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基于LabVIEW的数据采集分析系统开发_论文

21 年 01 第 2 期  9 SIN E E H O O YI O MA IN CE C &T C N L G  T R TO   N OI 论坛 。   T   科 技信 息  基于 L b I W 的数据采集分析系统开发  aV E (. 阳理 工大 学信 息学 院 1沈 辽宁 沈阳 洪宗海    ? 2 10 6 ;. 宁冶金 技师 学院 自动化 系 1 18 2辽 辽宁 沈阳 10 5 ) 1 19  【 要】 摘 本设计介绍一种利 用单 片机采 集数据 ,aVE 作为开发 平 台, Ib lW . 二者之 间通过 串1实现数据 通讯的数据采集 系统 , : 2 详细介绍 了   软、 硬件设计方案。介绍 了8 C 1 9 5 单片机及其外 围数据采集 电 构成 的下位机 的原理及程序框 图, 路 并详述 了 L b IW 环境下的 串口 a VE 通讯 的实   现方法, 从而设计 了一种环境下 Lb IW 用单片机进行数据采集,C aVE P 机为上位机, 利用二者之间通过串口实现数据通讯的数据采集分析保存  系统 。   【 关键词】aVE 单 片机 ; Lb Iw; 串口; 采集 数据   生。 接收 、 发送均可触发 中断系统 , 使用十分方便 。有 2 个物理上独立  的接收 、 发送缓 冲器 S U , B F 对外也 有 两条独 立的 收 、 信号线 R D 发 X  在 现代仪器系统 中. 计算 机 已经与仪器结 合得非常紧密 , 已成 为  (3O和 T DP . 。 P .) X (31   ) 整个系统的核心 . 许多传 统仪器正在逐渐被计 算机部分 、 甚至 全部 取  本 文采用 R 22串行接 口 S3 标准 .电气特性上 ,S 22采用 负逻  R一3 代 。把各种传感器与计算机连接起来 . 先需要有一个 硬件 接 F电路  辑 。 首 I 要求高低 两信 号间有较大 的幅度 。 标准 为 : 逻辑 “” 一 v 1V 1在 5 ~一 5   把仪表输 出的信号变成能够被计算机识别 的数字信 号 , 其次是要有软  之间 , … ’ 5 一+5 逻辑 0在+v 1v之 间, 通常采用一O IV左右为逻辑 1+O   ,IV 件来管理 。通过软件 、 计算机 、 采集板 、 口硬件和传感 器组 成的系统  接 左右为逻辑 0 由于 M S5 系统的信号输入输 出为 T L电平 , 。 C一1 T 逻辑 1   叫仪器系统( 也是数据采集系统) 。现代 虚拟仪器技 术的引入 , 通过虚  为 3 v左右 , . 8 逻辑 0 0 V左右 , 为 . 4 因此 。 必须外接 电路实现 r1电平  rL I 拟仪器应用软件将计算机与标准化虚拟仪器硬件结合起 来 . 从而实现  到 I 一3 t 2 2电平的转换。本文采用 M X 3 E S A 2 2 实现此转换 。   传统仪器 功能的软件化与模块化 . 以达到 自动测试与分析的 目的。利  采用 D C 8 2 A 0 3 芯片进行数据的采集。D C 8 2 A 0 3 芯片为 8 位逐次  用虚拟仪器技术用户可 以通过图形化的编程环境 和操作 界面 . 轻松完  逼近电压型 AD转换器 , / 支持单信道输入 串口输出 , 极性设 置固定 , 不  成对待测对象 的信号调理 , 过程控制 , 采集、 数据 分析 、 显示和存储 , 故  需寻址。其主要特点为 :位分辨率 ; 8 双通道 AD转换 ;v电源供电时  / 5 障诊断 以及 网络通 信等功能 . 大大缩短 了系统开发周期 ; 同时由于采  输入电压在 O5 一v之间 : 输人输 出可与 1 L和 M S - r O 兼容 : 工作 频率为  用了标准化的虚拟仪器软硬件 . 测试系统的兼容性和扩展性也得到了  2 0 H 转换时间为 3   ; 5K Z 2 一般功耗仅为 1I 5 w。因为可节省大量 自 n   很大程度的增强 ; 以外 。 除此 虚拟仪器技术的灵活性强和可重用度高 ,   身及单片机的接 口, 编程也易于实现。   可以使用户 的测试 系统规模最小化 . 易于升级和维护 . 且 用户 甚至可  由于 D C 8 2 0 5 ) A 0 3 为f v 输入 . 于双极 性信号来说 , — 对 直接 输入会  以使用现有硬件 组成另一套测试系统 .从而减少不必要的重复投资 .   被 削掉负半波 , 为此采用 了 N 5 3 运 放 . 2 v 2 v的电平拉  E 52 将一 . 一+ . 5 5 降低系统的开发成本  到 0 5 满足 了输入 的双极性要求 . — v, 在实际 中的效果很好 。其 电路原  本课题设计着重研究在 Lb Iw 开 发平 台上利用普通 A avE D采集  理如图 2所示  实 现 数据 采 集 系统 。如 果 用  I b I w 开发的虚拟仪器通常  丑 VE 都 是建 立 在 L b I W 支 持 的  aV E 价格 昂贵的数据采集硬件 之上  的。而本课 题设计 以单 片机为  核心 的数据 采集与处理 系统 虽  然硬件成本 较低 .但开发 过程  较为复 杂 , 编程工作量较 大 . 周  期长 , 效率 低 , 但降低 了系统 的  开发成本便 于利用有 限的资金  充 分 利用 L b I W 的强 大 功  aV E 能 。本课题设 计以单片机 为核  心 的小 系统 作为前端 的数 据采  集系统 . 过单片机 的串 口将  通 图 1 三线制的 R 2 2串行 口通信原理圈    S. 3 数据传 送到 P c机 .再 通 过  0 引言  L b IW 编写 的串 口子 v 将  aVE I 采集到 的数据传送到 P c主系统 .在 L b IW 环境下 对数据进行处  aVE 理与分析 , 这样既充分利用 了 I b l W 的强大功能 . . VE

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