強大(dà)到(dào)無法想象，Excel居☆§₽然可(kě)以實現(xiàn)數(shù)據•→ε獲取和(hé)硬件(jiàn)實時(shí)控制(וzhì)

近(jìn)日(rì)，小(xiǎo)編聽(tīng)聞，<€←βExcel還(hái)可(kě)以用(yòng)來(lái)作£✔↕(zuò)數(shù)據獲取和(hé)硬件(jiàn)實時(shí)控制(zh∞γ ​ì)……

What?

在驚歎之餘，更多(duō)的(de)是(shì)懷疑：Excel真能(néng≠β•)做(zuò)數(shù)據獲取和(hé)硬件(jiàn)實時(shí £Ω )控制(zhì)？即使能(néng)行(xíng)又(yòu)有(×☆↕≈yǒu)什(shén)麽實用(yòng)價值？

帶著(zhe)驚歎和(hé)懷疑，小(xiǎo)編查到(dào)了(le₩♦∏​)大(dà)量的(de)資料。

事(shì)實證實了(le)小(xiǎo)編的(de)out，Eγ→xcel實現(xiàn)這(zhè)些(xiē)功能(néng)全無壓力>β••。

這(zhè)裡(lǐ)為(wèi)大(dΩ∏à)家(jiā)分(fēn)享其中一(yī)篇8年(nián)前發表在I γ™SA Transactions上(shàng)的≈ε✔ (de)文(wén)章(zhāng)，一(yī)起開$£♥(kāi)開(kāi)眼界。

小(xiǎo)編相(xiàng)信，絕大(dà)∑×&←多(duō)數(shù)讀(dú)者并不(bù)會(huì) ♠有(yǒu)使用(yòng)Excel進行(xíng)數(s>↔hù)據采集和(hé)硬件(jiàn)控制(zh ♥ì)的(de)需求。此文(wén)的(de)價值在于給我們的(de)一(yΩ™↕↑ī)個(gè)啓示：如(rú)此複雜(zá)的(de)功能(néng)都δ←≠∏(dōu)能(néng)實現(xiàn)，日(rì)常工 ®λ±(gōng)作(zuò)中還(hái)有(yǒu)σ✘什(shén)麽是(shì)不(bù)能(néng)通(tōng)過☆‍₽ Excel實現(xiàn)的(de)？

原文(wén)參見(jiàn)ISA Tran​ €≠sactions 49 (2010) 264_2'§♠↑69，文(wén)章(zhāng)标題《♠∏→≤Data acquisition and real-time con☆✔trol using spreadsheets: Interfacing®§&" Excel with external ha₽ rdware》。

文(wén)中介紹了(le)在馬德裡(lǐ)歐洲大(dà)學使 ₹©用(yòng)的(de)兩款實驗室教學電(diàn) α‌¥子(zǐ)表格，用(yòng)于進行(xíng)數(shù>ε©$)據采集和(hé)硬件(jiàn)控制(zhì)的(de)演練，幫助學§π$•生(shēng)直觀高(gāo)效地(dì)掌握教學內(n•÷èi)容。

表格功能(néng)通(tōng)過兩個(gè)插件(jiàn)實現γβ>σ(xiàn)：Excel Daq數(shù)據獲取£ 插件(jiàn)和(hé)Excel PID實時(shí'β•)控制(zhì)插件(jiàn)。

話(huà)不(bù)多(duō)說(shuō)，直接上£♥‍(shàng)工(gōng)作(zuò)原↓≥×₽理(lǐ)。

首先，插件(jiàn)開(kāi)發者使用(yòng)E​★✔φxcel VBA語言編寫驅動程序，驅動程序通(tōng)過∞→×♣通(tōng)訊協議(yì)在寄存器(qì)的(de)信息讀(dú)取γ'€信息，從(cóng)而實現(xiàn)Excel和©§(hé)外(wài)部硬件(jiàn)的(de)數(shù)據傳輸≈σ。Excel工(gōng)作(zuò)表、VBA代碼、驅動↑♥©•程序和(hé)硬件(jiàn)之間(jiān)的(de)關系如<★↑(rú)下(xià)圖1所示：

圖1：Excel與硬件(jiàn)接口連接結構圖

Excel Daq與Advantech PCI數(shù)據 €采集闆共同完成數(shù)據采集的(de)工(gōng)作(zuò)。

一(yī)方面，使用(yòng)特定的(de)VBA代碼作(z φ£uò)為(wèi)驅動程序的(de)前端來(lái)控制(zhì)數(s​₩hù)據采集闆。另一(yī)方面，通(tōng)過VBA開(kāi)發定制(zhì)程序，将測量數(sε'£♥hù)據直接導入到(dào)Excel工(gōng)作(zuò)表中，執行÷±✔∑(xíng)任務。如(rú):篩選獲得(de)的(de)數(shù)據、執行©π(xíng)控制(zhì)器(qì)代碼并将命令發送給執行(xíngΩπβ )器(qì)，以及自(zì)動繪制(zhì)圖表。

通(tōng)過VBA控件(jiàn)的(de)組合設計<​(jì)，實現(xiàn)與用(yòng)戶☆ '☆的(de)交互。如(rú)圖2所示，Excel ׶​ Daq用(yòng)戶界面有(yǒu)一(yī)個(≠₹‍gè)簡單的(de)對(duì)話(huà)框，通(tōng)過啓用(y$​γòng)通(tōng)道(dào)、選擇增益和(hé)采樣速∑÷‌率來(lái)配置數(shù)據采集闆。₽↔'

圖2：Excel-Daq應用(yòng)程序用(yòng)戶界面

圖3為(wèi)Excel測試程序的(de)界面，該實用(yòα≤↔≈ng)程序允許對(duì)硬件(jiàn)功能(néng)進行(xíng¶✘¥)驗證，并進行(xíng)簡單的(de)數(shù)據采集試驗≠¥ 。通(tōng)過用(yòng)戶界面，用(yòng)戶可(kě)以選擇輸∏σ入通(tōng)道(dào)、電(diàn)壓範圍、并設置采樣周期。₩ 該工(gōng)具還(hái)允許選擇輸入正弦、正方形←→¶和(hé)鋸齒波形，其中的(de)最大(dà)值和(hé)最λ©€λ小(xiǎo)值可(kě)以通(tōng)過滑塊進行(xíng)調整Ω→€↓。

圖3：Excel設備測試工(gōng)具

當構建完模拟輸入和(hé)輸出功能(néng)後，下(xià)一(yī)♣<步則是(shì)在Excel 中建立循環執行(xíng)控制(zhì)。

在實時(shí)控制(zhì)中，輸入輸出和(hé)任務控制(zhì)是(sh∏£'​ì)需要(yào)一(yī)定的(de)同步性和€÷™(hé)實時(shí)性，同步通(tōn  ↓©g)常通(tōng)過使用(yòng)輪詢技(jì)術(shù α←)、外(wài)部中斷和(hé)軟件(jiàn)定時(sh× í)器(qì)來(lái)實現(xiàn)。由★∞'₽軟件(jiàn)定時(shí)器(qì)驅動的(de)控制(z↓₹☆hì)任務遵循圖4所示的(de)方案。

圖4:定時(shí)驅動器(qì)控制(zhì)任務

計(jì)時(shí)器(qì)根據編程的(de)采樣間(jiān)隔周期性₩$地(dì)觸發一(yī)個(gè)回調函數(shù)，用(yòng)××γ于讀(dú)取輸入、運行(xíng)控制(zhì)器(qì→≠π‍)代碼和(hé)命令輸出。使用(yòng)同樣的(de)方式，完成與用(y★σ©òng)戶的(de)交互。Excel-PID應用(yòngλ₹β×)程序用(yòng)戶界面如(rú)圖5所示：

圖5：Excel-PID應用(yòng)程序用(yòng)戶界β↔Ω↓面

在完成所有(yǒu)數(shù)據采集和(hé)設備控制(¶‍zhì)程序開(kāi)發後，下(xià)一(yī)步則将所有(yǒu)組β<×π件(jiàn)整合在一(yī)起，使用(yòng)圖形化(λ¥‌©huà)界面來(lái)控制(zhì)程序即可(kě)✘γ↓。

原文(wén)包含代碼等更詳細的(de)內(nèi)容，感興趣的&™ ✘(de)讀(dú)者可(kě)以查閱。

強大(dà)到(dào)無法想象，Excel值得(de)學好(hǎo)、用(φ↕λ§yòng)好(hǎo)！