每章重点、难点剖析CH19　虚拟仪器.doc

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1、第19章虚拟仪器（知识点）知识点1　虚拟仪器的基本概念虚拟仪器就是在以计算机为核心的硬件平台上，由用户设计定义具有虚拟面板，其测试功能由测试软件实现的一种计算机仪器系统。也就是说，虚拟仪器是利用计算机显示器模拟传统仪器控制面板，以多种形式输出检测结果；利用计算机软件实现信号数据的运算、分析和处理；利用I/O接口设备完成信号的采集、测量与调理，从而完成各种测试功能的一种计算机仪器系统。VI以透明的方式把计算机资源（如微处理器、内存、显示器等）和仪器硬件（如A/D、D/A、数字I/O、定时器、信号调理等）的测量、控制能力结合在一起，通过软件实现对数据的分析

2、处理与表达（如图19.1）。采集与控制数据表达数据分析插入式数据采集网络数字信号处理GPIB仪器硬拷贝输出数字滤波VXI仪器文件I/O统计RS-232仪器图形用户接口数字分析图19.1VI内部功能划分19.1.2虚拟仪器的构成与特点（1）虚拟仪器的构成虚拟仪器由通用仪器硬件平台（简称硬件平台）和应用软件两个部分构成。(2)虚拟仪器的特点虚拟仪器与传统仪器相比，具有以下特点：1）增强了传统仪器的功能。2）突出“软件就是仪器”的理念。3）虚拟仪器的功能可以由用户根据需要通过软件自行定义，而不是由厂家事先定义，增加了系统灵活性。4）基于开放的工业标准。5）研

3、制周期较传统仪器大为缩短。19.1.3虚拟仪器技术的应用虚拟仪器技术作为计算机技术与仪器技术相结合的创新技术，应用前景十分广阔。总体上而言，虚拟仪器是测量/测试领域的一个创新概念，改变了人们对仪器的传统观念，适应了现代测试系统网络化、智能化发展趋势。（1）工业自动化（2）仪器产业改造（3）实验室应用知识点2　虚拟仪器系统开发环境目前世界上最具有代表性的虚拟仪器系统开发环境是美国国家仪器公司（NI）两个虚拟仪器开发平台：LabWindows/CVI和LabVIEW。19.2.1LabWindows/CVI虚拟仪器编程语言LabWindows/CVI是美国

4、NI公司开发的32位面向计算机测控领域的软件开发平台，可以在多种操作系统（如Windows，MacOS和UNIX）下运行。它以ANSI为核心，将功能强大、使用灵活的C语言平台与数据采集、分析和表达等测控专业工具有机地结合起来。它的集成化开发平台、交互式编程方法、丰富的功能面板和库函数大大增强了C语言的功能，为熟悉C语言人员提供了一个理想的开发检测、数据采集、过程监控等系统的软件开发环境。LabWindows/CVI编程中所用到的概念有对象、面板、控件、回调函数等。LabWindows/CVI建立在开放式软件体系机构之上，以工程文件(*.prj)为主体框

5、架，将C和C++源文件(*.c)、头文件(*.h)、库文件（*.lib）、目标模块（*.obj）、用户界面文件(*.uir)、动态链接库(*.dll)和仪器驱动程序(*.fp)等多功能组合在一起，并支持动态数据交换（DDE）和TCP/IP网络协议。(4)用LabWindows/CVI设计虚拟仪器的步骤在LabWindows/CVI虚拟仪器开发平台上，利用其丰富的函数库和强大的接口功能，可方便地设计出符合用户要求的程序。使用LabWindows/CVI编程的基本步骤如图19.5所示。制定程序的基本方案根据任务确定程序的基本框架、程序界面、程序中所需的函数

6、等。创建用户图形界面根据第一步制定的方案创建用户图形及回调函数名。创建工程文件并运行把头文件、用户图形界面文件、源代码文件添加到工程文件中去，完成整个程序的编制。编译，调试程序。程序源代码的编制计算机自动生成程序代码及回调函数的基本框架。添加函数代码，完成源代码的编制工作。图19.5LabWindows/CVI编程基本步骤19.2.2LabVIEW编译型图形化编程语言LabVIEW提供了一种程序开发环境，类似于C和BASIC开发环境，使用图形化编程语言（G语言）编写程序，产生的程序是框图形式，有一个可完成多种编程任务的庞大函数库。LabVIEW的函数库

7、包括数据采集、GPIB、串口控制、数据分析、数据显示及数据存储等等。LabVIEW也有传统的程序调试工具，如设置断点、以动画方式显示数据及其程序（子VI）的结果、单步执行等等，便于程序的调试。(1)LabVIEW程序的基本构成采用LabVIEW编程的应用程序，通常被称为虚拟仪器程序（VirtualInstruments），简称虚拟仪器（VIs）。它主要由前面板（FrontPanel）、框图程序（BlockDiagram）以及图标和连结器窗格（IconandConnector）三部分组成。其中前面板的外观及操作功能与传统仪器的面板类似，而框图程序则是使用

8、功能函数对通过用户界面输入的数据或其他源数据进行处理，并将信息在显示对象上显示，或将信息保存到