基于LabVIEW的虛擬萬用表的設(shè)計與實現(xiàn)
1.引言
LabVIEW是美國國家儀器公司(NationalInstrument,NI)推出的一門圖形化編程語言，同時也是著名的虛擬儀器開發(fā)平臺，它擔(dān)當(dāng)了“軟件即儀器”這一虛擬儀器關(guān)鍵理念中的主角。它結(jié)合了圖形化編程方式的高性能與靈活性，以及專為測試測量與自動化控制應(yīng)用設(shè)計的高端性能與配置功能，能為數(shù)據(jù)采集、儀器控制、測量分析與數(shù)據(jù)顯示等各種應(yīng)用提供必要的開發(fā)工具。LabVIEW的表現(xiàn)形式和功能類似于實際的儀器，但LabVIEW程序很容易改變設(shè)置和功能。因此，LabVIEW特別適用于實驗室以及需要經(jīng)常改變儀器和設(shè)備的參數(shù)及功能的場合。本設(shè)計是基于LabVIEW平臺環(huán)境來構(gòu)建虛擬萬用表。虛擬萬用表的旋鈕是按照現(xiàn)實中的DT9205模式進行設(shè)計的。
利用數(shù)據(jù)采集卡將外部信號輸入到計算機中，在虛擬萬用表的軟件界面，實現(xiàn)各種參數(shù)的測量。
2.虛擬萬用表設(shè)計
2.1 顯示面板的設(shè)計
通過【控件/ 新式/ 數(shù)值/ 轉(zhuǎn)盤】命令，在前面板放置一個轉(zhuǎn)盤控件，對其設(shè)置屬性：把數(shù)據(jù)類型設(shè)置為【無符號長整型】;【在文本標(biāo)簽】選項卡雙擊【文本標(biāo)簽】欄的選項，寫入旋鈕對應(yīng)的名稱，再單擊【插入】按鈕，重復(fù)多次，寫入每一個項的名稱。旋鈕界面如圖1所示。
在前面板放置一個字符串，用于顯示測量結(jié)果。放置一個數(shù)值輸入控件，用于控制測量精度，用戶可以通過鍵盤輸入或下拉菜單選擇測量精度。同時放置一個工作指示燈，用于指示儀器工作狀態(tài)。放置一個文本顯示框，用來顯示時間和信息。
2.2
在后面板中，放置一個條件結(jié)構(gòu)，用于指示萬用表對旋鈕不同刻度執(zhí)行不同動作。在條件結(jié)構(gòu)中設(shè)置32個分支，這樣每一個分支就對應(yīng)執(zhí)行32種不同的動作，把旋鈕和條件結(jié)構(gòu)的【分支選擇器】連接起來。0-31分支與旋鈕的文本標(biāo)簽值是對應(yīng)的。
分支0顯示系統(tǒng)的開閉狀態(tài)，默認為關(guān)，指示燈滅，顯示屏顯示【關(guān)】。
分支1負責(zé)檢測二極管。當(dāng)紅表筆接二極管陽極時，系統(tǒng)中電路接通，顯示“此時紅表筆接二極管陽極”.接反時會顯示“此時紅表筆接二極管陰極”.當(dāng)表筆沒有接到二極管上時，顯示“沒有檢測到任何二極管”.程序框圖如圖2所示。
分支2到6負責(zé)電容的檢測，每個分支量程不同。測量中先對數(shù)據(jù)的大小進行檢測，判斷測量值是否超過量程。若沒有超過量程，接下來讀取測量精度;若超過量程，則在文本框中顯示“超出測量范圍，請選擇高檔位”,提示用戶轉(zhuǎn)換高檔位。
程序框圖如圖3所示。
實驗是理論與實際結(jié)合的橋梁，近年來傳統(tǒng)的實驗室存在很多局限性，如實驗設(shè)備陳舊，更新速度慢，成本過高等等原因，越來越不能滿足教學(xué)與科研的需要。隨著虛擬仿真技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)虛擬實驗室及虛擬儀器將會成為經(jīng)濟、高效的首選方案。
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