中文摘要
以PC作为上位机，以调制解调器（Modem）、串行打印机、各种监控模块、PLC、摄像头云台、数控机床、单片机及智能设备等作为下位机广泛应用于测控领域。LabVIEW是目前应用最广泛的虚拟仪器开发平台软件之一，LABVIEW有很多优点，尤其是在某些特殊领域其特点尤其突出。测试测量：LABVIEW最初就是为测试测量而设计的，因而测试测量也就是现在LABVIEW最广泛的应用领域。经过多年的发展，LABVIEW在测试测量领域获得了广泛的承认。至今，大多数主流的测试仪器、数据采集设备都拥有专门的LabVIEW驱动程序，使用LabVIEW可以非常便捷的控制这些硬件设备。
关键词：虚拟仪器；液位控制；PID；Labview；串口通信；单片机；LCD
目录
第1章前言 (1)
第2章总体方案设计 (2)
2.1控制理论 (2)
2.2控制规律的选择 (2)
2.3串口的介绍和使用 (4)
2.3.1串口VI介绍 (4)
2.3.2使用说明 (5)
第3章上位机软件设计 (7)
3.1各系统应用模块程序 (7)
第4章系统软件的具体实现 (9)
4.1 系统监控界面 (9)
4.2调试结果 (10)
4.3 接收的PID数据与液位的显示值 (10)
4.4 发送PID数据与串口数据接收 (11)
第5章下位机 (12)
5.1单片机的硬件连接 (12)
5.2硬件介绍 (13)
5.3单片机电路 (13)
5.3.1 STC89C52单片机 (13)
5.3.2主要性能参数 (14)
5.4输入设备 (17)
5.5显示设备 (18)
5.6 MAX232 芯片 (19)
5.6.1 RS-232电气特性 (20)
5.6.2串口通信连线 (20)
5.7软件流程图 (21)
第6章设计总结 (22)
参考文献 (23)
附录一源程序 (24)
第1章前言
随着现代软件和硬件技术的飞速发展，仪器的智能化和虚拟化已经成为未来各级实验室以及研究机构发展的方向。自动化，测试仪器仪表行业中，虚拟仪器概念的出现。是对传统仪器概念的重大突破。“软件就是仪器”测底打破了传统仪器由厂家定义，用户无法改变的模式，使用户将数据采集，数据分析，仪器控制，硬件以及现有的仪器设备予以整合集成，来建立完全符合自己特殊要求的虚拟仪器控制系统。
在计算机分布式测控系统中，经常要利用串行通信方式进行数据通信。它包括单片机和上位机之间、客户端和服务器之间以及客户端和客户端之间的通信，而单片机和上位机之间数据通信则是整个系统的基础。串口通信具有连接简单，使用灵活方便、数据传输可靠等优点，在工业和日常生活中等有了广泛的应用，尤其是在数据采集和工业监控中更是不可替代的技术。
本文设计一种基于单片机和labview 上位机数据采集。主要包括键盘设计,LCD 或LED显示的,还有对数据的接收和发送。在用labview开发上位机，实现数据的显示，和对下位机的数据控制。以及对控制效果的显示。
第2章总体方案设计
PC通过串行口将数字（00，01，02，03...，十六进制）发送给单片机，单片机收到后回传这个数字，PC接收到回传数据后显示出来，若发送的数据和接收到的数据相等，则串行通信正确，否则有错误。启始符是数字00，结束符是数字FF。完成对液位数据的读取。
2.1控制理论
PID控制器（比例-积分-微分控制器），由比例单元P积分单元 I 和微分单元 D 组成。通过Kp，Ki和Kd三个参数的设定。PID控制器主要适用于基本线性和动态性不随时间变化的系统。
图2.1
2.2控制规律的选择
尽管不同类型的控制器，其结构、原理各不相同，但是基本控制规律只有三个：比例（P）控制、积分（I）控制和微分（D）控制。这几种控制规律可以单独使用，但是更多场合是组合使用。如比例（P）控制、比例-积分（PI）控制、比例-积分-微分（PID）控制等。
①比例（P）控制
单独的比例控制也称“有差控制”，输出的变化与输入控制器的偏差成比例关系，偏差越大输出越大。实际应用中，比例度的大小应视具体情况而定，比例度太大，控制作用太弱，不利于系统克服扰动，余差太大，控制质量差，也没有什么控制作用；比例度太小，控制作用太强，容易导致系统的稳定性变差，引发振荡。
对于反应灵敏、放大能力强的被控对象，为提高系统的稳定性，应当使比例度稍大些；而对于反应迟钝，放大能力又较弱的被控对象，比例度可选小一些，以提高整个系统的灵敏度，也可以相应减小余差。
单纯的比例控制适用于扰动不大，滞后较小，负荷变化小，要求不高，允许有一定余差存在的场合。工业生产中比例控制规律使用较为普遍。
②比例积分（PI）控制
比例控制规律是基本控制规律中最基本的、应用最普遍的一种，其最大优点就是控制及时、迅速。只要有偏差产生，控制器立即产生控制作用。但是，不能最终消除余差的缺点限制了它的单独使用。克服余差的办法是在比例控制的基础上加上积分控制作用。
积分控制器的输出与输入偏差对时间的积分成正比。这里的“积分”指的是“积累”的意思。积分控制器的输出不仅与输入偏差的大小有关，而且还与偏差存在的时间有关。只要偏差存在，输出就会不断累积（输出值越来越大或越来越小），一直到偏差为零，累积才会停止。所以，积分控制可以消除余差。积分控制规律又称无差控制规律。
积分时间的大小表征了积分控制作用的强弱。积分时间越小，控制作用越强；反之，控制作用越弱。
积分控制虽然能消除余差，但它存在着控制不及时的缺点。因为积分输出的累积是渐进的，其产生的控制作用总是落后于偏差的变化，不能及时有效地克服干扰的影响，难以使控制系统稳定下来。所以，实用中一般不单独使用积分控制，而是和比例控制作用结合起来，构成比例积分控制。这样取二者之长，互相弥补，既有比例控制作用的迅速及时，又有积分控制作用消除余差的能力。因此，比例积分控制可以实现较为理想的过程控制。比例积分控制器是目前应用最为广泛的一种控制器，多用于工业生产中液位、压力、流量等控制系统。由于引入积分作用能消除余差，弥补了纯比例控制的缺陷，获得较好的控制质量。但是积分作用的引入，会使系统稳定性变差。对于有较大惯性滞后的控制系统，要尽量避免使用。
③比例微分（PD）控制
比例积分控制对于时间滞后的被控对象使用不够理想。所谓“时间滞后”指的是：当被控对象受到扰动作用后，被控变量没有立即发生变化，而是有一个时间上的延迟，比如容量滞后，此时比例积分控制显得迟钝、不及时。为此，人们设想：能否根据偏差的变化趋势来做出相应的控制动作呢？犹如有经验的操作人员，即可根据偏差的大小来改变阀门的开度（比例作用），又可根据偏差
变化的速度大小来预计将要出现的情况，提前进行过量控制，“防患于未然”。
这就是具有“超前”控制作用的微分控制规律。微分控制器输出的大小取决于输入偏差变化的速度。
微分输出只与偏差的变化速度有关，而与偏差的大小以及偏差是否存在与否无关。如果偏差为一固定值，不管多大，只要不变化，则输出的变化一定为零，控制器没有任何控制作用。微分时间越大，微分输出维持的时间就越长，因此微分作用越强；反之则越弱。当微分时间为0时，就没有微分控制作用了。同理，微分时间的选取，也是需要根据实际情况来确定的。微分控制作用的特点是：动作迅速，具有超前调节功能，可有效改善被控对象有较大时间滞后的控制品质；
但是它不能消除余差，尤其是对于恒定偏差输入时，根本就没有控制作用。因此，不能单独使用微分控制规律。比例和微分作用结合，比单纯的比例作用更快。尤其是对容量滞后大的对象，可以减小动偏差的幅度，节省控制时间，显著改善控制质量。
④比例积分微分（PID）控制
最为理想的控制当属比例-积分-微分控制规律。它集三者之长：既有比例作用的及时迅速，又有积分作用的消除余差能力，还有微分作用的超前控制功能。当偏差阶跃出现时，微分立即大幅度动作，抑制偏差的这种跃变；比例也同时起消除偏差的作用，使偏差幅度减小，由于比例作用是持久和起主要作用的控制规律，因此可使系统比较稳定；而积分作用慢慢把余差克服掉。只要三个作用的控制参数选择得当，便可充分发挥三种控制规律的优点，得到较为理想的控制效果。
2.3串口的介绍和使用
2.3.1串口VI介绍
LabVIEW的串口通讯VI位于Instrument I/O Platte的Serial中，包括：
VI名称 VI功能
VISA
Configur
初始化VISA resource name指定的串口通讯参数
e Serial
Port
VISA
Write
将输出缓冲区中的数据发送到VISA resource name 指定的串口
VISA
Read
将VISA resource name 指定的串口接收缓冲区中的数据读取指定字节数的数据到计算机内存中 VISA
Serial
Break 向VISA resource name 指定的串口发送一个暂停信号
VISA
Bytes at Serial
Port
查询VISA resource name 指定的串口接收缓冲区中的数据字节数 VISA
Close 结束与VISA resource name 指定的串口资源之间的会话
VISA
Set I/O Buffer
Size
设置VISA resource name 指定的串口的输入输出缓冲区大小 VISA
Flush
I/O
Buffer
清空VISA resource name 指定的串口的输入输出缓冲区
2.3.2使用说明
在LabVIEW 环境中使用串口与在其它开发环境中开发过程类似，基本的流程框图如下。
图2.2串口操作数据流图
首先需要调用VISA Configure Serial Port 完成串口参数的设置，包括串口资源分
配、波特率、数据位、停止位、校验位和流控等等。
图2.3初始化串口
如果初始化没有问题，就可以使用这个串口进行数据收发。发送数据使用VISA Write，接收数据使用VISA Read。在接收数据之前需要使用VISA Bytes at Serial Port查询当前串口接收缓冲区中的数据字节数，如果VISA Read要读取的字节数大于缓冲区中的数据字节数，VISA Read操作将一直等待，直至Timeout或者缓冲区中的数据字节数达到要求的字节数。当然也可以分批读取接收缓冲区或者只从中读取一定字节的数据。
图2.4从串口发送数据图2.5从串口接收数据
在某些特殊情况下，需要设置串口接收/发送缓冲区的大小，此时可以使用VISA Set I/O Buffer Size；而使用VISA Flush I/O Buffer则可以清
空接收与发送缓冲区。在串口使用结束后，使用VISA Close结束与VISA resource name指定的串口之间的会话。
图2.6设置缓冲区大小图2.7清空缓冲区图2.8结束会话/线程
具体的例子可以参考：examples\instr\smplserl.llb。
第3章上位机软件设计
3.1各系统应用模块程序
（1）主要的采集参数的设置包括采样与输出通道的选择，采样模式、采样周期等。
图3.1串口接收与数据采集
（2）接收PID和液位数值显示程序
串口输出的字符串，由字符串由字符数组转换，转变成数组然后在对应的位置显示。
图3.2接收PID和液位数值显示
（3）发送PID数值和处理的程序
发送PID由字节数组至字符串转换原件，把不带符号的字节数组转换为字符串。
图3.3 PID的发送
第4章系统软件的具体实现
4.1 系统监控界面
LABVIEW前面板对VISA，参数的选择，主要是发送和接收PID的显示。
图4.1 PID、液位上位机的显示
4.2调试结果
图4.2
4.3 接收的PID数据与液位的显示值
图4.3 PID、液位的显示
4.4 发送PID数据与串口数据接收
通过串口助手代替下位机进行发送接收。
图4.4
第5章下位机5.1单片机的硬件连接
单片机完成通信数据的收发功能主要分为2个步骤。
错误！未找到引用源。串口波特率的设定
通常使用单片机的串口时，选用的晶振比较固定，常用于何微机通信的波特率也相对固定。本设计设定通讯波特率为9600。
错误！未找到引用源。串口初始化
串口初始化主要是设置产生波特率的定时器1、串行口控制和串口的中断控制。具体步骤如下。
确定定时器1的工作方式——写TMOD寄存器。计算定时器1的初值——装载TH1、TL1。启动定时器1——写TCON中的TR1位。确定串口的控制——写SCON。使用串口中断方式时，开CPU和中断源——写IE寄存器。
本设计设定定时器T1工作在模式2,串行口工作于方式3。
5.2硬件介绍
PC机单片机LCD1602
显示
键盘
图5.1
硬件主要由主芯片ATC89C52,五个独立按键，一块RS-232接口, LCD1602显示屏, 晶振，以及相应的电容与电阻等组成。
5.3单片机电路
5.3.1 STC89C52单片机
单片机是指一个集成在一块芯片上的完整计算机系统。尽管他的大部分功能集成在一块小芯片上，但是它具有一个完整计算机所需要的大部分部件：CPU、内存、内
部和外部总线系统，目前大部分还会具有外存。同时集成诸如通讯接口、定时器，实时时钟等外围设备。而现在最强大的单片机系统甚至可以将声音、图像、网络、复杂的输入输出系统集成在一块芯片上。
STC89C52 是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有 8K 在系统可编程Flash 存储器。使用高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51 产品指令和引脚完全兼容。片上Flash允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。在单芯片上，拥有灵巧的8 位CPU 和在线系统可编程Flash，使得STC89C52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。
5.3.2主要性能参数
·兼容MCS51指令系统
·8K可反复擦写Flash ROM
·32个双向I/O口
·256x8bit内部RAM
·3个16位可编程定时/计数器中断
·时钟频率0-24MHz
·2个串行中断
·可编程UART串行通道
·2个外部中断源共6个中断源
·2个读写中断口线
·3级加密位
·低功耗空闲和掉电模式
·软件设置睡眠和唤醒功能
图5.2
5.3.3 STC89C52单片机
各引脚功能及管脚电压
P0 口：P0口是一个8位漏极开路的双向I/O口。作为输出口，每位能驱动8个TTL逻辑电平。对P0端口写“1”时，引脚用作高阻抗输入。
当访问外部程序和数据存储器时，P0口也被作为低8位地址/数据复用。在这种模式下， P0具有内部上拉电阻。
在flash编程时，P0口也用来接收指令字节；在程序校验时，输出指令字节。程序校验时，需要外部上拉电阻。
P1 口：P1 口是一个具有内部上拉电阻的8 位双向I/O 口，p1 输出缓冲器能驱动4 个 TTL 逻辑电平。对P1 端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（IIL）。
此外，P1.0和P1.2分别作定时器/计数器2的外部计数输入（P1.0/T2）和时器
/计数器2 的触发输入（P1.1/T2EX），具体如下表所示。在flash编程和校验时，P1口接收低8位地址字节。
脚号第二功能
P1.0 T2（定时器/计数器T2的外部计数输入），时钟输出
P1.1 T2EX（定时器/计数器T2的捕捉/重载触发信号和方向控制）
P1.5 MOSI（在线系统编程用）
P1.6 MISO（在线系统编程用）
P1.7 SCK（在线系统编程用）
P2 口：P2 口是一个具有内部上拉电阻的8 位双向I/O 口，P2 输出缓冲器能驱动4 个 TTL 逻辑电平。对P2 端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（IIL）。
在访问外部程序存储器或用16位地址读取外部数据存储器（例如执行MOVX @DPTR）时，P2 口送出高八位地址。在这种应用中，P2 口使用很强的内部上拉发送1。在使用 8位地址（如MOVX @RI）访问外部数据存储器时，P2口输出P2锁存器的内容。在flash编程和校验时，P2口也接收高8位地址字节和一些控制信号。
P3 口：P3 口是一个具有内部上拉电阻的8 位双向I/O 口，p2 输出缓冲器能驱动4 个 TTL 逻辑电平。对P3 端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（IIL）。 P3口亦作为STC89C52特殊功能（第二功能）使用，如下表所示。在flash编程和校验时，P3口也接收一些控制信号。
端口引脚第二功能
P3.0 RXD(串行输入口)
P3.1 TXD(串行输出口)
P3.2 INTO(外中断0)
P3.3 INT1(外中断1)
P3.4 TO(定时/计数器0)
P3.5 T1(定时/计数器1)
P3.6 WR(外部数据存储器写选通)
P3.7 RD(外部数据存储器读选通)
此外，P3口还接收一些用于FLASH闪存编程和程序校验的控制信号。
RST——复位输入。当振荡器工作时，RST引脚出现两个机器周期以上高电平将是单片机复位。
LE/PROG——当访问外部程序存储器或数据存储器时，ALE（地址锁存允许）输出脉冲用于锁存地址的低8位字节。一般情况下，ALE仍以时钟振荡频率的1/6输出固定的脉冲信号，因此它可对外输出时钟或用于定时目的。要注意的是：每当访问外部数据存储器时将跳过一个ALE脉冲。
对FLASH存储器编程期间，该引脚还用于输入编程脉冲（PROG）。
如有必要，可通过对特殊功能寄存器（SFR）区中的8EH单元的D0位置位，可禁止ALE操作。该位置位后，只有一条MOVX和MOVC指令才能将ALE激活。此外，该引脚会被微弱拉高，单片机执行外部程序时，应设置ALE禁止位无效。
PSEN——程序储存允许（PSEN）输出是外部程序存储器的读选通信号，当STC89C52由外部程序存储器取指令（或数据）时，每个机器周期两次PSEN有效，即输出两个脉冲，在此期间，当访问外部数据存储器，将跳过两次PSEN信号。
EA/VPP——外部访问允许，欲使CPU仅访问外部程序存储器（地址为0000H-FFFFH），EA端必须保持低电平（接地）。需注意的是：如果加密位LB1被编程，复位时内部会锁存EA端状态。
如EA端为高电平（接Vcc端），CPU则执行内部程序存储器的指令。
FLASH存储器编程时，该引脚加上+12V的编程允许电源Vpp，当然这必须是该器件是使用12V编程电压Vpp。
XTAL1——振荡器反相放大器的及内部时钟发生器的输入端。
XTAL2——振荡器反相放大器的输出端
5.4输入设备
单片机的输入设备由四个按键组成。其电路图如图 3.3所示，四个按键功能分别是PID显示切换、加一、减一、发送。将四个按键的一端共同接在一个电源上，而按键的另一端连接至单片机的特定I/O口。此时，只要检测到该端口的低电平，就说明有键按下。
图5.3
5.5显示设备
液晶显示器各种图形的显示原理线段的显示：点阵图形式液晶由M×N个显示单元组成，假设LCD显示屏有64行，每行有128列，每8列对应1字节的8位，即每行由16字节，共16×8=128个点组成，屏上64×16个显示单元与显示RAM区1024字节相对应，每一字节的内容和显示屏上相应位置的亮暗对应。例如屏的第一行的亮暗由RAM区的000H——00FH的16字节的内容决定，当（000H）=FFH时，则屏幕的左上角显示一条短亮线，长度为8个点；当（3FFH）=FFH时，则屏幕的右下角显示一条短亮线；当（000H）=FFH，（001H）=00H，（002H）=00H，……（00EH）=00H，（00FH）=00H时，则在屏幕的顶部显示一条由8段亮线和8条暗线组成的虚线。这就是LCD 显示的基本原理。
本设计的显示设备是由LCD1602来显示的。
LCD1602的引脚功能
第1脚：VSS为地电源
第2脚：VDD接5V正电源
第3脚：V0为液晶显示器对比度调整端，接正电源时对比度最弱，接地电源时对比度最高，对比度过高时会产生“鬼影”，使用时可以通过一个10K的电位器调整对比度
第4脚：RS为寄存器选择，高电平时选择数据寄存器、低电平时选择指令寄存器。
第5脚：RW为读写信号线，高电平时进行读操作，低电平时进行写操作。当RS 和RW共同为低电平时可以写入指令或者显示地址，当RS为低电平RW为高电平时可以读忙信号，当RS为高电平RW为低电平时可以写入数据。
第6脚：E端为使能端，当E端由高电平跳变成低电平时，液晶模块执行命令。
LabVIEW单片机通讯 1.串口扩展的问题： 先说一下串口的扩展问题，一般的台式机或工控机上都至少有二个串口，一般都是够用的，但是现在市场上已经很难找到带串口的笔记本了，而有时候在外出调试时需要在笔记本中使用到串口的，这时一般是使用USB-RS232的转接线，价格从十几到一百多都有，很多朋友反应在使用价格低的转接线时会出现乱七八糟的问题，而贵一点的线就很少听说有其它问题的，所以大家在使用便宜的USB-RS232转接线时要特别注意线的质量，遇到一些奇怪的问题时先考虑换一根好一点的线。PCI-RS232扩展卡也同理，便宜的卡也容易出问题，尽量买好一点的，以免因小失大。PCI-RS232一般至少能扩展2个串口，有些BT一点的可以扩展到8-16个，一堆线和接头。转接线和扩展卡一般是要装驱动的。 2.串口功能的确认: 在使用串口之前，最好先确认一下串口是否正常，特别是使用转换接或扩展卡的。检查的方法很简单，就是将串口的2、3脚短接起来，3脚是发送数据，2脚接收数据，就是这个串口自发自收。电脑上的串口软件一般是用串口调试助手，很出名的，也好用。如下图所示：图1 串口调试助手 打开软件，选择已经短接好的串口号，点击“手动发送”，如果串口是好的，2、3脚又短接起来了，马上就可以在上面的接收框里看到接收的数据就是发送的数据。稍微要注意一下的是有些电脑的COM1和COM2的位置是反过来的，所以要确定好串口调试助手左上角的串口上择的是已经短接的那一个，如果COM1没接收到，可以再先COM2再发一次看一下。 3.串口线的检查: 检查好串口后，一般也要注意一下使用的串口线，标准的串口线是9根线都是用上的，但有一些是只使用了三根线的：2、3、5。第3个脚管是发送，第2个管脚接收，另一个5是地线，这里叫它简化的串口线，简化的串口线能用上的地方，标准的串口线也肯定能用上，因为标准线的9根线已经包括了简化串口线中的3根线，但标准串口线能用上的地方，简化串口线就不一定能用上，所以在使用串口线之间一定要确定好串口线的类型，一般买的串口线都是标准线，但自制的串口线因为应用场合不同就要先确定一下。 G串口线还有一个地方需要注意一下的，就是2、3脚的接法，标准接法中是2、3脚交叉的，即这边的2接另一边的3，这边的3接另一边的2，扭了一下，所以叫交叉线，因为正常使用时，这边第二脚是发送数据，另一边第三脚是接收数据，所以要将这二个管脚连接起来，这样才能正常使用。但是有些情况下，2、3是直连的，即这边的第2脚连接另一边的第2脚，第3脚连接第3脚，这种叫直连线，这种线一般是用于延长串口的，比如需要将工控机的串口接头引到机柜表面上时，就使用这种线，这样机柜表面的串口线的定义还是跟电脑接出来的一样，外面的那一根串口线再使用交叉线。从电脑主板上将串口引到主机后面板上的线就是这样的直连线。购买串口线的时候一般也会问你买直连的还是交叉的，要区别对待。 串口线还有一个要稍微注意一下的就是DB头，因为电脑上接出来的一般是公头（针），要跟电脑接的话要母头（孔），一般仪器的串口也是公头，所以二边都是母头的串口线比较常见。串口的接头一般是DB9的，也有DB25的，但比较少用，有些比较BT的仪器厂家居然用RJ11（水晶头那种）作为串口头，让人不爽！ 总之，使用串口前一定要先确定好硬件没问题，不然很浪费时间的。 4.串口参数设置: 在LabVIEW中使用串口时，有几个参数比较重要，需要先说明一下的。一个是串口初始化这个节点的“终止符”和“禁用终止符？”这二个输入端，这二个输入端是相互作用的，“终止符”默认值为10，它的十六进制是“0x0A”，这是一个ASCII码，是一个换行符，可以从LabVIEW中的字符串的不同显示形式看出来，如下图：
基于LabVIEW的虚拟仪器 模拟风力太阳能系统混合动力站（节选） 介绍 在最简单的层面上，数据采集可以手动完成如使用纸笔记录读数或任何其他工具。对于某些应用这种形式的数据采集是足够的。然而，数据记录中的应用这需要大量的数据读数，非常频繁的录音是有必要的，它包括了仪器或微控制器获取和记录数据准确（1995里格比和多尔比，）。急诊化验室虚拟仪器工程平台（LabVIEW）是一个功能强大的灵活的仪器仪表和分析应用软件工具，（美国国家仪器仪表，2002）在今天这新兴技术并被广泛采用的学术界，工业LabVIEW已成为一个重要的工具，已代替了政府实验室数据的标准采集，仪器控制和分析软件。 现有的1.5千瓦的额定风力太阳能混合动力站显示（图1）。设计与施工的可再生能源发电系统报告（磐诚，等铝，2000）。在大学校园的平台上，有良好的教育机会本科生和研究生以现有的风力太阳能知识，学生们在协同研究基于风力太阳能发电站的传统的电网火力发电厂。特别是在一些组件可再生能源如蓄电池和直流电源逆变器，可导致供电质量和电网出现一些问题，当太阳风稳定性出现问题时，根据汽轮机和发电机（帕特尔，1999）的电力系统与化石燃料这些相互作用都是由于大量的不同动力学参与的风力涡轮机和蒸汽涡轮机。图1显示了photovol TAIC（PV）与太阳能电池板120个W评级，mastmounted1千瓦的风力涡轮机，和风速计，包括风方向和速度传感器的风能太阳能发电站并行运作，并收取12 V电池组包括六个深循环铅酸电池。太阳面板安装在机架上的轨道，白天太阳光从320个0度的初始位置度。该系统还包括基于固态器件的一个1.5kVA额定直流到交流电源逆变器，保护设备如交流和直流电路断路器，熔断器，避雷器，一套线性和非线性负载，连接电缆，和接线盒。在国家的电压和电流系统学生们介绍了稳定的研究，说明了电能质量由于小的线性和非线性负荷的影响（磐诚和蒂默曼，1999）。太阳风混合发电
串口通信的基本概念 串口通信的基本概念 1，什么是串口？ 2，什么是RS-232？ 3，什么是RS-422？ 4，什么是RS-485？ 5，什么是握手？ 1，什么是串口？ 串口是计算机上一种非常通用设备通信的协议（不要与通用串行总线Universal Serial Bus或者USB混淆）。大多数计算机包含两个基于RS232的串口。串口同时也是仪器仪表设备通用的通信协议；很多GPIB兼容的设备也带有RS-232口。同时，串口通信协议也可以用于获取远程采集设备的数据。 串口通信的概念非常简单，串口按位（bit）发送和接收字节。尽管比按字节（byte）的并行通信慢，但是串口可以在使用一根线发送数据的同时用另一根线接收数据。它很简单并且能够实现远距离通信。比如IEEE488定义并行通行状态时，规定设备线总常不得超过20米，并且任意两个设备间的长度不得超过2米； 而对于串口而言，长度可达1200米。
典型地，串口用于ASCII码字符的传输。通信使用3根线完成：（1）地线，（2）发送，（3）接收。由于串口通信是异步的，端口能够在一根线上发送数据同时在另一根线上接收数据。其他线用于握手，但是不是必须的。串口通信最重要的参数是波特率、数据位、停止位和奇偶校验。对于两个进行通行的端口，这些参 数必须匹配： a，波特率：这是一个衡量通信速度的参数。它表示每秒钟传送的bit的个数。例如300波特表示每秒钟发送300个bit。当我们提到时钟周期时，我们就是指波特率例如如果协议需要4800波特率，那么时钟是4800Hz。这意味着串口通信在数据线上的采样率为4800Hz。通常电话线的波特率为14400，28800和36600。波特率可以远远大于这些值，但是波特率和距离成反比。高波特率常常用于放置的很近的仪器间的通信，典型的例子就是GPIB 设备的通信。 b，数据位：这是衡量通信中实际数据位的参数。当计算机发送一个信息包，实际的数据不会是8位的，标准的值是5、7和8位。如何设置取决于你想传送的信息。比如，标准的ASCII码是0～127（7位）。扩展的ASCII码是0～255（8位）。如果数据使用简单的文本（标准 ASCII码），那么每个数据包使用7位数据。每个包是指一个字节，包括开始/停止位，数据位和奇偶校验位。由于实际数据位取决于通信协议的选取，术语“包”指任何通信 的情况。
沈阳工程学院 课程设计任务书 课程设计题目：基于Labview的万用表的设计 系别自控系班级测控本091 学生姓名学号 指导教师职称教授 课程设计进行地点：实训F430 任务下达时间： 2012年 2月27日 起止日期：2012年2月27日起——至2012年3月2日止 教研室主任年月日批准
摘要 虚拟仪器技术的实质是利用最新的计算机技术来实现和扩展传统仪器的功能，在许多方面具有传统仪器所没有的优越性，在实验教学和工程领域具有极大的应用潜力。实验表明，设计的虚拟函数信号发生器输出信号性能优于普通传统的信号源。 虚拟仪器是1986年美国国家仪器公司（NI）提供的一种新型一起概念。它是计算机技术介入仪器领域所形成的一种新型的、富有生命力的仪器种类。在虚拟仪器中计算机处于核心地位，计算机软件技术和测试系统更紧密地结合成一个有机整体，仪器的结构概念和设计观点都发生了根本变化。 虚拟仪器技术的实质是利用最新的计算机技术来实现和扩展传统仪器的功能。其基本构成包括计算机、虚拟仪器软件、硬件接口模块等。在这里，硬件仅是为了解决信号的输入输出，软件才是整个系统的关键。当基本硬件确定后，就可以通过不同的软件实现不同的功能。虚拟仪器应用软件集成了仪器的所有采集、控制、数据分析、结果输出和用户界面等功能。使传统仪器的某些硬件甚至整个仪器都被计算机软件所代替。因此从某种意义上说，计算机既是仪器，软件即是仪器。 虚拟仪器的软件是其最核心、最关键的部分，其主要功能是对硬件执行通信和控制，对信号进行分析和处理，以及对结果进行恰当的表达和输出等。虚拟仪器的软件开发平台目前主要有两类：第一类是基于传统语言的Turbo C，Microsoft公司的Visual Basic ，Borland公司的Delphi，Sybase公司的PowerBuilder。这类语言具有适应面广、开发灵活的特点，但开发人员需有较多的编程经验和较强的调试能力；第二类用专业图形化编程软件进行开发。如HP公司的VEE,NI公司的LabVIEW和Lab Windows/CVI等。NI公司的LabVIEW软件开发平台是一种专业图形化编程软件，采用图形化编程方式，结构流程清晰，但缺点是对硬件的要求较高，比较依赖NI的专用产品，对信号控制方式不够灵活。而Lab Windows/CVI以ANSI C为核心。将功能强大，使用灵活的C语言平台与数据采集，分析和表达的测控专业工具有机地接合起来。它的集成化开发平台，交互式编程方法，丰富的控件和库函数大大增强了C语言的功能，为熟悉C语言的开发人员建立检测系统，自动测量环境，数据采集系统，过程监控系统等提供了一个理想的软件开发环境。 关键词函数信号发生器, 数据采集卡,LabVIEW，DAQ卡，示波器
毕业设计(论文)开题报告 课题：基于Labview虚拟 示波器的设计 院系：电气信息学院 专业：测控技术与仪器 学生姓名：彭成和学号：200801200106指导教师：李亚 2012年1月16日
开题报告填写要求 1．开题报告（含“文献综述”）作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计（论文）工作前期内完成，经指导教师签署意见及所在专业审查后生效。 2．开题报告内容必须用黑墨水笔工整书写或按此电子文档标准格式（可从电气系网页或各教研室FTB上下载）打印，禁止打印在其它纸上后剪贴，完成后应及时交给指导教师签署意见。 3．“文献综述”应按论文的格式成文，并直接书写（或打印）在本开题报告第一栏目内，学生写文献综述的参考文献应不少于10篇（不包括辞典、手册），其中至少应包括1篇外文资料。 4．统一用A4纸，并装订单独成册，随《毕业设计论文》等资料装入文件袋中。
毕业设计（论文）开题报告1．文献综述：结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，撰写2500字以上的文献综述，文后应列出所查阅的文献资料。 文献综述 一、引言 随着计算机技术、大规模集成电路技术和通讯技术的飞速发展，仪器技术领域发生了巨大的变化，美商国家仪器公司(National Instruments)于八十年代中期首先提出基于计算机技术的虚拟仪器的概念，把虚拟测试技术带入新的发展时期，随后研制和推出了基于多种总线系统的虚拟仪器。虚拟仪器就是在通用计算 机上加上软件和（或）硬件，使得使用者在操作这台计算机时，就象是在操作一台他自己设计的专用的传统电子仪器。在虚拟仪器系统中，硬件仅仅是为了解决信号的输入输出，软件才是整个仪器系统的关键，任何一个使用者都可以通过修改软件的方法，很方便地改变、增减仪器系统的功能与规模，所以有“软件就是仪器”之说。虚拟仪器技术的出现，彻底打破了传统仪器由厂家定义，用户无法改变的模式，虚拟仪器技术给用户一个充分发挥自己的才能、想象力的空间。用户（而不是厂家）可以随心所欲地根据自己的需求，设计自己的仪器系统，满足多种多样的应用需求。虚拟仪器系统概念是对传统仪器概念的重大突破，是计算机系统与仪器系统技术相结合的产物。它利用计算机系统的强大功能，结合相应的硬件，大大突破传统仪器在数据处理、显示、传送、处理等方面的限制，使用户可以方便地对其进行维护、扩展、升级等。 虚拟仪器技术已成为测试、工业I/O和控制和产品设计的主流技术，随着虚拟仪器技术的功能和性能已被不断地提高，如今在许多应用中它已成为传统仪器的主要替代方式。随着PC、半导体和软件功能的进一步更新，未来虚拟仪器技术的发展将为测试系统的设计提供一个极佳的模式，并且使工程师们在测量和控制方面得到强大功能和灵活性。 基于此本次毕业设计就是通过虚拟仪器来完成的，以下是对该软件的一些介绍。
Labview考试报告 题目：基于Labview虚拟仪器平台的智能温度控制系统 班级：50910 学号：5091030 姓名：李玲娜
引言 虚拟仪器是计算机技术和仪器测量技术相结合的产物。虚拟仪器技术，就是用户在通用计算机平台上，根据测试任务的需要来定义和设计的测试功能，其实质是充分利用计算机来实现和扩展传统仪器功能。“软件就是仪器”反映了虚拟仪器技术的本质特征。美国国家仪器公司生产的NI-LabVIEW是目前最为成功，应用最广泛的虚拟仪器软件开发系统。它一种基于G语言的32位编译型图形化编程语言，其图形化界面可以方便的进行虚拟仪器的开发。它充分利用计算机强大的运算处理功能，突破了传统仪器在数据处理、显示、传输、存储等方面的限制。本文利用虚拟仪器平台，通过编写Labview 软件对温度进行智能测量，减少硬件的开发，有利于系统的维护，也便于系统软件升级。 一、虚拟仪器 1. 1虚拟仪器概述 虚拟仪器是在以计算机为核心的硬件平台上, 其功能由用户设计和定义, 具有虚拟面板, 其测试功能由测试软件实现的一种计算机仪器系统。虚拟仪器的实质是利用计算机显示器的显示功能来模拟传统仪器的控制面板, 以多种形式表达输出检测结果; 利用计算机强大的软件功能实现信号数据的运算、分析和处理; 利用I /O 接口设备完成信号的采集与调理, 从而完成各种测试功能的一种计算机仪器系统。 1. 2虚拟仪器的图形化开发平台 LabVIEW ( Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench)是一种图形化的编程语言, 它广泛地被工业界、学术界和研究实验室所接受, 视为一个标准的数据采集和仪器控制软件。LabVIEW集成了与满足GPIB、VXI、RS- 232和RS- 485协议的硬件及数据采集卡通讯的全部功能。它还内置了便于应用TCP/
研究生课程考核试卷 （适用于课程论文、提交报告） 科目：虚拟仪器教师： 姓名：学号： 专业：类别：学术型上课时间： 考生成绩： 阅卷评语： 阅卷教师(签名) 重庆大学研究生院制
通过对虚拟仪器课程的学习和撑握，本次实验设计了一个简易计算器，可以用来模拟真实计算器而进行一些简单的基本运算。利用Labview软件平台编写计算器程序，可以实现“+、-、×、÷、平方、开方、x^y”这七种基本运算，并且可以对上面的七种基本操作连续运算，另外实现了对输入的错误数据进行清除的功能。达到了本次实验的要求。 关键词：Labview，七种基本运算，清除
摘要 .................................................................................................................................................. I 1、引言 (1) 2、整体方案设计 (2) 2.1、簇和前面板控件的说明 (2) 2.2、程序流程图 (3) 3、具体实现过程 (4) 3.1、前面板设计 (4) 3.2、初始化和键的感应 (4) 3.2.1、数字0-9的输入 (6) 3.3、输入的第一个数 (6) 3.3.1、多零问题 (6) 3.3.2、小数点问题 (7) 3.4、四则运算和x^y (7) 3.5、开方计算 (8) 3.6、倒数计算 (9) 3.7、输入正负数 (9) 3.8、去掉小数点后面0的功能 (9) 3.9、清除功能（Clear） (10) 3.10、退格功能 (10) 4、总结 (12) 参考文献 (13) 附录A (14) 1、初始化程序 (14) 2、总程序 (14) 3、x^y的幂程序 (15)
先是英文资料，后面有详细的中文资料。 https://www.doczj.com/doc/779228312.html,/devzone/cda/tut/p/id/2897 Serial Instrument Control Tutorial 目录 1.Overview of Serial Bus 2.Connecting and Setting up a Serial Instrument Control System 3.How to Create a VISA Resource for the Instrument in MAX 4.Instrument Control Software Articles and Related Links Overview of Serial Bus Serial is a common device communication protocol for instrument control because most computers and many remote instruments include at least one serial port. Single applications can be used across a variety of instruments with few modifications, reducing programming and test time. For more information on the serial protocol, including information on transfer speeds and important parameters, please refer to Serial Communication Overview. Connecting and Setting up a Serial Instrument Control System
毕业设计(论文)开题报告 课 题： 基于Labview 虚拟 示波器的设计 院 系： 电气信息学院 专 业： 测控技术与仪器 学生姓名： 彭成和 学 号： 200801200106 指导教师： 李 亚 2012年 1月 16 日
开题报告填写要求 1．开题报告（含“文献综述”）作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计（论文）工作前期内完成，经指导教师签署意见及所在专业审查后生效。 2．开题报告内容必须用黑墨水笔工整书写或按此电子文档标准格式（可从电气系网页或各教研室FTB上下载）打印，禁止打印在其它纸上后剪贴，完成后应及时交给指导教师签署意见。 3．“文献综述”应按论文的格式成文，并直接书写（或打印）在本开题报告第一栏目内，学生写文献综述的参考文献应不少于10篇（不包括辞典、手册），其中至少应包括1篇外文资料。 4．统一用A4纸，并装订单独成册，随《毕业设计论文》等资料装入文件袋中。
毕业设计（论文）开题报告 1．文献综述：结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，撰写2500字以上的文献综述，文后应列出所查阅的文献资料。 文献综述 一、引言 随着计算机技术、大规模集成电路技术和通讯技术的飞速发展，仪器技术领域发生了巨大的变化，美商国家仪器公司(National Instruments)于八十年代中期首先提出基于计算机技术的虚拟仪器的概念，把虚拟测试技术带入新的发展时期，随后研制和推出了基于多种总线系统的虚拟仪器。虚拟仪器就是在通用计算机上加上软件和（或）硬件，使得使用者在操作这台计算机时，就象是在操作一台他自己设计的专用的传统电子仪器。在虚拟仪器系统中，硬件仅仅是为了解决信号的输入输出，软件才是整个仪器系统的关键，任何一个使用者都可以通过修改软件的方法，很方便地改变、增减仪器系统的功能与规模，所以有“软件就是仪器”之说。虚拟仪器技术的出现，彻底打破了传统仪器由厂家定义，用户无法改变的模式，虚拟仪器技术给用户一个充分发挥自己的才能、想象力的空间。用户（而不是厂家）可以随心所欲地根据自己的需求，设计自己的仪器系统，满足多种多样的应用需求。虚拟仪器系统概念是对传统仪器概念的重大突破，是计算机系统与仪器系统技术相结合的产物。它利用计算机系统的强大功能，结合相应的硬件，大大突破传统仪器在数据处理、显示、传送、处理等方面的限制，使用户可以方便地对其进行维护、扩展、升级等。 虚拟仪器技术已成为测试、工业I/O和控制和产品设计的主流技术，随着虚拟仪器技术的功能和性能已被不断地提高，如今在许多应用中它已成为传统仪器
LabVIEW串口通信详解 串口可以说是我们最容易见到，也最容易接触到的一种总线，台式机上一般都有二个，而现在很多下位机、仪器等很多都还是使用串口通信的。论坛上很多朋友都经常会使用到串口，并遇到一些问题，这里有必要做一个详细的说明，以方便广大会员朋友，文章请勿转载到其它地方，谢谢。 论坛上早先发布过一个贴子，叫《串口WORD资料》，里面有一些中英文的串口的资料，这个文章是对那个资料的补充，如果是初接触串口的朋友建议先看一下上一个贴子先。上一个贴子中提到过的内容这里不再进行补充。 首先补充一个比较重要的问题，就是在LabVIEW中使用串口的话一定要先安装VISA这个驱动，然后生成的EXE运行时也需要在目标机上安装VISA Runtime Engine，可以在打包时一起打包。 VISA的驱动可以在NI网站上下载到：https://www.doczj.com/doc/779228312.html,/nidu/cds/view/p/id/1605/lang/zhs 1.串口扩展的问题： 先说一下串口的扩展问题，一般的台式机或工控机上都至少有二个串口，一般都是够用的，但是现在市场上已经很难找到带串口的笔记本了，而有时候在外出调试时需要在笔记本中使用到串口的，这时一般是使用USB-RS232的转接线，价格从十几到一百多都有，很多朋友反应在使用价格低的转接线时会出现乱七八糟的问题，而贵一点的线就很少听说有其它问题的，所以大家在使用便宜的USB-RS232转接线时要特别注意线的质量，遇到一些奇怪的问题时先考虑换一根好一点的线。PCI-RS232扩展卡也同理，便宜的卡也容易出问题，尽量买好一点的，以免因小失大。PCI-RS232一般至少能扩展2个串口，有些BT一点的可以扩展到8-16个，一堆线和接头。转接线和扩展卡一般是要装驱动的。 2.串口功能的确认: 在使用串口之前，最好先确认一下串口是否正常，特别是使用转换接或扩展卡的。检查的方法很简单，就是将串口的2、3脚短接起来，3脚是发送数据，2脚接收数据，就是这个串口自发自收。电脑上的串口软件一般是用串口调试助手，很出名的，也好用。如下图所示：图1 串口调试助手 打开软件，选择已经短接好的串口号，点击“手动发送”，如果串口是好的，2、3脚又短接起来了，马上就可以在上面的接收框里看到接收的数据就是发送的数据。稍微要注意一下的是有些电脑的COM1和COM2的位置是反过来的，所以要确定好串口调试助手左上角的串口上择的是已经短接的那一个，如果COM1没接收到，可以再先COM2再发一次看一下。 3.串口线的检查: 检查好串口后，一般也要注意一下使用的串口线，标准的串口线是9根线都是用上的，但有一些是只使用了三根线的：2、3、5。第3个脚管是发送，第2个管脚接收，另一个5是地线，这里叫它简化的串口线，简化的串口线能用上的地方，标准的串口线也肯定能用上，因为标准线的9根线已经包括了简化串口线中的3根线，但标准串口线能用上的地方，简化串口线就不一定能用上，所以在使用串口线之间一定要确定好串口线的类型，一般买的串口线都是标准线，但自制的串口线因为应用场合不同就要先确定一下。 G串口线还有一个地方需要注意一下的，就是2、3脚的接法，标准接法中是2、3脚交叉的，即这边的2接另一边的3，这边的3接另一边的2，扭了一下，所以叫交叉线，因为正常使用时，这边第二脚是发送数据，另一边第三脚是接收数据，所以要将这二个管脚连接起来，这样才能正常使用。但是有些情况下，2、3是直连的，即这边的第2脚连接另一边的第2脚，第3脚连接第3脚，这种叫直连线，这种线一般是用于延长串口的，比如需要将工控机的串口接头引到机柜表面上时，就使用这种线，这样机柜表面的串口线的定义还是跟电脑接出来的一样，外面的那一根串口线再使用交叉线。从电脑主板上将串口引到主机后面板上的线就是这样的直连线。购买串口线的时候一般也会问你买直连的还是交叉的，要区别对待。 串口线还有一个要稍微注意一下的就是DB头，因为电脑上接出来的一般是公头（针），要跟电脑接的话要母头（孔），一般仪器的串口也是公头，所以二边都是母头的串口线比较常见。串口的接头一般是DB9的，也有DB25的，但比较少用，有些比较BT的仪器厂家居然用RJ11（水晶头那种）作为串口头，让人不爽！ 总之，使用串口前一定要先确定好硬件没问题，不然很浪费时间的。 4.串口参数设置: 在LabVIEW中使用串口时，有几个参数比较重要，需要先说明一下的。一个是串口初始化这个节点的“终
基于LabVＩEＷ计算器的设计 专业:电子信息科学与技术 班级： XXXXＸ 学号:ＸXXXXX 姓名:XXXXＸ
基于LａｂVIEW计算器的设计 摘要:本次课程设计是基于ＬabＶIEW虚拟仪器系统开发与实践等原理与技术而设计的计算器，可以用来模拟真实计算器而进行一些简单的基本运算。编程的思想是完成一种运算的完整过程是:输入第一个数,存储并显示输入要进行运算的类型并存储输入第二个数,存储并显示按“＝”或则按其它运算符号“＋、-、*、/”进行连续的运算时显示运算结果。 关键词:ＬabVＩEＷ,计算器,四则运算,函数功能。 前言：创建3个字符串显示控件nuｍ1，nuｍ2，num3,其中:第一个输入数据存储在num1中，第二个输入数据存入nｕｍ2中，将其赋给ｎum3,并使num２为空，以便输入的数据存入num2，所有的运算是在num１和num３间进行，运算结果都赋给resulｔ，同时赋给ｎuｍ１,用于下一次的运算。创建4个布尔开关按钮chanｇe,change1，chａnｇe２，chａnge3,其中: Ｃhange的真假用来判断是第一个数据还是第二个数据，change１的功能是在输入=,运算完后,不需要初始化即可进行下一次运算,ｃhaｎge2用来去掉数据小数末尾的0, chａnge3用来保证baｃkspａce键仅对输入的数据有效，对运算结果无效。创建2个数值显示控件tｙpe１，tｙpｅ2，并分别在其后面板的属性——数据类型——表示法中选择U8其中：tｙpe１用来存储运算符号，type２用来保证连续“＋、－、＊、/”的正确性,所有的运算结果都赋给reｓult，resuｌt 经过去零处理后得到reｓuｌt1,将数据显示在前面板上。此计算器可以实现基本的加减乘除以及开方、取倒、取反功能,可以进行数据的连续运算以及简单的报错、纠错功能，在此计算器模版上，可以继续添加条件分支，实现更多功能的运算，但是不支持第二个数位为开方、取反、取倒的功能。 一、ＬabVIEＷ简介 LaｂＶIEW是一种程序开发环境,由美国国家仪器（NＩ)公司研制开发的，类似于C 和BＡSIC开发环境,但是LabVIEＷ与其他计算机语言的显著区别是:其他计算机语言都是采用基于文本的语言产生代码，而ＬabVＩEW使用的是图形化编辑语言G编写程序，产生的程序是框图的形式。与C和BASIC一样，LａbVIEW也是通用的编程系统,有一个完成任何编程任务的庞大函数库。LａbVＩEＷ的函数库包括数据采集、GＰIB、串口控制、数据分析、数据显示及数据存储，等等。ＬaｂVIＥW也有传统的程序调试工具,如设置断点、以动画方式显示数据及其子程序（子VＩ）的结果、单步执行等等，便于程序的调试。虚拟仪器(virtuaｌinstrｕmention）是基于计算机的仪器。计算机和仪器的密切结合是目前仪器发展的一个重要方向。粗略地说这种结合有两种方式,一种是将计算机装入仪器，其典型的例子就是所谓智能化的仪器。随着计算机功能的日益强大以及其体积的日趋缩小，这类仪器功能也越来越强大，目前已经出现含嵌入式系统的仪器。另一种方式是将仪器装入计算机。以通用的计算机硬件及操作系统为依托，实现各种仪器功能。虚拟仪器主要是指这种方式。下面的框图反映了常见的虚拟仪器方案。
串口可以说是我们最容易见到，也最容易接触到的一种总线，台式机上一般都有二个，而现在很多下位机、仪器等很多都还是使用串口通信的。论坛上很多朋友都经常会使用到串口，并遇到一些问题，这里有必要做一个详细的说明，以方便广大会员朋友方便使用。 首先补充一个比较重要的问题，就是在LabVIEW中使用串口的话一定要先安装VISA这个驱动，然后生成的EXE运行时也需要在目标机上安装VISA Runtime Engine，可以在打包时一起打包。 1.串口扩展的问题： 先说一下串口的扩展问题，一般的台式机或工控机上都至少有二个串口，一般都是够用的，但是现在市场上已经很难找到带串口的笔记本了，而有时候在外出调试时需要在笔记本中使用到串口的，这时一般是使用USB-RS232的转接线，价格从十几到一百多都有，很多朋友反应在使用价格低的转接线时会出现乱七八糟的问题，而贵一点的线就很少听说有其它问题的，所以大家在使用便宜的USB-RS232转接线时要特别注意线的质量，遇到一些奇怪的问题时先考虑换一根好一点的线。PCI-RS232扩展卡也同理，便宜的卡也容易出问题，尽量买好一点的，以免因小失大。PCI-RS232一般至少能扩展2个串口，有些BT一点的可以扩展到8-16个，一堆线和接头。转接线和扩展卡一般是要装驱动的。 2.串口功能的确认: 在使用串口之前，最好先确认一下串口是否正常，特别是使用转换接或扩展卡的。检查的方法很简单，就是将串口的2、3脚短接起来，3脚是发送数据，2脚接收数据，就是这个串口自发自收。电脑上的串口软件一般是用串口调试助手，很出名的，也好用。如下图所示：
图1串口调试助手 打开软件，选择已经短接好的串口号，点击“手动发送”，如果串口是好的，2、3脚又短接起来了，马上就可以在上面的接收框里看到接收的数据就是发送的数据。稍微要注意一下的是有些电脑的COM1和COM2的位置是反过来的，所以要确定好串口调试助手左上角的串口上择的是已经短接的那一个，如果COM1没接收到，可以再先COM2再发一次看一下。 3.串口线的检查: 检查好串口后，一般也要注意一下使用的串口线，标准的串口线是9根线都是用上的，但有一些是只使用了三根线的：2、3、5。第3个脚管是发送，第2个管脚接收，另一个5是地线，这里叫它简化的串口线，简化的串口线能用上的地方，标准的串口线也肯定能用上，因为标准线的9根线已经包括了简化串口线中的3根线，但标准串口线能用上的地方，简化串口线就不一定能用上，所以在使用串口线之间一定要确定好串口线的类型，一般买的串口线都是标准线，但自制的串口线因为应用场合不同就要先确定一下。 G串口线还有一个地方需要注意一下的，就是2、3脚的接法，标准接法中是2、3脚交叉的，即这边的2接另一边的3，这边的3接另一边的2，扭了一下，所以叫交叉线，因为正常使用时，这边第二脚是发送数据，另一边第三脚是接收数据，所以要将这二个管脚连接起来，这样才能正常使用。但是有些情况下，2、3是直连的，即这边的第2脚连接另一边的第2脚，第3脚连接第3脚，这种叫直连线，这种线一般是用于延长串口的，比如需要将工控机的串口接头引到机柜表
摘要： (2) 1. 虚拟仪器 (3) 1.1虚拟仪器概述 (3) 1.2虚拟仪器的通用仪器硬件平台 (5) 1.3虚拟仪器的软件层次结构 (5) 2. LaVIEW 的程序构成与模块简介 (6) 2.1前面板 (7) 2.2程序框图 (7) 3. 设计要求及设计方案 (8) 3.1设计要求 (8) 3.2设计方案 (8) 4. 设计内容 (9) 4.1基于虚拟仪器的数据采集设计 (9) 4.2基于虚拟仪器的温度检测设计 (9) 4.3显示及记录软件设计 (10) 5.程序的运行与调试 (11) 5.1程序的运行 (11) 5.2程序调试技术 (12) 5.3运行结果 (13) 5.4总程序框图 (14) 6. 设计体会 (14) 7. 参考文献 (15)
摘要： 虚拟仪器（virtual instrumention）是基于计算机的仪器。计算机和仪器的密切结合是目前仪器发展的一个重要方向。虚拟仪器的研究中涉及的基础理论主要有计算机数据采集和数字信号处理。目前在这一领域内，使用较为广泛的计算机语言是美国NI公司的LabVIEW。LabVIEW（Laboratory Virtual instrument Engineering）是一种图形化的编程语言，它广泛地被工业界、学术界和研究实验室所接受，视为一个标准的数据采集和仪器控制软件。 LabVIEW开发环境集成了工程师和科学家快速构建各种应用所需的所有工具，旨在帮助工程师和科学家解决问题、提高生产力和不断创新。随着科学技术的发展，人们在监控与监测生产过程、居住环境、生活质量等过程中，制造了各种各样科学仪器。本文设计就是建立在VI基础上，在此平台上完成对温度实时监测。 关键词：虚拟仪器LaVIEW 温度监测
国内统一刊号CN31-1424／TB 2017/4 总第260期基于LabVIEW的虚拟仪器 * 刘娜 / 辽宁机电职业技术学院 摘 要 介绍在LabVIEW 软件平台设计虚拟温湿度大气压仪的过程。在软件环境中，通过使用Modbus 通信协议和RS485通信接口，采集温湿度大气压仪的相关数据，并对数据进行管理和显示。文中给了硬件连接示意图、数据采集时温湿度大气压变送器模块串口通信参数的设置，并详细阐述了在软件平台上实现温湿度大气压参数的设置方法，分析了虚拟仪器可视显示界面设计过程，并给出了虚拟仪器的软件流程图。 关键词 LabVIEW ；温湿度大气压变送器；指示仪；Modbus 0 引言 温湿度大气压指示仪（以下简称指示仪）是基于RS485 接口符合Modbus 协议的温湿度大气压力变送器模块设计而成。该模块是北京某公司生产的HD3213M。基于LabVIEW 软件较少，国内目前对此类模块的数据管理一般都采用高级语言或组态软件制作上位机管理程序。本文阐述该模块与计算机硬件连接方法，在LabVIEW 平台上如何实现指示仪各种参数的采集及管理。 1 指示仪的硬件原理 1.1 HD3213M 模块与计算机硬件接线 计算机管理指示仪，经常采用串行口通信，主要有S232、RS422、RS485等多种接口标准。指示仪的连接如图1 所示。 1—计算机；2—RS232与RS485转换模块；3、4、5—温湿度大气压力变送器模块 图1 计算机与温湿度大气压力变送器模块接线图 指示仪的数据使用RS485总线进行传输，再通过RS232与RS485电平转换装置进入计算机，再由 LabVIEW 管理这些数据。1.2 HD3213M 模块原理 温湿度大气压力变送器接线如图2所示。 1(A)—RS485 串行通信A； 2(B)—RS485 串行通信B；3(G)—直流电源公共端；4(V)—直流电源正极输入端；5(X)—外部传感器信号1；6(Y)—外部传感器信号2；7(P)—外部传感器电源输出 图2 温湿度大气压力变送器接线 模块内部集成了高精度的大气压力传感器和温湿度传感器。压力传感器测量范围300~1 100 hPa；压力传感器准确度：±4 hPa。湿度传感器测量范围：0~100%RH、湿度传感器准确度：最高可达到±2.0%RH。温度传感器测量范围：-20~65 ℃；温度传感器准确度：最高可达到±0.3 ℃。还提供两路多功能外部传感器接口，可以通过配置作为两路温度传感器接口[1-2]，或配置作为1路温湿度传感器 接口和1路温度压力传感器接口。 模块内部完成温度、湿度、压力计算，可以直接读出温度值、相对湿度值、压力值。1个完整检测周期为2 s [3]。温度、湿度、大气压参数采用标准Modbus RTU 通信协议和RS485串行接口传输到计算 * 基金项目：辽宁机电职业技术学院教研课题（JYLX2017029）
实验四基于L a b V I E W的声音数据采集一、背景知识 在虚拟仪器系统中，信号的输入环节一般采用数据采集卡实现。商用的数据采集卡具有完整的数据采集电路和计算机借口电路，但一般比较昂贵，计算机自带声卡是一个优秀的数据采集系统，它具有A/D和D/A转换功能，不仅价格低廉，而且兼容性好、性能稳定、通用性强，软件特别是驱动程序升级方便。如被测对象的频率在音频范围内，同时对采样频率要求不是太高，则可考虑利用声卡构建一个数据采集系统。 1.从数据采集的角度看声卡 声卡的作用 从数据采集的角度来看，声卡是一种音频范围内的数据采集卡，是计算机与外部的模拟量环境联系的重要途径。声卡的主要功能包括录制与播放、编辑和处理、MIDI 接口三个部分。 声卡的硬件结构 图1是一个声卡的硬件结构示意图。一般声卡有4~5个对外接口。 图1 声卡的硬件结构示意图 声卡一般有Line In 和Mic In 两个信号输入，其中Line In为双通道输入，Mic In仅作为单通道输入。后者可以接入较弱信号，幅值大约为~。声音传感器（采用通用的麦克风）信号可通过这个插孔连接到声卡。若由Mic In 输入，由于有前置放大器，容易引入噪声且会导致信号过负荷，故推荐使用Line In ，其噪声干扰小且动态特性良好，可接入幅值约不超过的信号。 另外，输出接口有2个，分别是Wave Out和SPK Out。Wave Out（或Line Out）给出的信号没有经过放大，需要外接功率放大器，例如可以接到有源音箱；SPK Out 给出的信号是通过功率放大的信号，可以直接接到喇叭上。这些接口可以用来作为双通道信号发生器的输出。 声卡的工作原理 声音的本质是一种波，表现为振幅、频率、相位等物理量的连续性变化。声卡作为语音信号与计算机的通用接口，其主要功能就是将所获取的模拟音频信号转换为数字信号，经过DSP音效芯片的处理，将该数字信号转换为模拟信号输出。输入时，麦克风或线路输入（Line In）获取的音频信号通过A/D转换器转换成数字信号，送到
大学 毕业设计（论文）报告 课题名称基于LabVIEW的虚拟仪器设计研究 学生姓名 所在院、系（队） 专业通信工程 学号 申请学位级别工学学士 指导教师单位 指导教师姓名 技术职务 二○一一年五月
目录 摘要 第一章绪论 1.1 问题的提出 1.2 虚拟仪器的介绍 1.3虚拟仪器的现状和发展方向 第二章 LabVIEW介绍及设计方案 2.1 LabVIEW介绍 2.2 LabVIEW设计虚拟仪器的方法 第三章仪器硬件平台与LabVIEW信息采集 3.1五种类型的虚拟仪器总线 3.2 LabVIEW数据采集卡 第四章虚拟数字存储示波器的软件设计4．1虚拟实验仪器的软件设计方案 4.2 数据采集模块 4.3虚拟示波器前面板的设计 4.4 电压测量 4.5 频率测量 4.6 数据存储和回放模块 第五章系统调试与试验结果分析 5.1 虚拟仪器的调试 5.2 试验结果分析 结论 致谢 参考文献
摘要 虚拟仪器是指在通用计算机上添加一层软件和一些硬件模块，使用户操作这台通用计算机就像操作一台自己专门设计的仪器一样。虚拟仪器系统与传统仪器相比，具有性价比高、开放性、智能化程度高、界面友好等特点。LabVIEW是目前应用最 广泛的虚拟仪器开发平台软件之一。LabVIEW是一种用图标代替文本行创建应用程 序的图形化编辑语言，集成了与满足GPIB、VXI、RS-232和RS-485协议的硬件及数 据采集卡通讯的全部功能，而且内置了便于应用TCP/IP、Active等软件标准的库函数，可以方便地建立自己的虚拟仪器，已广泛的被工业界、学术界和研究实验室所接受，视为一个标准的数据采集和仪器控制软件。 本文介绍了虚拟仪器的概念，并以虚拟存储示波器为例介绍了虚拟仪器开发平台LabVIEW的特点及应用，并讲述了虚拟数字存储示波器各个功能模块的软件设计，并对系统进行了调试和实验，验证了虚拟实验仪器的实用性和优越性。 关键词：虚拟仪器LabVIEW 虚拟数字存储示波器
实验34 基于LabVIEW的虚拟仪器技术 实验目的 1. 了解虚拟仪器技术的基本概念。 2. 熟悉并掌握LabVIEW7.1软件的开发环境及基本使用方法。 3. 学习编写基于USB接口的虚拟仪器数据采集器的方法。 仪器设备 安全注意事项 1. 在整个实验过程中，NIUSB6008多通道数据采集器的任何一个模拟信号输入端口的输入电压的峰值不能超过10V，而数字信号端口的输入输出电压峰值不能大于5.8V，否则会造成损坏。 2. 在“D:\学生实验数据\物理系2004级”中相应的专业目录下以“学号+姓名”为名创建一个子目录，实验过程中编制的所有程序都保存在该目录下，以便教师批改实验报告时检查。 原理概述 测控仪器已经经历了模拟式，数字式，智能化仪器三个阶段，现在的重要发展方向是虚拟仪器技术。为了便于与VI技术区分，我们称前三种仪器为传统仪器。目前实验室中使用的各种能脱离计算机“独立”使用的仪器，如数字万用表，函数信号发生器，示波器等都属于传统仪器。此类仪器在使用过程中存在几个明显的缺点。 （1）一台传统仪器只能实现较单一的功能，扩展性、互换性、升级性较差。如数字万用表不能作为函数信号发生器使用，数字电桥不能作为示波器使用一样。科研工作者和工程师在实际工作过程中若要完成某种稍微复杂一些的测试任务，往往需要购买示波器、数字万用表、频谱分析仪、函数信号发生器、多通道数据采集器等多种设备，成本高昂。而且这些仪器还相对独立，绝大多数无法升级。随着测量任务的改变，往往需要购买性能更强的同类仪器，甚至是其他种类的仪器。 （2）在需要自动测量和控制的情况下，特别是需要自行开发专用的测控系统时，通常都需要编制控制程序。在虚拟仪器技术出现之前，这些工作大部分是用汇编、C或BASIC等顺序执行的文本编程语言来完成。对于一些涉及多台仪器的较大型测试系统，或是功能越来越复杂的数字化、智能化仪器，其控制程序少则数千行，多则数万行甚至更多，开发过程非常困难，费时费力。 随着个人计算机的出现，将计算机与测控仪器紧密结合在一起的虚拟仪器技术很好的克服了传统仪器的上述缺点。计算机和仪器的结合是目前仪器发展的一个重要方向，这种结合大概有两种方式。一种是将计算机装入仪器，其典型例子就是所谓智能化的仪器，另一种方式是将仪器装入计算机，以通用的计算机硬件及操作系统为依托，实现各种仪器的功能。虚拟仪器主要是指这种方式。 1. 虚拟仪器技术简介 所谓虚拟仪器是指基于计算机的测控平台，它可以代替传统的测控仪器，如示波器、逻辑分析仪、信号发生器、频谱分析仪等；可集成于自动控制、工业控制系统；可自由构建成专有仪器系统。一台完整实用的虚拟仪器主要有三个部分组成：虚拟仪器平台，开发软件、模块化I/O硬件。 （1）虚拟仪器平台是虚拟仪器的核心，其运行着虚拟仪器开发软件，控制着整台虚拟仪器的工作。 （2）虚拟仪器开发软件可实现对各种模块化I/O设备的控制。