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。