基于MFC和单片机的智能电压表.pdfVIP

武汉理工大学 《虚拟仪器》课程设计说明书 目录 绪论 2 I.虚拟仪器的组成 2 II.虚拟仪器的特点 2 1方案确定 3 1.1设计要求 3 1.2方案确定 4 2硬件模块 4 2.1系统总流程图 4 2.2 CD4051多路选择开关4 2.3 PGA 202程控放大器 5 2.4 AD7705模数转换器 6 3单片机程序 10 3.1 主函数 10 3.2 AD7705相关程序 11 3.3 PGA放大倍数选择程序 13 3.4 CD4051通道选择函数 13 3.5 串口函数 13 3.6 其它子函数 14 4上位机程序 14 5元件清单 15 6小结 16 参考文献 17 1 武汉理工大学 《虚拟仪器》课程设计说明书 绪论 虚拟仪器 （virtual instruction,简称为VI）是虚拟技术的一个重要组成部分。它是 由计算机技术、测量技术和微电子技术高速发展而孕育出的一项革命性技术。这一创新使得 用户能够根据自己的需要定义仪器功能，而不像传统仪器那样受到仪器厂家的限制。虚拟仪 器的出现彻底改变了传统的仪器方法，开辟了测控技术的新纪元。20 世纪80 年代中期， 美国国家仪器公司 （NationalInstrument，简称为NI） 首先提出的 “软件就是仪器” （TheSoftware is the Instrument）这一概念便是对虚拟仪器最本质的论述和表达。正 是这个概念为用户定义、构造自己的仪器系统提供了完美的解决途径。 I.虚拟仪器的组成 虚拟仪器由硬件和软件两部分构成。硬件由计算机和I/O 接口设备组成，按功能可分 为3 个主要部分：①信号输入：完成信号的采集、放大和A/D 转换，将被测信号变成标 准信号 （一般用电压信号）以利于计算机处理。对于多量程采集卡，只需根据传感器输出选 择量程即可。②信号输出：将计算机产生的数字信号经过信号调理转换成适合于被测系统的 激励信号。这两部分由I/O 接口设备 （如：数据采集卡、GPIB 总线仪器、VXI 总线仪 器、PXI 总线仪器和串口系统等）完成。③信号处理：利用计算机对所采集的信号进行分 析、显示和存储等，PC 机是硬件平台的核心。软件是虚拟仪器的核心，仪器的功能由用户 在软件平 台上编程实现 。 目前最常用 的软件开发工具是美 国 NI 公司的 LabWindows/CVI [2] 和LabVIEW。NI 公司的虚拟仪器平台———LabVIEW 简化了虚拟 仪器系统的开发过程，缩短了系统开发和调试的周期。即使是个编程的新手，也能用全图形 化方式编程的LabVIEW 很快地”画”出程序来。因为LabVIEW 是真正面向科学家和工程 师的编程语言。 II.虚拟仪器的特点 与传统仪器相比，虚拟仪器具有下面一些特点：（1）虚拟仪器的软硬件都具有开放性、 模块化、互换性、可重复使用等特点。一般运行于Windows 环境，可以同时启用多个应用， 而且用户可以根据需要灵活组合，大大提高了使用效率，克服了传统仪器功能专一限制很死 的缺点。（2）大大地降低了测试成本。传统测量多采用硬件设备或仪器，这些设备本身的制 造成本就很高，在实验室或研究所内使用还可以。但是，在野外、工作现场，设备的搬运、 维护费用很高，使测试成本大大地提高，有时甚至无法实现。而虚拟仪器是借助于计算机以 软件为核心，随着计算机的微型化，携带非常方便，有人形象地说 “把实验室拎着走”。由 于所有信号有一个公用的量化、分析和处理通道，减少了复杂的开关矩阵和信号电缆。因此， 采用虚拟仪器既省去了大量设备硬件的制造成本，也减少了搬运维护等费用，对于经济条件 较紧张的我国来说更具有现实意义。（3）使用效率高。传统仪器都是自成系统、功能单一、 体积庞大、仪器繁多，而虚拟仪器只需要一台计算机，其它必须的硬件如A/D、D/A 等都