虚拟温度传感器测量温度实训报告

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1、1虚 拟 温 度 传 感 器 测 量 温 度实 训 报 告专 业：应用电子班 级：0805 班学 号：0508姓 名：指导老师：日 期：2010/12/20-2010/12/242一、 Labview的简介LabVIEW程序：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。1、简 介与 C 和 BASIC 一 样 ， LabVIEW 也 是 通 用 的 编 程 系 统

2、 ， 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 LabVIEW 标 志显 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 （ virtual instrumention） 是 基 于 计 算 机 的 仪 器 。

3、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

4、托 ， 实 现 各 种 仪 器功 能 。 虚 拟 仪 器 主 要 是 指 这 种 方 式 。 上 面 的 框 图 反 映 了 常 见 的 虚 拟 仪 器 方 案 。 2、主 要 特 点虚 拟 仪 器 的 主 要 特 点 有 ： 尽 可 能 采 用 了 通 用 的 硬 件 ， 各 种 仪 器 的 差 异 主 要 是 软 件 。 可 充 分 发 挥 计 算 机 的 能 力 ， 有 强 大 的 数 据 处 理 功 能 ， 可 以 创 造 出 功 能 更 强 的 仪 器 。 用 户 可 以 根 据 自 己 的 需 要 定 义 和 制 造 各 种 仪 器 。 虚 拟 仪 器 实 际 上 是 一 个 按

5、照 仪 器 需 求 组 织 的 数 据 采 集 系 统 。 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。 虚 拟 仪 器 的 起 源 可 以 追 溯 到 20 世 纪 70 年 代 ， 那 时 计 算 机 测 控 系 统 在 国 防 、 航 天等 领 域 已 经 有 了 相 当 的 发 展 。 PC 机 出 现 以 后 ， 仪 器 级 的 计 算 机 化 成 为 可 能 ， 甚 至

6、在Microsoft 公 司 的 Windows 诞 生 之 前 ， NI 公 司 已 经 在 Macintosh 计 算 机 上 推 出 了LabVIEW2.0 以 前 的 版 本 。 对 虚 拟 仪 器 和 LabVIEW 长 期 、 系 统 、 有 效 的 研 究 开 发 使 得 该公 司 成 为 业 界 公 认 的 权 威 。 目 前 LabVIEW 的 最 新 版 本 为 LabVIEW2009， LabVIEW 2009为 多 线 程 功 能 添 加 了 更 多 特 性 ， 这 种 特 性 在 1998 年 的 版 本 5 中 被 初 次 引 入 。 使 用3LabVIEW 软 件

7、 ， 用 户 可 以 借 助 于 它 提 供 的 软 件 环 境 ， 该 环 境 由 于 其 数 据 流 编 程 特 性 、LabVIEW Real-Time 工 具 对 嵌 入 式 平 台 开 发 的 多 核 支 持 ， 以 及 自 上 而 下 的 为 多 核 而 设计 的 软 件 层 次 ， 是 进 行 并 行 编 程 的 首 选 。 普 通 的 PC 有 一 些 不 可 避 免 的 弱 点 。 用 它 构 建 的 虚 拟 仪 器 或 计 算 机 测 试 系 统 性 能 不可 能 太 高 。 目 前 作 为 计 算 机 化 仪 器 的 一 个 重 要 发 展 方 向 是 制 定 了 VXI

8、 标 准 ， 这 是 一 种插 卡 式 的 仪 器 。 每 一 种 仪 器 是 一 个 插 卡 ， 为 了 保 证 仪 器 的 性 能 ， 又 采 用 了 较 多 的 硬 件 ，但 这 些 卡 式 仪 器 本 身 都 没 有 面 板 ， 其 面 板 仍 然 用 虚 拟 的 方 式 在 计 算 机 屏 幕 上 出 现 。 这 些卡 插 入 标 准 的 VXI 机 箱 ， 再 与 计 算 机 相 连 ， 就 组 成 了 一 个 测 试 系 统 。 VXI 仪 器 价 格 昂贵 ， 目 前 又 推 出 了 一 种 较 为 便 宜 的 PXI 标 准 仪 器 。3、 未 来 评 测虚 拟 仪 器 研

9、究 的 另 一 个 问 题 是 各 种 标 准 仪 器 的 互 连 及 与 计 算 机 的 连 接 。 目 前 使 用较 多 的 是 IEEE 488 或 GPIB 协 议 。 未 来 的 仪 器 也 应 当 是 网 络 化 的 。LabVIEW（ Laboratory Virtual instrument Engineering Workbench） 是 一 种图 形 化 的 编 程 语 言 的 开 发 环 境 ， 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

10、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/IP、 ActiveX 等 软 件 标 准 的 库 函 数 。 这 是 一 个 功 能 强 大 且 灵 活 的 软 件 。 利 用 它 可 以方 便 地 建 立 自 己 的 虚 拟 仪 器 ， 其 图 形 化 的 界 面 使 得 编 程 及 使 用 过 程 都 生 动 有 趣 。 图 形 化 的 程 序 语 言 ， 又 称 为 “ ”语 言 。 使 用 这 种 语 言 编 程 时 ， 基 本 上 不 写

11、 程 序代 码 ， 取 而 代 之 的 是 流 程 图 或 框 图 。 它 尽 可 能 利 用 了 技 术 人 员 、 科 学 家 、 工 程 师 所 熟 悉的 术 语 、 图 标 和 概 念 ， 因 此 ， LabVIEW 是 一 个 面 向 最 终 用 户 的 工 具 。 它 可 以 增 强 你 构建 自 己 的 科 学 和 工 程 系 统 的 能 力 ， 提 供 了 实 现 仪 器 编 程 和 数 据 采 集 系 统 的 便 捷 途 径 。 使用 它 进 行 原 理 研 究 、 设 计 、 测 试 并 实 现 仪 器 系 统 时 ， 可 以 大 大 提 高 工 作 效 率 。 利 用 L

12、abVIEW， 可 产 生 独 立 运 行 的 可 执 行 文 件 ， 它 是 一 个 真 正 的 位 /64 位 编译 器 。 像 许 多 重 要 的 软 件 一 样 ， LabVIEW 提 供 了Windows、 UNIX、 Linux、 Macintosh 的 多 种 版 本 。 它 主 要 的 方 便 就 是 ， 一 个 硬 件 的 情 况 下 ， 可 以 通 过 改 变 软 件 ， 就 可 以 实 现 不同 的 仪 器 仪 表 的 功 能 ， 非 常 方 便 ， 是 相 当 于 软 件 即 硬 件 ！ 现 在 的 图 形 化 主 要 是 上 层 的 系统 ， 国 内 现 在 已 经

13、开 发 出 图 形 化 的 单 片 机 编 程 系 统 （ 支 持 32 位 的 嵌 入 式 系 统 ， 并 且可 以 扩 展 的 ） ， 不 断 完 善 中 (大 家 可 以 搜 索 CPUVIEW 会 有 更 详 细 信 息 ； ）4实训一：VI 程序的创建与结构控制一、实训目的：创建 VI程序，学习子程序的创建和调用，熟悉结构控制的使用。二、实验原理及路线：创建一个 VI子程序模拟温度测量。AD90 集成温度传感器在一定温度范围内输出电流与温度成正比。本程序也可实现摄氏温度或华氏温度显示温度值。创建一个 VI程序检测温度是否超出范围，当温度超出上限时，前面板上的 LED将点亮，并且有一个

14、蜂鸣器发声。学习使用顺序结构和包括头文件的数据文件。当程序停止数据采集后，自动产生数据文件的头文件，它包括操作者名字和文件名，然后将采集的数据附在头文件后面。三、实训仪器设备labview8.6软件由于现在没有 DAQ数据采集卡。使用一个随机数来代替温度传感器的电流数据，然后把所测得的电流值换成摄氏或华氏温度读数。四、实训内容及步骤：（一）子 VI前面板设计：前面板：1. 用 File 菜单的 New 选项打开一个新的前面板窗口。 2. 把温度计指示部件放入前面板窗口。a. 在前面板窗口的空白处点击鼠标键，然后从弹出的 Numeric 子模板中选择 Thermometer。 b. 在高亮的文本

15、框中输入“温度计”,再点击鼠标键按钮。 3. 重新设定温度计的标尺范围为 -20 到 120.0。使用标签工具 A，双击温度计标尺的 10.0，输入 100.0，再点击鼠标键或者工具栏中的 V按钮。 4. 在前面板窗口中放入竖直开关控制。 a. 在面板窗口的空白处点击鼠标键， 然后弹出的 Boolean 子模板中选择 Vertical Switch,在文本框中输入“温度值单位”,再点击鼠标键或者工具栏中的 V 按钮。 b. 使用标签工具 A，在开关的“条件真” （true）位置旁边输入自由标签“摄氏”,再在“条件假” （false）位置旁边输入自由标签“华氏” 。5、放置电源开关取用控制模板中

16、”布尔”子模板中的“椭圆形开关” ，并将控件的标签改为“电源” 。6、放置电源指示灯取用控制模板中“布尔”子模板中的“方形指示灯” ，在空间上单击右键，弹出的菜单中选择“显示项”中的标签的命令，去掉控件的标签。7、放置电流表5取用控制模板中“数值”子模板中的“仪表”控件，并将控件的标签改为“电流表” ，在控件上右击，弹出的菜单中选择“属性”项，设置电流表的量程为 200400,数据的类型为浮点数，精度为 0.01。（二）子程序框图程序设计：1. 从 Windows 菜单下选择 Show Diagram 功能打开框图程序窗口。 2. 点击框图程序窗口的空白处，弹出功能模板，从弹出的菜单中选择所需的对象。本程序用到下面的对象：Demo Read Voltage VI程序（Tutorial 子模板） 。在本例中，该程序模拟从 DAQ 卡的 0 通道读取电压值。 Multiply（乘法）功能（Numeric 子模板） 。 Subtract（减法）功能（Numeric 子模板）