近日，小編聽聞，Excel還可以用來作數(shù)據(jù)獲取和硬件實(shí)時(shí)控制……

What?

在驚嘆之余，更多的是懷疑：Excel真能做數(shù)據(jù)獲取和硬件實(shí)時(shí)控制？即使能行又有什么實(shí)用價(jià)值？

帶著驚嘆和懷疑，小編查到了大量的資料。

事實(shí)證實(shí)了小編的out，Excel實(shí)現(xiàn)這些功能全無壓力。

這里為大家分享其中一篇8年前發(fā)表在ISA Transactions上的文章，一起開開眼界。

小編相信，絕大多數(shù)讀者并不會(huì)有使用Excel進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和硬件控制的需求。此文的價(jià)值在于給我們的一個(gè)啟示：如此復(fù)雜的功能都能實(shí)現(xiàn)，日常工作中還有什么是不能通過Excel實(shí)現(xiàn)的？

原文參見ISA Transactions 49 (2010) 264_269，文章標(biāo)題《Data acquisition and real-time control using spreadsheets: Interfacing Excel with external hardware》。

文中介紹了在馬德里歐洲大學(xué)使用的兩款實(shí)驗(yàn)室教學(xué)電子表格，用于進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和硬件控制的演練，幫助學(xué)生直觀高效地掌握教學(xué)內(nèi)容。

表格功能通過兩個(gè)插件實(shí)現(xiàn)：Excel Daq數(shù)據(jù)獲取插件和Excel PID實(shí)時(shí)控制插件。

話不多說，直接上工作原理。

首先，插件開發(fā)者使用Excel VBA語言編寫驅(qū)動(dòng)程序，驅(qū)動(dòng)程序通過通訊協(xié)議在寄存器的信息讀取信息，從而實(shí)現(xiàn)Excel和外部硬件的數(shù)據(jù)傳輸。Excel工作表、VBA代碼、驅(qū)動(dòng)程序和硬件之間的關(guān)系如下圖1所示：

圖1：Excel與硬件接口連接結(jié)構(gòu)圖

Excel Daq與Advantech PCI數(shù)據(jù)采集板共同完成數(shù)據(jù)采集的工作。

一方面，使用特定的VBA代碼作為驅(qū)動(dòng)程序的前端來控制數(shù)據(jù)采集板。另一方面，通過VBA開發(fā)定制程序，將測(cè)量數(shù)據(jù)直接導(dǎo)入到Excel工作表中，執(zhí)行任務(wù)。如:篩選獲得的數(shù)據(jù)、執(zhí)行控制器代碼并將命令發(fā)送給執(zhí)行器，以及自動(dòng)繪制圖表。

通過VBA控件的組合設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)與用戶的交互。如圖2所示，Excel Daq用戶界面有一個(gè)簡(jiǎn)單的對(duì)話框，通過啟用通道、選擇增益和采樣速率來配置數(shù)據(jù)采集板。

圖2：Excel-Daq應(yīng)用程序用戶界面

圖3為Excel測(cè)試程序的界面，該實(shí)用程序允許對(duì)硬件功能進(jìn)行驗(yàn)證，并進(jìn)行簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)采集試驗(yàn)。通過用戶界面，用戶可以選擇輸入通道、電壓范圍、并設(shè)置采樣周期。該工具還允許選擇輸入正弦、正方形和鋸齒波形，其中的最大值和最小值可以通過滑塊進(jìn)行調(diào)整。

圖3：Excel設(shè)備測(cè)試工具

當(dāng)構(gòu)建完模擬輸入和輸出功能后，下一步則是在Excel 中建立循環(huán)執(zhí)行控制。

在實(shí)時(shí)控制中，輸入輸出和任務(wù)控制是需要一定的同步性和實(shí)時(shí)性，同步通常通過使用輪詢技術(shù)、外部中斷和軟件定時(shí)器來實(shí)現(xiàn)。由軟件定時(shí)器驅(qū)動(dòng)的控制任務(wù)遵循圖4所示的方案。

圖4:定時(shí)驅(qū)動(dòng)器控制任務(wù)

計(jì)時(shí)器根據(jù)編程的采樣間隔周期性地觸發(fā)一個(gè)回調(diào)函數(shù)，用于讀取輸入、運(yùn)行控制器代碼和命令輸出。使用同樣的方式，完成與用戶的交互。Excel-PID應(yīng)用程序用戶界面如圖5所示：

圖5：Excel-PID應(yīng)用程序用戶界面

在完成所有數(shù)據(jù)采集和設(shè)備控制程序開發(fā)后，下一步則將所有組件整合在一起，使用圖形化界面來控制程序即可。

原文包含代碼等更詳細(xì)的內(nèi)容，感興趣的讀者可以查閱。

強(qiáng)大到無法想象，Excel值得學(xué)好、用好！