《虚拟仪器导论》ppt电子教案第1章绪论课件

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1、电子工业出版社《虚拟仪器导论》电子教案教学参考书《虚拟仪器技术分析与设计》张重雄编著电子工业出版社电子信息与电气学科规划教材第1章绪论第2章虚拟仪器总线接口技术第3章虚拟仪器软件标准第4章虚拟仪器软件开发平台LabVIEW第5章虚拟仪器设计基础第6章虚拟仪器数据采集与信号处理第7章虚拟仪器通信技术第8章虚拟仪器工程设计实例主要内容课程介绍“虚拟仪器技术分析与设计”三大任务任务之一：了解虚拟仪器基本概念任务之二：学会使用LabVIEW8.2任务之三：掌握虚拟仪器设计方法第1章绪论第1章绪论教学重点虚拟仪器的基本概念虚拟仪器的组成

2、虚拟仪器的特点与应用虚拟仪器技术发展趋势1.1虚拟仪器的基本概念VirtualInstrument，VI什么是虚拟仪器?虚拟仪器是指在以通用计算机为核心的硬件平台上，由用户自己设计定义，具有虚拟的操作面板，测试功能由测试软件来实现的一种计算机仪器系统。虚拟的含义虚拟的仪器面板传统仪器面板上的器件都是实物，而虚拟仪器面板控件是外形与实物相像的图标，其操作对应着相应的软件程序，使用鼠标或键盘操作虚拟面板的控件。虚拟仪器的测控功能传统的仪器特别是早期的仪器，它的功能是通过硬件来实现的，而虚拟仪器是通过软件编程来实现的仪器的发展历史第

3、一代仪器：模拟仪器第二代仪器：数字化仪器第三代仪器：智能仪器第四代仪器：虚拟仪器虚拟仪器的出现计算机技术和仪器技术结合充分利用计算机丰富的软硬件资源，可以较大突破传统仪器在数据处理、表达、传递、存储等方面的限制，达到传统仪器无法比拟的效果。还可以把仪器的三大功能全部放在计算机上实现。构成虚拟仪器在计算机中插入数据采集卡，然后，用软件在屏幕上生成仪器面板，用软件来进行信号处理分析，实现传统仪器的功能，这就是虚拟仪器。仪器概念的转变传统仪器厂商定义功能虚拟仪器用户定义功能1.2虚拟仪器的组成虚拟仪器的组成包括硬件和软件两个基本要素

4、。虚拟仪器的硬件结构虚拟仪器构成形式基于数据采集卡的虚拟仪器基于GPIB方式的虚拟仪器基于VXI总线方式的虚拟仪器基于PXI总线方式的虚拟仪器基于LXI总线方式的虚拟仪器在以PC机为基础的虚拟仪器中，插入式数据采集卡DAQ(DataAcquisition)是虚拟仪器中最常用的接口形式之一。其功能是将现场数据采集到计算机，或将计算机数据输出给受控对象。基于数据采集卡的虚拟仪器基于GPIB方式的虚拟仪器GPIBInterfaceDMMGPIB电缆GPIB(GeneralPurposeInterfaceBus)是由HP公司于1978

5、年制定的总线标准，是传统测试仪器在数字接口方面的延伸和扩展基于VXI总线方式的虚拟仪器虚拟仪器技术中最引人注目的应用是基于VXI总线（VMEbusExtensionforInstrumentation）平台技术的自动测试仪器系统。由于VXI总线具有标准开放、结构紧凑、数据吞吐能力强、定时和同步精确、模块可重复利用、众多厂家支持等优点得到广泛应用。主控计算机CPU仪器1仪器2RAM仪器3单CPU系统基于PXI总线方式的虚拟仪器PXI（PCIeXtensionsforInstrumentation）总线是NI公司在1997年9月1

6、日推出的全新的开放性、模块化仪器总线规范。它以CompactPCI为基础，是PCI总线面向仪器领域的扩展。基于LXI总线方式的虚拟仪器2004年9月，VXI科技公司和安捷伦公司共同推出一种适用于自动测试系统的新一代基于局域网（LAN）的模块化测量仪器接口标准LXI（LAN-basedeXtensionsforInstrumentation），即LAN的仪器扩展。软件就是仪器“软件就是仪器”，当虚拟仪器的硬件平台建立起来之后，设计、开发、研究虚拟仪器的主要任务就是编制应用程序。在虚拟仪器系统中，硬件仅仅是为了解决信号的输入输出，

7、软件才是整个仪表的关键。操作者可以通过修改软件的方法，方便地改变、增减仪器系统的功能与规模。使计算机直接参与测试信号的产生和测量特征的解析，完成数据的输入、存储、综合分析和输出等功能。虚拟仪器软件层次结构输入/输出（I/O）接口软件I/O接口软件存在于仪器与仪器驱动程序之间，是一个完成对仪器内部寄存单元进行直接存取数据操作，为仪器驱动程序提供信息传递的低层软件，是实现开放的、统一的虚拟仪器系统的基础和核心。仪器驱动程序仪器驱动程序是连接上层应用软件和低层I/O软件的纽带和桥梁。仪器生产厂家在提供仪器模块的同时提供仪器驱动程序应

8、用软件上层应用软件主要包括仪器面板控制软件和数据分析处理软件。一般是在仪器硬件厂商提供的I/O接口软件仪器驱动程序基础上进行应用软件开发。虚拟仪器软件开发平台基于文本式编程语言开发工具VC++，VB，C++Build，LabWindows/CVI，Delphi等基于图形化编