng)程序LabVIEW 開(kāi)發(fā)平臺(tái)含有大量的儀器驅(qū)動(dòng)程序子 VI ，圖為設(shè)計(jì)中使用到的串口驅(qū)動(dòng)程序子 VI 。 設(shè)計(jì)中用到的 VISA 串口驅(qū)動(dòng)子 VI上位 PC 機(jī)與信號(hào)接口系統(tǒng)之間通過(guò)高速串口進(jìn)行通信，根據(jù) RS232 協(xié)議，串口一次最多只能傳輸一個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)

39、，因此在發(fā)送數(shù)據(jù)之前根據(jù)數(shù)據(jù)傳輸幀格式進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化與打包，在顯示數(shù)據(jù)之前根據(jù)數(shù)據(jù)傳輸幀格式判斷數(shù)據(jù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)解包與處理。下圖為監(jiān)控系統(tǒng)程序框圖。 監(jiān)控系統(tǒng)程序框圖串口初始化程序根據(jù)介紹的串口基本配置，設(shè)計(jì)如圖所示的監(jiān)控系統(tǒng)串口初始化程序。系統(tǒng)根據(jù)串口緩存是否有數(shù)據(jù)來(lái)判斷是否接收數(shù)據(jù)或者進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。接收緩沖區(qū)大小為 12000 字節(jié)，傳輸緩沖區(qū)大小為 200 字節(jié)。 數(shù)據(jù)處理程序分為參數(shù)設(shè)置數(shù)據(jù)處理程序和采集數(shù)據(jù)處理程序，參數(shù)設(shè)置數(shù)據(jù)處理程序比較直觀，按照相應(yīng)數(shù)據(jù)協(xié)議直接寫(xiě)數(shù)據(jù)到串口傳輸緩沖區(qū)內(nèi)就可以。而采集數(shù)據(jù)量比較大，處理起來(lái)相對(duì)復(fù)雜，圖為采集數(shù)據(jù)判斷提取子函數(shù)程序框圖，圖為波形數(shù)據(jù)顯示程

40、序框圖。 圖所示子函數(shù)有 1 個(gè)輸入接口和 5 個(gè)輸出接口。字符串作為子函數(shù)的輸入與 “ 串口讀取 ” 子函數(shù)讀取緩沖區(qū)相連。 5 個(gè)輸出分別為波形數(shù)組、噴油脈寬數(shù)組、點(diǎn)火提前角數(shù)組、噴油波形頻率數(shù)組、點(diǎn)火波形頻率數(shù)組，分別對(duì)應(yīng)波形數(shù)據(jù)、噴油脈寬、點(diǎn)火提前角、噴油波形頻率、點(diǎn)火波形頻率。 上圖所示程序先將波形數(shù)組利用 for 循環(huán)索引，將每個(gè)波形數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為布爾數(shù)組 ，數(shù)組內(nèi)的每一個(gè)元素對(duì)應(yīng)一個(gè)波形數(shù)據(jù)（參考 5.2 數(shù)據(jù)幀格式）。采樣周期為 200us ，采取上位機(jī)自加的方式。本章介紹了虛擬儀器開(kāi)發(fā)平臺(tái) LabVIEW ，并在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)信號(hào)接口系統(tǒng)與上位PC 機(jī)之間的數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議、高速串口的

41、實(shí)現(xiàn)及上位 PC 機(jī)程序設(shè)計(jì)框圖。使LabVIEW在應(yīng)用擴(kuò)展上有了一個(gè)更真實(shí)貼切的認(rèn)識(shí)。 第四章 虛擬儀器的實(shí)訓(xùn)應(yīng)用一、觸摸式交互工作站管理控制軟件測(cè)控管理軟件在LabVIEW8.2開(kāi)發(fā)環(huán)境下進(jìn)行系統(tǒng)編程。主要功能有啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，控制發(fā)動(dòng)機(jī)熄火，電噴發(fā)動(dòng)機(jī)各種傳感器信號(hào)實(shí)時(shí)顯示，轉(zhuǎn)速、噴油脈寬、點(diǎn)火閉合角等發(fā)動(dòng)機(jī)重要特征參數(shù)的計(jì)算與顯示，故障碼讀取，執(zhí)行器測(cè)試，單一故障和組合故障的設(shè)置等。系統(tǒng)共分為六個(gè)模塊即總系統(tǒng)、實(shí)訓(xùn)科目系統(tǒng)、實(shí)時(shí)檢測(cè)系統(tǒng)、故障設(shè)置系統(tǒng)、實(shí)訓(xùn)考核系統(tǒng)、和在線幫助系統(tǒng)。圖為總系統(tǒng)前面板視圖總系統(tǒng)將實(shí)時(shí)檢測(cè)系統(tǒng)和故障設(shè)置系統(tǒng)融合在一起，通過(guò)總系統(tǒng)界面可以調(diào)用實(shí)時(shí)檢測(cè)系統(tǒng)和故障設(shè)置

42、系統(tǒng)，并能夠啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)和控制發(fā)動(dòng)機(jī)熄火。（一）總系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)總系統(tǒng)前面板界面如圖所示，總系統(tǒng)程序流程圖如圖所示。圖24 總系統(tǒng)程序流程圖Yes開(kāi)始串口初始化While死循環(huán)菜單選擇實(shí)訓(xùn)科目系統(tǒng)實(shí)時(shí)檢測(cè)系統(tǒng)故障設(shè)置系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)考核系統(tǒng)在線幫助系統(tǒng)退出系統(tǒng)串口發(fā)送0 xF8串口發(fā)送0 x95延時(shí)1S串口發(fā)送0 x94事件結(jié)構(gòu)啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)按鈕是否按下發(fā)動(dòng)機(jī)熄滅按鈕是否按下NoYesNoWhile循環(huán)1系統(tǒng)打開(kāi)后，先進(jìn)行串口初始化，然后進(jìn)入一個(gè)while死循環(huán)（標(biāo)注為while循環(huán)1），while死循環(huán)內(nèi)有一個(gè)事件結(jié)構(gòu)，根據(jù)發(fā)生的事件來(lái)判斷執(zhí)行相應(yīng)的程序，當(dāng)“啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)”按鈕按下時(shí)，串口發(fā)送數(shù)據(jù)0 xF8；

43、當(dāng)“發(fā)動(dòng)機(jī)熄滅”按鈕按下時(shí)，串口先發(fā)送數(shù)據(jù)0 x95，設(shè)置斷油斷火故障使發(fā)動(dòng)機(jī)熄火，然后延時(shí)1S再發(fā)送數(shù)據(jù)0 x94，恢復(fù)故障設(shè)置；當(dāng)選擇菜單時(shí)，點(diǎn)擊不同的菜單會(huì)打開(kāi)相應(yīng)的子系統(tǒng)（當(dāng)點(diǎn)擊“退出”菜單時(shí)，將退出總系統(tǒng)）。(二) 實(shí)時(shí)檢測(cè)系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)當(dāng)點(diǎn)擊總系統(tǒng)前面板“實(shí)時(shí)檢測(cè)”菜單選項(xiàng)時(shí)，系統(tǒng)就會(huì)打開(kāi)實(shí)時(shí)檢測(cè)系統(tǒng)。由于數(shù)據(jù)量較大，而串口傳輸速度與程序處理速度有限以及系統(tǒng)實(shí)時(shí)性要求，將所需數(shù)據(jù)分為四類(lèi)：定時(shí)采集波形（包括點(diǎn)火波形、四個(gè)噴油波形、TDC波形和兩個(gè)怠速閥波形）；中斷采集波形（包括1缸噴油波形，1號(hào)點(diǎn)火波形，TDC波形，一個(gè)怠速閥波形，不過(guò)我們只用到1缸噴油波形和1號(hào)點(diǎn)火波形）；CPS波

44、形（由于CPS波形數(shù)據(jù)量大，故單獨(dú)劃分為一類(lèi)）；模擬量和開(kāi)關(guān)量信號(hào)（所有的模擬量和開(kāi)關(guān)量）。觸摸式交互工作站向采集板發(fā)送指令，索取不同類(lèi)型的數(shù)據(jù)。為了避免數(shù)據(jù)量過(guò)大，每次只能索取一組數(shù)據(jù)。而為了數(shù)據(jù)顯示方便，在實(shí)時(shí)檢測(cè)前面板將每組數(shù)據(jù)的顯示控件放在一個(gè)選項(xiàng)卡控件選項(xiàng)內(nèi)。實(shí)時(shí)檢測(cè)系統(tǒng)用于電噴發(fā)動(dòng)機(jī)各個(gè)傳感器信號(hào)值的顯示，噴油脈寬、點(diǎn)火閉合角等重要參數(shù)的計(jì)算與顯示以及故障碼讀取和執(zhí)行器測(cè)試。主要分為以下幾個(gè)部分：波形相位分析、實(shí)時(shí)信號(hào)顯示、模擬和開(kāi)關(guān)信號(hào)、故障碼讀取、執(zhí)行器測(cè)試。實(shí)時(shí)檢測(cè)子vi系統(tǒng)前面板如圖1所示,實(shí)時(shí)檢測(cè)系統(tǒng)程序流程圖如圖2所示。在實(shí)時(shí)檢測(cè)系統(tǒng)子程序內(nèi)，先進(jìn)行串口初始化，設(shè)置串口

45、緩沖區(qū)大小，清空串口緩沖區(qū)，然后進(jìn)入一個(gè)while循環(huán)（標(biāo)注為while循環(huán)2），在此while循環(huán)內(nèi)根據(jù)選項(xiàng)卡的選項(xiàng)值來(lái)執(zhí)行不同的分支程序，“返回”按鈕作為while循環(huán)的循環(huán)條件，每執(zhí)行一次while循環(huán)都要判斷此按鈕是否按下，若按下，則返回總系統(tǒng)，否則將一直執(zhí)行while循環(huán)。圖1實(shí)時(shí)檢測(cè)系統(tǒng)前面板（波形相位分析）選項(xiàng)卡共有六個(gè)選項(xiàng)：介紹、波形相位分析、實(shí)時(shí)信號(hào)顯示、模擬與開(kāi)關(guān)信號(hào)、故障碼讀取和執(zhí)行器測(cè)試，實(shí)時(shí)檢測(cè)系統(tǒng)程序流程圖如圖26所示。串口傳輸協(xié)議：1個(gè)起始位；8個(gè)數(shù)據(jù)位；1個(gè)停止位；無(wú)奇偶校驗(yàn)位。在傳輸定時(shí)采集數(shù)據(jù)時(shí)，8個(gè)數(shù)據(jù)位分別對(duì)應(yīng)8個(gè)波形數(shù)據(jù)，串口傳輸數(shù)據(jù)位表征波形名稱(chēng)對(duì)應(yīng)

46、表如下所列。二進(jìn)制數(shù)據(jù)位波形名稱(chēng)二進(jìn)制數(shù)據(jù)位波形名稱(chēng)0TDC波形44缸噴油波形1點(diǎn)火波形5怠速閥54波形23缸噴油波形6怠速閥26波形32缸噴油波形71缸噴油波形串口初始化設(shè)置串口緩沖區(qū)清空串口緩沖區(qū)While循環(huán)選項(xiàng)卡波形相位分析分支實(shí)時(shí)信號(hào)顯示分支模擬與開(kāi)關(guān)信號(hào)分支故障碼讀取分支執(zhí)行器測(cè)試分支返回總系統(tǒng)返回按鈕是否按下While循環(huán)2YesNo進(jìn)入實(shí)時(shí)檢測(cè)系統(tǒng)子程序圖2實(shí)時(shí)檢測(cè)系統(tǒng)程序流程圖在傳輸中斷采集數(shù)據(jù)時(shí)，連續(xù)傳輸四幀數(shù)據(jù)為采集一次信號(hào)的完整信息，協(xié)議如下：發(fā)送四個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)：FF：第一個(gè)字節(jié)，用于判斷信號(hào)的開(kāi)始xx：第二個(gè)字節(jié)，信號(hào)特征值，信號(hào)不同時(shí)值也不同，用于區(qū)分信號(hào)名稱(chēng)（14

47、4：噴油信號(hào)低電平；145：噴油信號(hào)高電平；148：點(diǎn)火信號(hào)低電平；149：點(diǎn)火信號(hào)高電平；156：CPS信號(hào)低電平；157：CPS信號(hào)高電平；）xxxx：第三、四字節(jié)，兩個(gè)字節(jié)的時(shí)間數(shù)據(jù)，先是時(shí)間的高8位，是時(shí)間的低8位，時(shí)間周期是16微秒。在傳輸采集的模擬與開(kāi)關(guān)量信號(hào)時(shí)，連續(xù)傳輸四幀數(shù)據(jù)為采集一次信號(hào)的完整信息，協(xié)議如下：發(fā)送四個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)：FF：第一個(gè)字節(jié)，用于判斷信號(hào)開(kāi)始；xx：第二個(gè)字節(jié)，信號(hào)特征值，用于判斷信號(hào)名稱(chēng)，信號(hào)不同時(shí)，所發(fā)送的數(shù)據(jù)也不同（162：9個(gè)開(kāi)關(guān)量，240：O2傳感器信號(hào)，242：進(jìn)氣壓力信號(hào)，244：冷卻水溫信號(hào)，246：電源電壓，248：進(jìn)氣溫度信號(hào)，252：

48、節(jié)氣門(mén)位置信號(hào)）；xxxx：第三、四個(gè)字節(jié)，模擬量數(shù)字化值（當(dāng)?shù)诙€(gè)字節(jié)為162時(shí)，即發(fā)送開(kāi)關(guān)量時(shí)，第三、四字節(jié)是兩個(gè)字節(jié)的開(kāi)關(guān)量），先高后低。在傳輸采集的故障碼信號(hào)時(shí)，連續(xù)傳輸五幀數(shù)據(jù)為采集一次信號(hào)的完整信息，協(xié)議如下：發(fā)送五個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)：FF：第一個(gè)字節(jié)，用于判斷數(shù)據(jù)開(kāi)始；xx：信號(hào)特征值，用于判斷數(shù)據(jù)名稱(chēng)，166時(shí)為故障碼低電平，167時(shí)為故障碼高電平。xxxxxx：第三、四、五字節(jié)，3個(gè)字節(jié)的時(shí)間數(shù)據(jù)。第五字節(jié)為時(shí)間的最低8位，計(jì)數(shù)周期為4.096ms，第三、四字節(jié)為時(shí)間的高16位。在傳輸采集的執(zhí)行器測(cè)試碼信號(hào)時(shí)，連續(xù)傳輸五幀數(shù)據(jù)為采集一次信號(hào)的完整信息，協(xié)議如下：發(fā)送五個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)：

49、FF：第一個(gè)字節(jié)，用于判斷數(shù)據(jù)開(kāi)始；xx：信號(hào)特征值，用于判斷數(shù)據(jù)名稱(chēng)，168時(shí)為測(cè)試碼低電平，169時(shí)為測(cè)試碼高電平。xxxxxx：第三、四、五字節(jié)，3個(gè)字節(jié)的時(shí)間數(shù)據(jù)。第五字節(jié)為時(shí)間的最低8位，計(jì)數(shù)周期為4.096ms，第三、四字節(jié)為時(shí)間的高16位。二、波形相位分析波形相位分析分支是觸摸式交互工作站向采集板索取定時(shí)采集波形數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)按照預(yù)先制定好的協(xié)議進(jìn)行提取、處理、顯示的過(guò)程。波形相位分析分支程序流程圖如圖所示。是否否是向下位機(jī)發(fā)送0 xD2延時(shí)50毫秒判斷串口緩存區(qū)是否有數(shù)據(jù)根據(jù)串口所設(shè)置讀取的字節(jié)數(shù)讀取數(shù)據(jù)提取每個(gè)元素的二進(jìn)制位顯示數(shù)據(jù)返回while循環(huán)2選項(xiàng)卡值改變變量初始化W

50、hile循環(huán)將字符串?dāng)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為無(wú)符號(hào)字節(jié)數(shù)組For循環(huán)索引數(shù)組每一個(gè)元素根據(jù)點(diǎn)火波形數(shù)據(jù)計(jì)算轉(zhuǎn)速清空串口接收緩沖區(qū)進(jìn)入波形相位分析分支程圖為波形相位分析分支程序流程圖 “波形相位分析”分支首先向采集板發(fā)送數(shù)值“0 xD2”索取采集板定時(shí)采集數(shù)據(jù)，其程流程圖如上圖所示，通過(guò)串口向采集板發(fā)送數(shù)值“0 xD2”后清空串口接收和發(fā)送緩沖區(qū)是為了清除串口中其他類(lèi)型的數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)顯示定時(shí)采集數(shù)據(jù)。然后延時(shí)50ms判斷串口緩沖區(qū)內(nèi)有沒(méi)有數(shù)據(jù)，若有數(shù)據(jù)則進(jìn)入一個(gè)while循環(huán)，不斷讀取串口數(shù)據(jù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，顯示數(shù)據(jù)。在顯示數(shù)據(jù)的同時(shí)根據(jù)點(diǎn)火波形計(jì)算轉(zhuǎn)速，當(dāng)選項(xiàng)卡值改變或者“返回”按鈕按下退出此while循環(huán)，

51、返回while循環(huán)2。三、實(shí)時(shí)信號(hào)顯示實(shí)時(shí)信號(hào)顯示要求可以選擇不同的信號(hào)，并在選擇不同信號(hào)時(shí)，顯示的數(shù)據(jù)有相應(yīng)變化。鑒于此，采用下拉列表控件實(shí)現(xiàn)信號(hào)選擇。選擇不同信號(hào)時(shí)向采集板發(fā)送相應(yīng)命令，以實(shí)現(xiàn)顯示的數(shù)據(jù)與所選擇的信號(hào)對(duì)應(yīng)。所以在“實(shí)時(shí)信號(hào)顯示”分支里邊用“信號(hào)選擇”CASE分支結(jié)構(gòu)控制向采集板發(fā)送的指令和控件顯示，“信號(hào)選擇”編輯項(xiàng)對(duì)應(yīng)發(fā)送指令與控件顯示列表如下。信號(hào)選擇編輯項(xiàng)發(fā)送指令顯示控件點(diǎn)火信號(hào)211點(diǎn)火信號(hào)、點(diǎn)火閉合角、點(diǎn)火波形站空比、點(diǎn)火波形顯示點(diǎn)數(shù)噴油信號(hào)211噴油信號(hào)、噴油脈寬、噴油波形顯示點(diǎn)數(shù)TDC信號(hào)210TDC信號(hào)、TDC波形顯示點(diǎn)數(shù)怠速閥信號(hào)210怠速閥信號(hào)、怠速閥波

52、形顯示點(diǎn)數(shù)CPS信號(hào)215CPS波形、CPS波形顯示點(diǎn)數(shù)水溫信號(hào)214冷卻水溫顯示、冷卻水溫顯示點(diǎn)數(shù)、噴油脈寬進(jìn)氣溫度信號(hào)214進(jìn)氣溫度顯示、進(jìn)氣溫度顯示點(diǎn)數(shù)、噴油脈寬進(jìn)氣歧管壓力信號(hào)214進(jìn)氣壓力顯示、進(jìn)氣壓力顯示點(diǎn)數(shù)、噴油脈寬節(jié)氣門(mén)位置信號(hào)214節(jié)氣門(mén)位置顯示、節(jié)氣門(mén)位置顯示點(diǎn)數(shù)、噴油脈寬O2傳感器信號(hào)214O2傳感器、O2傳感器顯示點(diǎn)數(shù)10個(gè)分支分別用于實(shí)現(xiàn)“信號(hào)選擇”下拉列表10個(gè)編輯項(xiàng)控制的發(fā)送指令和控件顯示。實(shí)時(shí)信號(hào)顯示前面板如圖所示。圖為實(shí)時(shí)信號(hào)顯示前面板實(shí)時(shí)信號(hào)顯示程序流程圖如下圖所示。另外的一個(gè)CASE結(jié)構(gòu)用于處理和顯示數(shù)據(jù)（判斷條件也是“信號(hào)選擇”下拉列表）。由于點(diǎn)火波形信

53、號(hào)和噴油波形信號(hào)屬于同一類(lèi)型信號(hào)，所以這兩個(gè)信號(hào)是同時(shí)發(fā)送的，即點(diǎn)火波形和噴油波形數(shù)據(jù)可以在一個(gè)分支里邊處理、顯示，即分支1；分支2內(nèi)處理和顯示TDC信號(hào)和怠速閥信號(hào)，因?yàn)檫@兩個(gè)信號(hào)都采用定時(shí)采集的信號(hào)，故放在同一個(gè)分支內(nèi)；分支3處理和顯示CPS信號(hào)（中斷采集），因其數(shù)據(jù)量大，故單獨(dú)放在一個(gè)分支內(nèi)；分支4處理模擬量信號(hào)（氧傳感器、進(jìn)氣壓力、冷卻水溫、進(jìn)氣溫度、節(jié)氣門(mén)位置信號(hào)）這個(gè)5個(gè)信號(hào)同屬于定時(shí)采集模擬量信號(hào)，故放在一個(gè)分支內(nèi)。圖為模擬和開(kāi)關(guān)信號(hào)前面板四、模擬與開(kāi)關(guān)量顯示模擬與開(kāi)關(guān)量顯示前面板如圖所示。模擬量和開(kāi)關(guān)量信號(hào)均采用定時(shí)采樣信號(hào)，其數(shù)據(jù)處理與顯示程序流程圖如下圖所示：共有9個(gè)開(kāi)關(guān)量

54、信號(hào)：主繼電器觸點(diǎn)52（高字節(jié)第1位）、點(diǎn)火開(kāi)關(guān)24（高字節(jié)第2位）、空調(diào)控制6（高字節(jié)第3位）、O2加熱55（高字節(jié)第4位）、主繼電器線圈48（高字節(jié)第5位）、空調(diào)壓力5（高字節(jié)第6位）、電子風(fēng)扇23（高字節(jié)第7位）、空調(diào)繼電器51（低字節(jié)第2位）、傳感器電源45（低字節(jié)第6位），共占據(jù)兩個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)。是否是向下位機(jī)發(fā)送0 xD6延時(shí)50毫秒判斷串口緩存區(qū)是否有數(shù)據(jù)根據(jù)串口所設(shè)置的讀取字節(jié)數(shù)讀取數(shù)據(jù)根據(jù)第二個(gè)數(shù)組索引元素判斷數(shù)據(jù)名稱(chēng)清空串口接收緩沖區(qū)For循環(huán)否返回while循環(huán)2判斷選項(xiàng)卡值改變將數(shù)據(jù)抽取為四個(gè)數(shù)組開(kāi)關(guān)量信號(hào)處理顯示氧傳感器信號(hào)處理顯示進(jìn)氣壓力信號(hào)處理顯示冷卻水溫信號(hào)處理顯示

55、電源電壓信號(hào)處理顯示進(jìn)氣溫度信號(hào)處理顯示CO信號(hào)處理顯示節(jié)氣門(mén)信號(hào)處理顯示0 xA20 xF00 xF20 xF40 xF60 xF80 xFA0 xFCWhile循環(huán)進(jìn)入模擬與開(kāi)關(guān)量信號(hào)分支圖為模擬與開(kāi)關(guān)量信號(hào)分支程序流程圖五、故障碼讀取與執(zhí)行器測(cè)試故障碼讀取前面板如圖1所示，執(zhí)行器測(cè)試前面板如圖2所示，圖1故障碼讀取前面板執(zhí)行器測(cè)試前面板和程序流程圖同故障碼讀取基本相同。圖2執(zhí)行器測(cè)試前面板信號(hào)采用中斷采樣方式，故障碼讀取的數(shù)據(jù)處理與顯示程序流程，執(zhí)行器測(cè)試的數(shù)據(jù)處理與顯示程序流程。故障設(shè)置系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)：故障設(shè)置模塊主要功能是實(shí)現(xiàn)單一故障和組合故障設(shè)置，并能根據(jù)需要顯示故障信息，隱藏故障信

56、息，查看當(dāng)前故障名稱(chēng)和查看結(jié)果。圖為故障設(shè)置前面板界面故障設(shè)置子vi前面板界面如圖所示。五個(gè)功能按鈕：“返回”按鈕用于返回總系統(tǒng)界面?！安榭垂收闲畔ⅰ卑粹o用于顯示故障名稱(chēng)?！半[藏故障信息”按鈕用于隱藏故障名稱(chēng)。“查看當(dāng)前故障名稱(chēng)”按鈕用于顯示已設(shè)置故障的名稱(chēng)，且只顯示已設(shè)置故障名稱(chēng)?！安榭唇Y(jié)果”按鈕用于打開(kāi)實(shí)時(shí)檢測(cè)子vi以查看設(shè)置故障后信號(hào)的變化情況（實(shí)時(shí)檢測(cè)子vi請(qǐng)參照實(shí)時(shí)檢測(cè)部分），以加深各個(gè)故障對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)信號(hào)產(chǎn)生的影響的理解。故障設(shè)置子vi程序框圖有一個(gè)while循環(huán)，38個(gè)分支的事件結(jié)構(gòu)和串口配置程序構(gòu)成。其中分支0到分支32為故障設(shè)置分支，對(duì)應(yīng)前面板33個(gè)故障設(shè)置按鈕。故障設(shè)置分為開(kāi)關(guān)

57、量故障設(shè)置和模擬量故障設(shè)置。當(dāng)設(shè)置開(kāi)關(guān)量故障時(shí)須向采集板發(fā)送故障設(shè)置指令。當(dāng)設(shè)置模擬量故障時(shí)發(fā)故障設(shè)置指令的同時(shí)要發(fā)送模擬量值。故障設(shè)置按鈕與對(duì)應(yīng)的串口發(fā)送數(shù)據(jù)列表如下：故障設(shè)置按鈕發(fā)送數(shù)據(jù)（設(shè)置/取消）故障設(shè)置按鈕發(fā)送數(shù)據(jù)（設(shè)置/取消）終端面板燈熄滅185/184怠速閥1故障179/1782#GND129/128怠速閥2故障147/1463#GND131/130主繼電器故障169/16818#GND139/138碳罐塞電磁閥171/17031#GND153/152空調(diào)繼電器173/17244#GND161/160主電源故障175/17446#GND165/1643缸噴油器故障133/1321

58、缸噴油器故障151/150CO電位計(jì)故障193/192空調(diào)壓力故障135/134O2加熱線路故障181/180空調(diào)繼電器故障137/136點(diǎn)火故障149/148電子風(fēng)扇繼電器141/140TDC（CIS）故障183/182點(diǎn)火電源故障143/142水溫傳感器故障187/186蓄電池電源155/154進(jìn)氣溫度傳感器189/188CPS+ 故障157/156節(jié)氣門(mén)位置（TPS）信號(hào)193/192CPS- 故障159/158歧管壓力傳感器191/1902缸噴油器故障177/1764缸噴油器故障145/144傳感器電源163/162故障設(shè)置系統(tǒng)程序流程圖如圖所示。分支33分支37對(duì)應(yīng)于前面板5個(gè)功能按

59、鈕。是否否是開(kāi)始串口初始化設(shè)置故障鍵是否按下？真的設(shè)置嗎？開(kāi)關(guān)量故障返回總系統(tǒng)While循環(huán)判斷故障類(lèi)型模擬量故障發(fā)送故障碼設(shè)置故障值發(fā)送故障碼發(fā)送模擬值事件結(jié)構(gòu)（38個(gè)分支）分支032顯示當(dāng)前故障名稱(chēng)查看結(jié)果查看故障信息隱藏故障信息否返回按鈕否否否顯示所有故障名稱(chēng)隱藏所有故障名稱(chēng)根據(jù)故障按鈕的值顯示已設(shè)故障名稱(chēng)調(diào)用實(shí)時(shí)檢測(cè)系統(tǒng)分支33分支34分支35分支36分支37圖為故障設(shè)置系統(tǒng)程序流程圖 本章通過(guò)對(duì)虛擬儀器在電控車(chē)輛實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)應(yīng)用及程序原理給出了詳細(xì)的介紹。第五章 總 結(jié)本文所設(shè)計(jì)的硬件在環(huán)仿真系統(tǒng)的硬件功能完整，突出體現(xiàn)了虛擬儀器在電控車(chē)輛實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)中的應(yīng)用。所選用虛擬儀器開(kāi)發(fā)平臺(tái)LabV

60、IEW加快了系統(tǒng)開(kāi)發(fā)周期并能夠配合硬件可靠的工作。經(jīng)過(guò)聯(lián)調(diào)試驗(yàn)證明本文設(shè)計(jì)的實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)能夠完成本文預(yù)定的各項(xiàng)通訊和數(shù)據(jù)采集任務(wù)，為整個(gè)系統(tǒng)的功能的進(jìn)一步完善打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。虛擬儀器的計(jì)算機(jī)程序是一種軟體，由于某種原因致使定標(biāo)數(shù)據(jù)丟失或破壞，使讀數(shù)偏離真實(shí)數(shù)值；另一方面，可人為地修改，它可以根據(jù)使用操作人員的心理需要和可能變更數(shù)據(jù)的比例關(guān)系，從而造成弄虛作假，從而使可信度降低。抑制的方法：在技術(shù)上用法制觀念硬性規(guī)定，凡是新開(kāi)發(fā)的虛擬儀器必須形成專(zhuān)一計(jì)量檢定文件，修改過(guò)參數(shù)的文件自動(dòng)產(chǎn)生隱含文件檔案并無(wú)法修改，給相關(guān)部門(mén)留下痕跡，做到有據(jù)可查；在管理方法上，新開(kāi)發(fā)的虛擬儀器軟件對(duì)定標(biāo)數(shù)據(jù)有監(jiān)督