前面板有如儀器的外形設(shè)計(jì)，而程序框圖就是儀器的內(nèi)部電路，是設(shè)計(jì)的核心部分。LabVIEW方便之處就是能很方便的將流程圖轉(zhuǎn)換為圖形編程語(yǔ)言。流程圖中的循環(huán)可以直接調(diào)用LabVIEW中的While循環(huán)，順序執(zhí)行可以調(diào)用LabVIEW中Sequence Structure(順序結(jié)構(gòu))，條件執(zhí)行則可以調(diào)用LabVIEW中Case Structure(選擇結(jié)構(gòu))。程序流程圖設(shè)計(jì)如圖3所示。LabVIEW所采用的是并行執(zhí)行結(jié)構(gòu)，主流程圖中橫虛線(xiàn)上方的左右兩邊為同時(shí)執(zhí)行的兩個(gè)獨(dú)立的單元。

本次設(shè)計(jì)的圖形編程可以分為串口通訊、數(shù)據(jù)接收以及文件讀寫(xiě)三個(gè)部分。

在LabVIEW中，實(shí)現(xiàn)串口通訊方式有直接調(diào)用NI公司提供的Serial系列子VI； VISA串行系列(位于Functions->All Functions->Instrument I/O->serial中)；采用Active X控件來(lái)控制訪(fǎng)問(wèn)串行口(先向LabVIEW中添加一個(gè)Active X Container控件，然后向其中添加MSComm控件)三種方式。本次設(shè)計(jì)采用了第二種方式來(lái)訪(fǎng)問(wèn)和控制串行口，即通過(guò)調(diào)用功能模板的VISA中的Serial系列(包含VISA Configure Serial、VISA Write、VISA Read、VISA Close)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)串行口的訪(fǎng)問(wèn)和控制。采用該方式設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是：每個(gè)函數(shù)開(kāi)始接收一個(gè)端口號(hào)，結(jié)束后輸出一個(gè)其復(fù)制的端口號(hào)，這樣在設(shè)計(jì)中就不用擔(dān)心對(duì)于一個(gè)端口有遺忘或是重復(fù)的操作，從而使程序設(shè)計(jì)更加清晰。

LabVIEW中對(duì)于串行口的讀寫(xiě)都是以字符為單位傳輸其ASCII碼來(lái)實(shí)現(xiàn)的，因而需將需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)字符轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的ASCII碼。本設(shè)計(jì)通過(guò)調(diào)用CIN (代碼接口接點(diǎn))將C語(yǔ)言程序嵌入到整個(gè)設(shè)計(jì)中，然后采用LabVIEW與C語(yǔ)言混合編程來(lái)實(shí)現(xiàn)所需的功能(CIN在LabVIEW中的調(diào)用路徑為Functions→All Functions→Advanced→Code Interface Node)。

本設(shè)計(jì)中首先將采集控制系統(tǒng)的通道號(hào)和量程發(fā)送給下位機(jī)，然后程序進(jìn)入到相應(yīng)的數(shù)據(jù)接收處理程序。在數(shù)據(jù)接收過(guò)程中采用了數(shù)據(jù)幀方式：下位機(jī)將對(duì)應(yīng)通道號(hào)、相應(yīng)量程的采集結(jié)果以一幀數(shù)據(jù)為單位循環(huán)發(fā)送給PC機(jī)，PC機(jī)通過(guò)判斷幀頭來(lái)識(shí)別數(shù)據(jù)，從而提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性。幀數(shù)據(jù)格式如下：

前面兩個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)0xAA和0xAB為幀頭標(biāo)志，DATA1和DATA0為采集結(jié)果，但并非為最終的結(jié)果，它們?nèi)孕枰鄳?yīng)的處理(該處理在服務(wù)子程序中進(jìn)行)。

采集到的數(shù)據(jù)要轉(zhuǎn)換為實(shí)際電壓值后，再進(jìn)行顯示、存儲(chǔ)。本設(shè)計(jì)可以很方便的把每個(gè)實(shí)際電壓值存儲(chǔ)到Excel文件中，以便于查看和處理。而且在存儲(chǔ)的過(guò)程中可以將通道號(hào)、量程、采集數(shù)據(jù)序號(hào)信息都寫(xiě)入文件，這樣，就很容易生成報(bào)表輸出。

根據(jù)流程圖設(shè)計(jì)的采集控制系統(tǒng)程序框圖如圖4所示。

系統(tǒng)測(cè)試

將采集控制系統(tǒng)硬件、軟件按要求設(shè)計(jì)好后，運(yùn)行控制軟件，先對(duì)采集控制系統(tǒng)進(jìn)行相應(yīng)的配置，然后可以實(shí)時(shí)觀(guān)看某個(gè)通道的電壓值。調(diào)節(jié)輸入電壓，通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)控界面可以觀(guān)看到輸入電壓的變化過(guò)程。程序運(yùn)行結(jié)束后，可以在程序的安裝目錄下找到一個(gè)由先前配置所命名的Excel文件，打開(kāi)這個(gè)文件就可以看到采集到的所有數(shù)據(jù)(包括通道號(hào)、量程、采集數(shù)據(jù)及所采集數(shù)據(jù)序號(hào)信息)。通過(guò)測(cè)試表明，采集控制系統(tǒng)操作簡(jiǎn)單、方便，采集數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、價(jià)格低廉，且有熱插拔優(yōu)點(diǎn)。

結(jié)語(yǔ)

因?yàn)镹I公司所提供的數(shù)據(jù)采集卡價(jià)格昂貴，對(duì)用戶(hù)來(lái)說(shuō)，自主研制基于LabVIEW的采集控制卡在實(shí)際中有很大的意義，采用LabVIEW平臺(tái)來(lái)實(shí)現(xiàn)，很大程度上簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)，希望本文能給眾多設(shè)計(jì)者帶來(lái)新的設(shè)計(jì)概念。