第8章虚拟仪器工程设计实例

第三滚筒转速 ≤设定值
No
Yes
停止电机 计算、显示检测结果 结束
车辆到位检测
设HY-6120板卡的基地址为260H
数据采集
#include<windows.h> #include<dos.h> #define DLLExport_declspec(dllexport) /*定义动态连接库的输出宏*/ DLLExport float hydaq (int chreg) /*用所定义的宏声明动态连接库的函数*/ {float value; int i, a, c, base, dl, dh; /*定义过程变量*/ base=0x280; /*板基地址设为280H*/ a=inp(base+4); /*清A/D完成等标志*/ outp(base,0); /*写板控制字，置软件触发*/ outp(base+1,chreg); /*切换模拟输入通道，设置增益*/ for(i=0;i<70;i++); /*延时2~10μs*/ outp(base+2,0); /*软件触发A／D*/ do{ /*查询A／D转换状态*/ c=inp(base); }while(!(c&0x40)); dl=inp(base+3); /*转换结束，读低8位结果*/ dh=inp(base+4)&0xf; /*读高4位结果*/ value=((dh*256+dl)-2048)*10/4096; /*将结果转换为电压值*/ return value;} /*返回采集的电压值*/
高速隔离 串-并转换 串行 A/D 高速隔离 A/D 时钟 定时触发 总线 控制 地址译码及 逻辑控制 IBM-PC XT/AT BUS 放大器 16 路 模 拟 开 关 CH0
CH15 外触发 外门控
隔 离
A/D采集卡的寄存器描述及地址分配
I/O模块
带光电隔离的I/O 板卡Hபைடு நூலகம்-6120
锁 存 器 缓 冲 器 总线 控制 IBM-PC 隔 离 驱 动 1413 DO0 ┇ DO17 DI0 ┇ DI17
2. 声卡数据采集的硬件结构
波形显示 待采集 信号 传感器 信号 预处理 声卡 PC 机 输入 缓冲区 信号 处理 数字存储
隔 离
地址译码及 逻辑控制 XT/AT BUS
板基地址+0 板基地址+2
D/O00~D/O07，板基地址+1 D/I00~D/I07， 板基地址+3
D/O10~D/O17 D/I10~D/I17
开始
汽车到位？
No
Yes
汽车制动性能检测 系统的检测流程
提示松开制动 启动电机
启动 A/D 采集 提示踩制动
A/D 采集卡 工 控 机 I/O 卡 系 统
F/V 变换 到位信号 电机控制电路 LED 显示屏
制动试验台的结构
1.电动机 2.减速箱 3.压力传感器 4.滚筒 5第3滚筒 6.光电传感器 7.链传动 8.测量仪表
力传感器的信号放大原理电路
速度信号的测量电路
A/D采集卡

HY-6042的工作原理框图
第8章
虚拟仪器工程设计实例
第8章 虚拟仪器工程设计实例


教学重点
虚拟仪器的设计原则 虚拟仪器的设计步骤 虚拟仪器软面板设计技术 虚拟仪器工程设计实例

8.1 虚拟仪器的设计原则
硬件设计基本原则
经济合理 安全可靠 有足够的抗干扰能力
软件设计的基本原则
结构合理 操作性能好 具有一定的保护措施 提高程序的执行速度 给出必要的程序说明
2. 虚拟仪器软面板的设计原则
（1）直接操作的原则 （2）重要性原则 （3）相关性原则 （4）控件的一致性原则 （5）窗体与其功能匹配的原则 （6）适当使用空白空间的原则 （7）保持软面板简明的原则 （8）控制颜色种类及选择中性化的原则 （9）控件的形象选择与注释的原则 （10）可用性设计原则 （11）功能的可发现性原则 （12）操作的容错性设计原则 （13）“帮助”及文档中的回答问题原则
1. 声卡的工作原理及性能指标
声卡的工作原理图
数字输入 MIC In Line In DSP A/D D/A 功放 数字输出 Line Out Specker Out
PCI 总线
①复音数量。代表了声卡能够同时发出多少种声音。复音数越大，音色就 越好，播放声音时可以听到的声部越多、越细腻。 ②采样频率。每秒采集声音样本的数量。采样频率越高，记录的声音波形 就越准确，保真度就越高，但采样数据量相应变大，要求的存储空间也越 多。声卡的采样频率可设为 44 .1kHz， 22.05kHz， 11.025kHz和 8kHz等。 ③采样位数。将声音从模拟信号转化为数字信号的二进制位数（bit）。
数据采集的程序框图
采用调用动态连接库DLL的方式编写驱动程序 实现一次数据采集的程序框图
汽车制动性能检测系统的的前面板
8.4.2 基于LabVIEW和声卡的数据采集系统


随着 DSP 技术走向成熟， PC 声卡本身就成为一 个优秀的数据采集系统，它同时具有A/D 和D/A 转换功能，不仅价格低廉，而且兼容性好、性能 稳定、灵活通用、软件特别是驱动程序升级方便。 利用声卡作为数据采集设备，可以组成一个低成 本高性能的数据采集与分析系统。它适合采集音 频 域 的 信 号 ， 即 输 入 信 号 频 率 必 须 处 于 20~ 20000Hz 的音频范围内。
8.4 虚拟仪器工程设计实例
虚拟仪器以计算机为核心，利用软件完 成数据的采集、控制、数据分析和处理 以及测试结果的显示等功能，真正实现 了“软件及仪器”的概念。因而虚拟仪 器在设计上就更加灵活多样。
8.4.1 基于虚拟仪器的汽车制动性能检测系统
汽车制动性能检测系统
调理电路
测力传感器 制 动 实 验 台 电机 速度传感器
8.2 虚拟仪器的设计步骤
1 分析问题和确定任务 2 系统总体设计 进行硬件和软件的功能分配 系统A/D通道方案的确定 操作面板的设计 系统抗干扰设计 3 硬件和软件设计 4 系统联调
8.3 虚拟仪器软面板设计技术
1. 虚拟仪器软面板的设计思想 （1）根据测试要求确定仪器功能 （ 2 ）按照 VPP 规范设计软面板，使面板具有 标准化、开放性和可移植性 （ 3 ）采用面向对象的设计方法来设计软面板。