LabVIEW环境下智能测试系统的开发

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1、LabVIEW环境下智能测试系统的开发摘要本课题主要研究基于LabVIEW的并行接口数据采集系统的设计。论述了该系统硬件电路的组成原理，详细介绍了并行接口的种类，先入先出存储器FIFO及CPLD的组成及工作原理，并给出了CPLD的仿真波形图。同时，介绍了以LabVIEW为开发平台的虚拟仪器技术，并把虚拟仪器技术的思想和设计方法应用于本课题，将硬件电路与LabVIEW软件相结合，使系统能够对采集的数据进行处理。本课题的硬件电路及软件的设计都可再扩充，从而完成更高级信号的分析和处理。关键词:LabVIEW,数据采集，并行接Q，FIFO,

2、CPLD,虚拟仪器技术引言计算机技术和大规模集成电路技术的发展，促进了数字化仪器和智能化仪器的快速发展。传统的测量仪器，由于功能单一，结构封闭，完成某一测量任务时，往往需要采用不同的测量分析仪器;还有一些特殊的信号，如谐波等，一般仪器是难以测量的。由此可见，传统的测控仪器己越来越满足不了用户的要求。现代测控仪器要求不仅仅能单独测量到某个量，而且希望它们之间能互相通信，实现资源共享，从而完成对所测量的各个量的综合分析和处理。自20世纪80年代以来，在计算机技术的推动下，以虚拟仪器为标志的通用化、智能化的测量和测试系统出现了，并在以后的

3、十几年里得到了迅猛的发展，使得测量仪器和数据采集系统的设计方法和实现技术产生了深刻的变化。所谓虚拟仪器技术，就是用户在计算机平台上，根据测量任务的需要来定义和设计仪器的测试功能，其实质是充分利用计算机来实现和扩展传统仪器功能。虚拟仪器技术综合运用了计算机技术、数字信号处理技术、标准总线技术和软件工程方法，代表了测量仪器与自动测试系统未来的发展方向。“软件就是仪器”反映了虚拟仪器技术的本质特征。以图形化软件编程方法和集成开发环境为标志的虚拟仪器开发环境是虚拟仪器技术研究的重要内容，也是虚拟仪器技术应用与发展的基础。美国国家仪器公司(N

4、ATIONALINSTRUMENTS，简称NI)的创新产品LabVIEW(LaboratoryVirtualInstrumentEngineeringWorkbench，即实验室虚拟仪器集成环境)是目前最为成功、应用最为广泛的虚拟仪器软件开发环境。实际上，虚拟仪器的概念最初就是在开发LabVIEW时提出的。LabVIEW不仅仅是一个软件开发环境，而且是一种编程语言。作为编写应用程序的语言，除了编程方式不同外，LabVIEW具备语言的多种特性，因此又称为G语言。G语言编写的程序称为虚拟仪器VI(VirtualInstruments).

5、(1)国户外研究现状目前，经过十几年的研究，虚拟仪器发展很快。以美国国家仪器公司(NI)为代表的一批厂商己在市场上推出了基于虚拟仪器技术的商品化仪器产品:而我国目前处于传统仪器与计算机化仪器互相分离的状态，属于起步阶段。高档的台式仪器如数字示波器、频谱分析仪、逻辑分析仪等虚拟仪器还主要依赖进口，这些仪器工艺复杂、价格昂贵，一般单位是难以承受的。我国有些部门针对自己的需求研制了专用的虚拟仪器，但是缺乏通用性，应用普及程度相当低。结合我们的实际情况，必须走引进与自行开发相结合的道路。一方面，大力引进国外虚拟仪器方面的生产技术、部分产品，

6、吸收最新成果技术:另一方面，发展基于计算机插卡式硬件模块为主的测控技术，发展图形化平台的软件产品，充分利用我们现有的计算机及测试技术，缩短与发达国家的差距。{2)研究意义虚拟仪器是现代电子测控仪器发展的一个方向，它的应用十分广泛。在电子测量领域、过程控制领域，以及与人们生活息息相关的许多领域，均显示出传统仪器无法比拟的优势。虚拟仪器充分发挥了计算机的作用。用虚拟仪器思想建立的测试分析系统提高了测量速度，减少了开关、电缆，系统易扩充、易修改，使得测试系统体积小，灵活方便，成本低，效率局。1系统概述木系统是一个基于虚拟仪器开发平台Lab

7、VIEW基础上的并行接口数据采集系统。设计分为两个部分:硬件电路的设计和应用软件的设计。设计要达到的目的是将从计算机并口采集进来的数据进行处理和显示，下面就分为硬件和软件来介绍。l.1硬件部分硬件部分实际上是一块基于计算机并行接口的数据采集卡，其结构如图I所示。从功能上分为五个部分:信号调理、模数转换、在板缓存、逻辑控制电路和时钟。图I硬件电路结构框图Fig.1TheBlockDiagramofHardwareCircuitStructure1.2软件部分软件部分设计分为数据采集卡驱动程序的设计和系统应用程序的设计。驱动程序的设计:

8、LabVIEW提供了大量的数据采集驱动程序，这些子程序从简单到高级，可以提供给用户使用。但这些子程序只支持NI的数据采集(DAQ)卡以及少数公司开发的支持LabVIEW平台的数据采集卡。为了能在LabVIEW平台上使用普通用户自制的数