动态参数检测与虚拟仪器的综合系统设计

2.1.3下位机软件设计

　　下位机软件设计流程图软件流程如图3所示。

　　2.2上位机设计

　　上电后，单片机采集电流、电压、温度等数据，通过串口传送至上位机进行模拟量信号显示。

　　上位机虚拟仪器LabVIEW的编程环境分为前面板(panel)和流程图(block diagram)。前面板分别为程序控制(输入)和结果显示(输出)部分，形成如同传统仪器前面板一样的VI前面板。在程序运行期间，用户通过前面板控制、观测，如同使用一台仪器。程序实现的代码部分使用G语言在流程图中编写。G语言编程过程主要是将代表功能模块(运算符或VI)的一个个图标放置在流程图中，用户按希望的数据传递次序和方向将这些模块的输入／输出连接出来。上位机软件流程图如图4所示。

上位机设计包括以下关键模块：

　　(1)串口连接通路

　　仪器本身支持与计算机的通信，仪器和计算机之间存在适当的连接通路，计算机在硬件上支持该连接通路，采用标准DB9串口电缆进行连接，直接利用计算机的串口。

　　(2)波形操作模块

　　波形函数位于Functions→All Functions→Waveform子模板。数据采集中，要从每个通道中各采集一个波形，这时数据采集函数输出的数据类型就是一个波形数组。获得波形数组后，使用数组函数从数组中提取波形元素，然后显示波形数据。

　　(3)采样定理的应用

　　根据采样定理，采样频率fs必须至少是测量信号所包含的最高频率fm的2倍，这样采样数据才能包含原始信号的所有频率分量的全部信息。如果信号中包含的频率高于fs／2的成分，则信号将在0 Hz和fs／2之间发生畸变。当采样频率过低时，由于所采样的数据还原的信号频率与原始信号不同，将发生混叠。

3 结束语

　　使用本动态参数监测系统对某公司研制的新型模拟信号监测系统信号进行测试，同时也为测定该系统的性能参数提供的可供参考的检测手段，要求进一步更新完善设计。现场的试验与应用表明，该系统具有精度高、测试可靠，操作简单方便、结果表达直观等特点。

　　该系统摆脱了虚拟仪器开发对LabVIEW等软件平台的依赖和PCI总线等数据采集板卡的束缚，具有一定的创新性和很高的实用性。