張萍 王琳 趙奇平

【摘 要】本次基于虛擬儀器和嵌入式系統(tǒng)的《測(cè)試技術(shù)》課程個(gè)人實(shí)驗(yàn)室開發(fā)，借助用于試用和學(xué)習(xí)的免費(fèi)開發(fā)平臺(tái)，學(xué)生個(gè)人電腦資源，以及購(gòu)入和定制價(jià)格低廉性能良好的多種傳感器和信號(hào)調(diào)理模塊，完成了多種信號(hào)分析與處理的軟件設(shè)計(jì)以及完整的測(cè)試系統(tǒng)的搭建和應(yīng)用.

【關(guān)鍵詞】測(cè)試技術(shù)；個(gè)人實(shí)驗(yàn)室；虛擬儀器；嵌入式系統(tǒng)

一、引言

測(cè)試技術(shù)涉及多門學(xué)科，傳感器技術(shù)以各種物理、化學(xué)、生物機(jī)理為基礎(chǔ)，信號(hào)分析技術(shù)涉及電腦軟件技術(shù)及各種復(fù)雜的數(shù)學(xué)運(yùn)算。而模擬信號(hào)的調(diào)理，又涉及電子電路知識(shí)和技術(shù)。根據(jù)被測(cè)對(duì)象搭建一個(gè)最終能獲取有用信息的測(cè)試系統(tǒng)，對(duì)于提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和動(dòng)手能力至關(guān)重要。鑒于虛擬儀器對(duì)儀器功能的集成性和嵌入式系統(tǒng)的便攜性，本次工作應(yīng)用虛擬儀器和嵌入式系統(tǒng)技術(shù)開發(fā)了一個(gè)測(cè)試技術(shù)個(gè)人實(shí)驗(yàn)室（實(shí)驗(yàn)庫(kù)）。

二、《測(cè)試技術(shù)》個(gè)人實(shí)驗(yàn)室硬軟件資源及制備

（一）硬件資源及制備

傳感器資源：1.個(gè)人電腦，如話筒、鼠標(biāo)等。2.購(gòu)入多種低價(jià)傳感器，如BMA250三軸加速度傳感器、各種溫度傳感器、智能小車避障傳感器等。

中間調(diào)理電路：購(gòu)入和設(shè)計(jì)定制低價(jià)電路模塊。

數(shù)據(jù)采集卡：個(gè)人電腦的聲卡。

嵌入式系統(tǒng)：定制和購(gòu)入一批價(jià)格低廉，性能優(yōu)良的ADuC812微控制器及外圍電路模塊。

（二）軟件資源及開發(fā)

虛擬儀器開發(fā)平臺(tái)：采用NI公司的Labview平臺(tái)，NI官網(wǎng)提供有免費(fèi)Labview試用和學(xué)習(xí)版。

ADuC812開發(fā)包：AD公司提供有用于學(xué)習(xí)和客戶體驗(yàn)的免費(fèi)QuickStart開發(fā)包下載。

應(yīng)用程序：課題組開發(fā)多種基于虛擬儀器和嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用程序。

三、實(shí)驗(yàn)開發(fā)

基于Labview平臺(tái)的實(shí)驗(yàn)，軟件功能結(jié)構(gòu)包括數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)分析模塊、數(shù)據(jù)存取模塊和數(shù)據(jù)輸出模塊。開發(fā)了頻譜分析、相關(guān)分析、功率譜分析，以及周期信號(hào)的合成與分解實(shí)驗(yàn)等。

基于嵌入式系統(tǒng)的測(cè)試系統(tǒng)開發(fā)以圖1所示的光纖位移傳感器為例，運(yùn)行Quick-Start軟件包中的Download.exe程序把單片機(jī)的程序代碼寫入到ADuC812的閃速/電擦除程序存儲(chǔ)器。ADuC812完成兩路信號(hào)的數(shù)據(jù)采集和相除排噪、線性化處理、自檢以及自校功能。除常用硬件電路，還設(shè)計(jì)了AduC812與電腦通訊的RS-232 接口電路。

四、結(jié)論

借助虛擬儀器技術(shù)和嵌入式系統(tǒng)技術(shù)，硬件充分利用學(xué)生個(gè)人電腦資源，以及價(jià)廉的硬件芯片，軟件利用免費(fèi)試用、學(xué)習(xí)平臺(tái)，開發(fā)了《測(cè)試技術(shù)》課程個(gè)人實(shí)驗(yàn)室，對(duì)增加學(xué)生對(duì)課堂知識(shí)的感性認(rèn)識(shí)以及動(dòng)手能力起到了非常好的促進(jìn)作用。

參考文獻(xiàn)：

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[4]JoelR.Williams提供.嵌入式系統(tǒng)及如何開發(fā)自己的嵌入式系統(tǒng).華恒嵌入式Linux技術(shù)資料網(wǎng)站（http：//www.hhen.org/）.

作者簡(jiǎn)介：

張萍（1969.12）漢，湖北人，副教授。研究方向：測(cè)試技術(shù) 傳感器技術(shù) 自動(dòng)化控制。