USB与LabVIEW结合的虚拟仪器设计与实现

"基于USB和LabVIEW的虚拟仪器设计" 虚拟仪器是一种通过计算机软件和硬件结合，实现传统仪器功能的新型仪器系统。在这个系统中，通用的计算机硬件与专用的测量或控制硬件相结合，通过软件来定义仪器的功能。本文主要探讨的是如何基于USB接口技术和LabVIEW（Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench）编程环境，设计并实现一个虚拟仪器系统。 USB（Universal Serial Bus）是一种通用串行总线标准，用于连接计算机系统和各种外部设备，如数据采集设备、控制器等。USB接口以其高速度、易用性以及即插即用的特点，在数据传输方面极大地提升了效率。然而，一些传统的微控制器，如MCS-51系列单片机，不直接支持USB接口。在这种情况下，需要额外的硬件模块，如FT245BM，来实现USB通信。 FT245BM是一款由FTDI公司生产的USB到并行接口芯片，它可以作为USB设备与外部微控制器之间的桥梁。文章中详细介绍了使用FT245BM进行USB开发的过程，包括硬件接口设计和软件编程。FT245BM与AVR单片机AT90S1200的接口电路图被给出，这允许单片机通过USB与上位机进行数据交换。同时，文章还提供了相关的程序代码，以实现USB通信功能。 LabVIEW是由美国国家仪器公司(National Instruments, NI)开发的一种图形化编程语言，广泛应用于虚拟仪器的设计。虽然LabVIEW本身不直接包含USB驱动，但可以通过第三方库或者自定义VIs（Virtual Instruments）来扩展其功能。文章中讨论了如何在缺少内置USB驱动的情况下，编写LabVIEW应用程序并与不同的USB驱动兼容。作者提供了编写LabVIEW程序的步骤，并展示了如何通过这些程序实现数据采集和控制。 测试结果显示，该设计方案成功地实现了虚拟仪器的构建，能够有效地进行数据采集和处理。这种方法降低了硬件设计的复杂性，同时也简化了与上位机的通信过程，提高了系统的灵活性和可扩展性。该设计对虚拟仪器和USB接口技术在科研和工业领域的应用具有重要的参考价值。 关键词：虚拟仪器；USB接口；LabVIEW软件；数据采集；AVR单片机 中图分类号：TP334.17；TP311.156 文献标识码：A 这个设计不仅展示了虚拟仪器在数据采集和控制领域的潜力，还突显了USB接口在提高通信速度和便捷性方面的优势。通过LabVIEW与USB技术的结合，工程师和研究人员可以更快速、高效地开发出定制化的测量和控制系统。