《虚拟仪器》PPT课件

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1、第3章虚拟仪器第3章虚拟仪器教学重点虚拟仪器的基本概念虚拟仪器的开发工具虚拟仪器的数据采集虚拟仪器的信号处理3.1概述微处理器MPU程序存储器（ROM）数据存储器（ROM）I/O接口键盘显示接口标准仪用通信接口A/D转换器D/A转换器键盘显示外部仪用标准总线信号调理模拟执行器通信接口人机接口模拟量输入输出被测量基于计算机的仪器系统ISA/PCI插卡式仪器RS232/485串行通信仪器打印口并行通信仪器GPIB/VXI/PXI总线仪器计算机USB串行通信仪器测控对象INTERNET催生虚拟仪器的土壤计算机技术的进步芯片硬

2、件软件网络LANsInternet总线AT虚拟仪器概念的提出虚拟仪器概念最早是由美国国家仪器公司（NationalInstrument，NI）在1986年提出的，这种仪器和个人计算机的概念相适应，当时被称为个人仪器。（PersonalInstrument）。1986年，NI公司推出了图形化的虚拟仪器编程环境LabVIEW，标志着虚拟仪器软件设计平台基本成型，虚拟仪器从概念构思变为工程师可实现的具体对象。1.虚拟仪器定义什么是虚拟仪器?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

3、，测试功能由测试软件来实现的一种计算机仪器系统。VirtualInstrument，VI软面板插入计算机仪器卡虚拟仪器定义的理解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，使用鼠标式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。2.虚拟仪器的特点仪器=A/D+CPU+软件TheSoftwareIsInstruments传统仪器虚拟仪器关键是硬件关键是软件开

4、发与维护费用高开发与维护费用低技术更新周期长技术更新周期短价格高价格低，并且可重用性与可配置性强厂商定义仪器功能用户定义仪器功能系统封闭、固定系统开放、灵活，与计算机的进步同不易与其他设备连接容易与其他设备连接基于数据采集卡的虚拟仪器基于GPIB总线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3.虚拟仪器的体系结构基于USB总线的数据采集卡基于PCI总线数据采集卡DAQ产品NI的DAQ及VXI产品PXI产品PXIModulesLinktoOtherStandards

5、MXIGPIBVXIorVMEStand-aloneInstrumentPXISystemModulesModulesCompactPCIMXI-34.虚拟仪器的软件开发平台软件平台基于文本式编程语言开发工具VC++，VB，C++Build，LabWindows/CVI，Delphi等。基于图形化编程语言开发工具LabVIEW（NI公司）HPVEE（HP公司）软面板举例：动态信号分析仪软面板5.虚拟仪器的应用航空航天教学核工业军工通信测试铁道…….测量仪器工业监测装备性能测试实验室应用其他应用远程地质灾害监测研究网络化

6、仪器的应用6.虚拟仪器发展趋势1)开放式数据采集标准将使虚拟仪器走上标准化、通用化、系列化和模块化的道路；2)高性能计算机的发展推动着仪器发展，计算机具有仪器所需要的最先进及性能价格比最好的显示与存储能力，尤其是计算机总线技术的发展；3)虚拟仪器软件环境将朝着为广大用户提供简单易用的图形化开发环境，用于测试、测量与控制应用系统的开发，帮助工程师和科学家们实现更高的开发效率方向前进；4)数据采集产品的性能的不断提高，为测试技术水平的提高提供了可靠保证；5)随着网络技术的发展，”网络即仪器”将成为新的概念，网络化仪器必将在

7、新世纪推动仪器界新的革命。3.2虚拟仪器开发工具-LabVIEWLabVIEW(LaboratoryVirtualInstrumentEngineeringWorkbench，实验室虚拟仪器工程平台)是美国NI公司推出的一种基于G语言(GraphicsLanguage，图形化编程语言)的虚拟仪器软件开发工具；目的：简化程序的开发工作，使用户能快速、简便地完成自己的工作。3.2.1LabVIEW的特点（1）编程简单，不需要记忆编程语言；（2）开发周期短；（3）高效性，这主要是以软件做保证；（4）开放性，可根据实际情况进行

8、更新扩展，发展迅速；（5）自定义性，工程师们可以在非常广泛的测量和控制应用中自定义芯片级硬件功能；（6）性价比高，能一机多用。3.2.2LabVIEW8.2开发平台使用LabVIEW开发平台编制的程序称为虚拟仪器，简称VI。VI由以下3部分构成：前面板：即用户界面；程序框图：包含用于定义VI功能的图形化源代码；图标和连线板：用以识