基于LabVIEW的便攜式汽車(chē)儀表檢測(cè)儀的研制----硬件系統(tǒng)和軟件部分

　　3.2硬件系統(tǒng)的作用

　　汽車(chē)儀表檢測(cè)系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)主要包括工控機(jī)、PXI板卡、信號(hào)接線盒、數(shù)據(jù)通信轉(zhuǎn)換板卡、CAN卡、可編程網(wǎng)絡(luò)電阻、供電電源以及被檢測(cè)儀表等主要部分。在此硬件平臺(tái)基礎(chǔ)上，通過(guò)頻率脈沖信號(hào)發(fā)生板卡產(chǎn)生不同頻率的各種汽車(chē)儀表所需要的脈沖信號(hào)，給車(chē)速表和里程表，因?yàn)檫@兩個(gè)表的指針偏轉(zhuǎn)或顯示數(shù)字變化的大小是根據(jù)不同幅值不同頻率的脈沖信號(hào)變化而變化的，在根據(jù)相應(yīng)的頻率對(duì)應(yīng)著相應(yīng)的車(chē)速和里程，當(dāng)我們測(cè)試時(shí)就可以按照標(biāo)準(zhǔn)的頻率對(duì)應(yīng)著車(chē)速和里程來(lái)判斷儀表的準(zhǔn)確度如何。

　　整個(gè)測(cè)試系統(tǒng)硬件功能框圖如圖3-13所示。

　　在硬件系統(tǒng)中我們利用LabVIEW產(chǎn)生一待測(cè)儀表可以接受的在量程范圍內(nèi)的信號(hào)給待測(cè)儀表，同時(shí)我們用同一信號(hào)給我們LabVIEW中的虛擬儀表，看它們的差異，如果在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的誤差范圍內(nèi)我們就認(rèn)為待測(cè)的儀表是合格產(chǎn)品，如果大于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)誤差范圍的就是合格產(chǎn)品。

　　要測(cè)各種儀表我們就要了解各個(gè)儀表的在工作中產(chǎn)生的是數(shù)字信號(hào)還是模擬信號(hào)，由以上研究我們知道燃油表、水溫表、機(jī)油壓力表等都是電阻傳感器，由此可見(jiàn)它們產(chǎn)生的一定是模擬信號(hào)，從它們的工作中都有模擬信號(hào)在生產(chǎn)過(guò)程中模擬信號(hào)都對(duì)應(yīng)著表上的刻度，我們就把這個(gè)模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成我們工控機(jī)和LabVIEW能接受的信號(hào)，在檢測(cè)過(guò)程中我們就把整個(gè)過(guò)程反過(guò)來(lái)，我們用LabVIEW中虛擬信號(hào)發(fā)生器給我們產(chǎn)生我們需要的信號(hào)經(jīng)過(guò)板卡轉(zhuǎn)換和總線傳輸送給我們的待測(cè)儀表來(lái)驅(qū)動(dòng)把被測(cè)儀表來(lái)檢測(cè)我們的儀表的準(zhǔn)確度。其它的數(shù)字儀表也是同樣的檢測(cè)方法，它們不同的是數(shù)字信號(hào)工作的儀表在儀表的檢測(cè)過(guò)程中所用的轉(zhuǎn)換板卡不同罷了。

　　第四章軟件部分

　　4.1虛擬儀器(LabVIEW)簡(jiǎn)介

　　4.1.1引子

　　最初只存在機(jī)器語(yǔ)言，計(jì)算機(jī)的世界里一片黑暗。可是不久，匯編語(yǔ)言問(wèn)世了，給計(jì)算機(jī)的世界投下了一縷曙光。后來(lái)，F(xiàn)ortran的出現(xiàn)帶來(lái)了光明。

　　LabVIEW圖形化編程語(yǔ)言的出現(xiàn)終于把人們尤其是工程師和科學(xué)家們從繁雜的編程工作中解放出來(lái)，使他們能夠真正專(zhuān)心于自己所關(guān)注的事情。

　　1、虛擬儀器的概念：

　　虛擬儀器系統(tǒng)是由計(jì)算機(jī)、應(yīng)用軟件和儀器硬件三大要素構(gòu)成的。計(jì)算機(jī)與儀器硬件又稱(chēng)為VI的通用儀器硬件平臺(tái)。軟件技術(shù)是虛擬儀器的核心技術(shù)。常用的儀器用開(kāi)發(fā)軟件有LabVIEW、Labwindows/CVI、VEE等等，其中以LabVIEW應(yīng)用最為廣泛。

　　2、什么是LabVIEW?

　　LabVIEW(Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbeneh)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。傳統(tǒng)文本編程語(yǔ)言根據(jù)語(yǔ)句和指令的先后順序決定程序執(zhí)行順序，而LabVIEW則采用數(shù)據(jù)流編程方式，程序框圖中節(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)流向決定了程序的執(zhí)行順序。它用圖標(biāo)表示函數(shù)，用連線表示數(shù)據(jù)流向。

　　LabVIEW程序被稱(chēng)為VI(Virtual Instrumeni)，即虛擬儀器。

　　LabVIEW的核心概念就是“軟件即是儀器”，即虛擬儀器的概念。

　　LabVIEW還包含了大量的工具與函數(shù)用于數(shù)據(jù)采集、分析、顯示與存儲(chǔ)等。

　　如圖4一1 LabVIEW圖形化編程語(yǔ)言示意圖

　　3、LabVIEW可以做什么?

　　LabVIEW在測(cè)試、測(cè)量和自動(dòng)化等領(lǐng)域具有最大的優(yōu)勢(shì)，因?yàn)長(zhǎng)abVIEW提供了大量的工具與函數(shù)用于數(shù)據(jù)采集、分析、顯示和存儲(chǔ)。用戶(hù)可以在數(shù)分鐘內(nèi)完成一套完整的從儀器連接、數(shù)據(jù)采集到分析、顯示和存儲(chǔ)的自動(dòng)化測(cè)試測(cè)量系統(tǒng)。它被廣泛地應(yīng)用于汽車(chē)、通信、航空、半導(dǎo)體、電子設(shè)計(jì)生產(chǎn)、過(guò)程控制和生物醫(yī)學(xué)等各個(gè)領(lǐng)域。LabVIEW不僅可以用來(lái)快速搭建小型自動(dòng)化測(cè)試測(cè)量系統(tǒng)，還可以被用來(lái)開(kāi)發(fā)大型的分布式數(shù)據(jù)采集與控制系統(tǒng)。在美國(guó)LawrenceLivermore國(guó)家實(shí)驗(yàn)室，一個(gè)花費(fèi)2000萬(wàn)美金的極為復(fù)雜的飛秒激光切割系統(tǒng)就是基于LabVIEW開(kāi)發(fā)的。在北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)二期工程北京譜儀慢控制系統(tǒng)中，大約有30種物理量共7000多點(diǎn)的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)點(diǎn)需要實(shí)時(shí)采集控制和分析記錄等。

　　圖4一2數(shù)據(jù)采集與控制系統(tǒng)

　　4.1.2LabVIEW總述

　　虛擬儀器(Virtual Instrument)是由美國(guó)國(guó)家儀器公司(NationalInstrument，簡(jiǎn)稱(chēng)NI)于1986年首先成功研制出的。他是以計(jì)算機(jī)作為儀器統(tǒng)一的硬件平臺(tái)，充分利用計(jì)算機(jī)的運(yùn)算、存儲(chǔ)、回放、調(diào)用。虛擬儀器最有代表性的圖形化編程軟件是美國(guó)NI公司推出的LabVIEW是一種圖標(biāo)代替文本行創(chuàng)建應(yīng)用程序的圖形化編程語(yǔ)言。

　　傳統(tǒng)文本編程語(yǔ)言根據(jù)語(yǔ)句和指令的先后順序決定程序的執(zhí)行順序，而LabVIEW則采用數(shù)據(jù)流編程方式，程序框圖中節(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)流向決定了程序的執(zhí)行順序。LabVIEW程序被稱(chēng)為vI(Virtualhistn衛(wèi)nent)即虛擬儀器，這是因?yàn)樗暮芏嘟缑婵丶c操作都模擬了現(xiàn)實(shí)世界中的儀器。LabVIEW提供了大量的工具箱和函數(shù)庫(kù)，并集成了很多儀器硬件庫(kù)。LabVIEW支持多種操作系統(tǒng)平臺(tái)，在任何一個(gè)平臺(tái)上開(kāi)發(fā)的LabVIEW應(yīng)用程序可直接移植到其它平臺(tái)上。

　　虛擬儀器的特點(diǎn)歸納起來(lái)有以下幾點(diǎn)：

　　(l)用戶(hù)可以根據(jù)自己的需要定義和制造各種儀器。

　　(2)虛擬儀器強(qiáng)調(diào)“軟件就是儀器，，的新概念，軟件是虛擬儀器的核心。

　　(3)虛擬儀器采用模塊化的結(jié)構(gòu)，各個(gè)功能模塊結(jié)合在一起構(gòu)成了虛擬儀器系統(tǒng)。

　　(4)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。

　　(5)虛擬儀器具有圖形用戶(hù)界面，體現(xiàn)“所見(jiàn)即所得”的思想。傳統(tǒng)儀器的控制面板在虛擬儀器中被相應(yīng)設(shè)置選項(xiàng)和結(jié)果輸出控制的軟面板所代替。