基于PCI总线的多功能虚拟实验仪器的设计研究

基于PCI总线的虚拟实验仪器以图形化编程语言LabVIEW为软件开发平台,实现了数据的采集、处理,波形显示,参数测量,频谱分析及数据存储多种功能。

芜湖职业技术学院学报 2 0 0 8年第 l O卷第 3期

基于 P I C总线的多功能虚拟实验仪器的设计研究 王亚芹钱斌 (合肥工业大学机械与汽车工程学院，安徽合肥，2 0 0 ) 30 9 摘要：基于 P I C总线的虚拟实验仪器以图形化编程语言 Lb IW为软件开发平台， aV E实现了数据的采集、处理，波形显示，参数测量，频谱分析及数据存储多种功能。 关键词：P I C总线；L bⅢw;实验；虚拟仪器 aV中图分类号：T 8;文献标识码：A;文章编号：10.1 20 )0. 4.3 H7 0911 08 30 9 4( 0 0 O n Th sg f u t-u c i n l r u l p r me t n t u n s d o eDe i n o l f n to a t a M i Vi Ex e i n s r me t I Ba e n PCILo a s cl Bu

WA NGY -i aqn& Qt N Bi A n Ab t a: a i g r p i r g mm i g a g a e La VI sr c T k n g a h c p o a t n ln u g b EW s t e o - r e l p n p a o m, P l c l u— a e v r a a h s fwa e d v o i g lt r t f CI o a b sb s d i u l t e p rme ti s u n e l e h c o s s c st e d t o lc i n a d p o e s g wa e o m ip a, a a trme u e n, x e i n t me tr ai st e f t n u h a aa c l t n r c s i, v f r d s l y p r mee a r me t n r z un i h e o n s s e tu a ay i d d t o a e p c r m n l ssa aas r g . n t Ke wo d: P c l u La VI y rs CIl a s o b b EW e p r n v ru l n t me t x ei me t it a s u n i r

作者简介：1王亚芹 (99 ),女，安徽泗县人，合肥工业大学2o￣ . 16 - o5制造专业高校教师硕士研究生，看教授。 2钱斌 ( 9 9 ),安徽芜湖人，合肥工业大学 2 0 . 16 . 0 5级M _程专业工程硕士，讲师。 T - 0 .前言 L b EW a Vl ( b rtr Vita I sr me t La o aoy r l n tu n En ie r g u

g ei n n

准总线 ( C、IA等 ) C总线是一种先进的高性能局部如P I S。P I总线，可同时支持各组外围设备。 C总线以3 MH/ 6 PI 3 z 6 MHz

Wok e c,实验室虚拟仪器集成环境 )是由美国国家仪器的时钟频率操作，采用3/4 rbnh 26位地址/数据总线，数据传输速公司研制和开发的一种图形化的编程语言和开发环境，广泛率可高达 12 p(3/2,且具有即插即用、低功耗、 3 Mb s Mz3位) 3 地应用于科研机构、产业和高校实验室。用L b l W开发的适应性强等特引基于P I aVE。 C总线的虚拟仪器使用方便、扩展 虚拟仪￣ ( r a Is u nain通过应用程序将通用计算性强且价格低廉， r tl nt me t o ) Viu r t性价比优良。由于受到机箱和总线的限制， 机与传统仪器的功能化模块相结合，用户可以利用计算机强其性能受到_些影响，但可以满足一般的实验室和检测需大的数据处理、存储、图形环境和在线帮助等功能，在屏幕要。从节约成本和使用方便的角度考虑，它是实验和检测仪

上利用程序生成虚拟仪器面板，完成对仪器的控制、数据分器的较好选择。

析、存储和显示I。将虚拟仪器应用于实验教学，只需要一“虚拟仪器的组成主要包括检测对象、传感器、调理电路、 些必要的硬件和通用计算机，利用软件就可以大大突破传统数据采集卡、计算机、和计算机软件等部分。工作时，传感仪器的限制，满足应用需求【 2】 器将被测对象的信息转换成电信号，输入仪器的信号调理电 虚拟仪器的构成方式很多。基于P I C总线的虚拟仪器具路，经调理电路进行放大整形，然后再经数据采集模块存人有较好的灵活性和扩展性，且性价比优良。基于P I C总线开

内存。数据采集卡将被测信号离散化，并进行量化编码，从

发虚拟实验教学仪器，只需对实验室现有通用计算机进行改而变成数字量，送入计算机进行处理【] 4。计算机和计算机造，扩大计算机的使用功能，实现“一机多用”。基于P I C总线软件是数据采集系统的核心，它对整个系统进行控制，并对

的多用虚拟实验仪器，集虚拟示波器和频谱分析仪与一体， 据存储波形回放等多种功能。

采集的数据进行处理、显示、存储和输出。整个过程由计算 将结果显示、保存或输

出。

实现数据采集与处理、波形显示、参数测量、频谱分析、数机软件控制，采集到的数据由软件进行运算、分析和处理， 1虚拟仪器的硬件设计 . 调理部分为硬件组成的P . C DAQ系统，以G I PB总线为标准 一

数字采集卡是虚拟仪器的重要组成部分，本文中采集卡种基于P I C总线的数字采集卡，可直接插在计算机的任一

虚拟仪器的构成方式主要有5种类型：以DA Q板和信号采用凌华公司的P I 1 1 C - 1DH数字采集卡。P I 1I 9 C一 1DH卡是 9的G I PB系统，以V总线为标准的V系统，以P总线为 P I XI XI XI C插槽内，能够实现自动配置，即插即用。P I 11 H数 C - 1D 9 标准的P系统和以S R . L为标准总线的串口系统，上述字采集卡最高采样速率 lOss 6 XI E I A O k/,1路单端输入或8路差分输

系统都是通过应用软件使仪器硬件与通用计算机结合成虚入，单通道 1位模拟量输出，模拟输入电压范围分别为： 2 拟仪器。P . AQ以数据采集板、信号调理电路及计算机为 CD 仪器硬件平台组成插卡式虚拟仪器系统，是基于计算机的标 ±1 V .±5 0 V 、

±2 5 .V

、

±0 1 5 .2 V

、

±06 5 .2 V

.

程控增益范围： x1 X2 X4 x8 x 1。,,,, 6

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