基于虛擬儀器的鎖相放大器遠程實驗系統(tǒng)設(shè)計

實驗機程序?qū)崿F(xiàn)如下功能：
實驗機接收用戶發(fā)送來的加熱信號，通過串口送往單片機系統(tǒng)，由單片機根據(jù)預(yù)先設(shè)置的指令驅(qū)動繼電器，從而控制熱敏電阻的加熱狀態(tài)。熱敏電阻的溫度值由串口采集，送入實驗機；音頻輸入電纜左聲道采集熱敏電阻阻值改變后橋式電路的輸出電壓，右聲道采集信號發(fā)生器輸出的參考方波，通過聲卡送入實驗機。實驗機將采集到的所有信號經(jīng)由服務(wù)器和Internet反饋給客戶。
3．3．2 實驗機軟件框圖程序
實驗機框圖程序如圖5所示。實驗機程序的軟件部分整體采用一個While循環(huán)，其l中又包含2個While循環(huán)。其中一個While循環(huán)中設(shè)置了一個順序結(jié)構(gòu)，Sequence 0中包含了2322監(jiān)聽端口，用于監(jiān)聽串口讀取溫度值；Sequence 1中包含了2323端口，用于監(jiān)聽聲卡讀取電壓值。
另外一個While循環(huán)中包含了一個2324監(jiān)聽端口，用于接收客戶機發(fā)送來的當前繼電器狀態(tài)值。當接收到閉合繼電器控制指令時，發(fā)送“30 H”到單片機，控制繼電器閉合；當接收到斷開繼電器控制指令時；發(fā)送“31H”到單片機，控制繼電器斷開。單片機與實驗機通過串行口通信，接收計算機發(fā)送的控制指令。

(1)實驗機與單片機的串行通信。實驗機與單片機的通信利用LabVIEW中的VISA庫(virtua|instrument software architecture)實現(xiàn)。V-ISA作為新一代程控儀器I／O軟件規(guī)范，在接口無關(guān)性、平臺獨立性、可擴展性和功能上都有很大提高。本文單片機帶有RS 232接口，計算機通過串口與之通信。單片機通過串口與實驗機相連，VISA Configure Serial Port節(jié)點中VISA Resouce Name設(shè)為ASRL4：INSTR。參數(shù)與單片機的設(shè)置一致：傳輸速率4 800 b／s，起始位1位，數(shù)據(jù)位8位，停止位1位，無校驗位。
(2)聲卡采集電路信號。用SI Read節(jié)點讀取聲卡采集的電路信號，Stereo 16 b端口顯示讀取的數(shù)據(jù)。Index Array函數(shù)分別提取0列(左聲道)和1列(右聲道)的信號，縮小一定倍數(shù)后，經(jīng)Type Cast函數(shù)轉(zhuǎn)為字符串數(shù)據(jù)：Sequence 0發(fā)送音頻電纜左聲道采集的數(shù)據(jù)，即熱敏電阻兩端的電壓；Sequence 1發(fā)送音頻電纜右聲道采集的數(shù)據(jù)，即信號發(fā)生器輸出的參考方波。信號波形同時顯示在前面板波形顯示器中顯示。

4 結(jié)語
本文開發(fā)了基于虛擬儀器的鎖相放大器遠程實驗系統(tǒng)。用LabVIEW軟件編寫了客戶機與實驗機程序，實現(xiàn)了遠程測量熱敏電阻溫度特性曲線。與傳統(tǒng)實驗相比，只需要一臺計算機、一臺信號發(fā)生器以及必要的硬件實驗電路即可進行實驗。在此基礎(chǔ)上結(jié)合網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和儀器控制技術(shù)，實現(xiàn)遠程實驗。