LabVIEW虚拟仪器程序设计仪器控制

LabVIEW

虚拟仪器程序设计设计性物理实验课程——仪器控制远程实验平台远程实验web服务器客户机互联网实验室PC数字信号平均实验主体单元摄像机视频服务器数字信号平均实验客户端.vi服务器.viLOGO了解仪器控制的基本概念和原理

理解GPIB和串行接口的基本概念和特性

掌握VISA函数库的使用

构建仪器控制程序，完成基本的仪器控制任务4123学习目标LOGO3.1仪器控制的基本概念

仪器控制就是使虚拟仪器通过某种形式的总线按照一定的协议与各种仪器进行通信和控制，使虚拟仪器协同工作，完成测试任务。LOGO3.1仪器控制技术概述基于LabVIEW的仪器控制系统构架

LabVIEW图形化开发环境InstrumentDriversDirectI/O(InstrumentI/OAssistant)GPIB串口以太网PXIVXIUSBOPC，ActiveX，DLL，SharedVariableCANModBus无线InstrumentsInstrumentsInstrumentsInstrumentsPCIPCIExpress火线…LOGO3.1连接计算机到仪器GPIB串行总线

USB

以太网

PCI

PXI

PCIExpress

VXI

LOGO3.2连接计算机到仪器在将虚拟仪器与实际仪器连接时需考虑所使用仪器的特性和参数，如：连接端子与缆线情况：端子数量、接口形式、缆线长度限制电气特性：信号电压范围、接地形式等通信协议：协议类型、数据形式、命令类型等驱动程序：是否易于使用，与现有开发平台是否兼容串行接口虚拟仪器软件架构VISA接口及协议的选择LOGORS-232是串行通信规范，是传统意义上的“串行”总线的最为常见的规范。常用的串口标准配置有RS-232、RS-485等，它们都是D形接口，分别是9针和25针的。RS-232单站点对点通信，但RS-485可实现多站通信，即一对多通信。3.2连接计算机到仪器串行总线（RS-232和RS-485）LOGO3.2连接计算机到仪器硬件：数字信号平均实验主体单元、电源线、RS232通信电缆、一端是两个BNC母头另一端是音频插头的音频电缆。DS432数字信号平均远程实验教学系统LOGO3.3仪器控制的软件规范仪器驱动函数的一般工作流程是：1.读取前面板上的仪器控制命令；2.把命令格式化为仪器能够解析的命令字符串；3.读取仪器返回的响应结果；4.根据读取的结果对前面板上的显示控件进行更新。LOGO3.3仪器控制的软件规范VISA是虚拟仪器软件结构体系的简称。它扮演了计算机与仪器之间的中间层连接角色，为计算机和仪器的顺利通信提供了通道。与仪器通信的通行证——VISANI-VISA的层次结构图VISA驱动函数库VISA驱动注意：使用VISA前需安装VISA驱动，即Measurement&AutomationExplorer(MAX)

LOGO3.3仪器控制的软件规范将VISA资源名称指定的串口按特定设置初始化。

VISA资源名称指定要打开的资源。波特率是传输速率。默认值为9600。

数据比特是输入数据的位数。（值介于5和8之间，默认值为8。）Visa配置串口LOGO3.3仪器控制的软件规范VISA仪器控制流程VISA函数的使用LOGO3.4LabVIEW进行仪器控制【例1】串口读写实例——控制一盏灯的亮与灭

把仪器控制命令写入单片机编写串口通讯程序计算机通过LabVIEW发送指令至单片机通过VISA传达指令实现灯的亮/灭通过RS232连接计算机与单片机LOGO3.5远程仪器控制的实现【例1】远程操控发光二级管的亮与灭

要求：当客户端写入“0”指令时，实现开灯操作；当客户端写入“1”时，关灯。服务器建立连接

读取指令通过VISA将指令写入串口，依靠单片机完成指令得到反馈，完成操作；关闭与服务器的连接

客户端写入指令LOGO

接收客户端指令，向仪器接口写入操作指令

通过串口与计算机连接，从VISA中读取指令，操控单片机工作服务器仪器与服务器连接，

发送请求/接收数据客户端3.4LabVIEW进行仪器控制编程思路LOGO3.5远程仪器控制的实现服务器端要实现接收TCP信息（指令）和向VISA写入信息的过程，可以将程序设计为2个模块：其一用于接收TCP指令另一个模块用于向VISA发送指令，且该部分要承担判断指令是否与灯的当前状态一致的责任。LOGO3.5远程仪器控制的实现完成后的服务器端程序LOGO3.5远程仪器控制的实现完善:LOGOFB318型RLC电路实验仪器LOGO以RLC串联电路特性测试实验为例RLC暂态电路远程实验LOGOLOGO客户端程序设计流程图LOGO服务器程序设计流程图LOGO3.6远程仪器控制实践

【拓展】如果要分别操控电容、电感、电阻箱三个不同的电路元件，要如何实现呢？

根据需求设计功能模块：客户端：各电路元件初始值设置、各电路元件值的输入服务器端：各电路元件初始化、TCP信息接收与VISA写入了解单片机相应的指令号,初始化命令字为64LOGO3.6远程仪器控制实践

当客户端的电阻箱、电感箱、电容箱虚拟旋钮置于不同档位时，向单片机发送不同的命令字。

单片机中设置的元件值与命令字的对应关系如下表所示。

LOGOLOGOLOGO电路元件初始化3.6远程仪器控制实践—服务器LOGO电路元件当前值设置：“0”帧代表分别代表“×1000”的电阻箱、“1”帧代表“×100”的电阻箱、“2”帧代表“×0.1UF”的电容器、“3”帧代表“×0.1H”的电感箱。

3.6远程仪器控制实践—服务器LOGO电路元件初始化模块

3.6远程仪器控制实践—客户端因为指令是针对不同电路元件的不同参数，是数组型数据，所以要将常数“64”转换为数组。LOGO电路元件当前值设置各电路元件的虚拟旋钮档位作为条件选择结构的条件，结构内对应旋钮的11个（0-10）档位分别放置不同的命令字，这样便实现用户将旋钮旋至不同档位，发送不同的命令字。与初始化类似的，命令字是ASCII值，故选用“类型转换”函数将ASCII值命令转换为对应的字符，用“写入TCP数据”函数送往服务器。

3.6远程仪器控制实践—客户端电容电感的远程操控LOGO当想要设置电感值为0.1H时，旋钮值为“1”,但发送至单片机的命令字为“17”，想要设置电感值为0.5H时，旋钮值为“5”,但发送至单片机的命令字为“21”。因为初始默认值为0.1H，故应把结构“1”设置为默认。具体参数在表1已经给出，完成后参见下图。其它电路元件的设置同理。3.6远程仪器控制实践—