第9章 虚拟仪器与LabVIEW 编程ppt课件.ppt

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1、第9章虚拟仪器与LabVIEW编程基础9.1.1虚拟仪器的概念20世纪80年代末美国研制成功了虚拟仪器。虚拟仪器的发展标志着自动测试与电子测量仪器领域技术发展的一个崭新方向。所谓虚拟仪器(VirtualInstrument，简称VI)，就是在以通用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、测试功能由测试软件实现的一种计算机仪器系统。“虚拟”二字主要包含两方面的含义：第一、虚拟仪器的面板是虚拟的第二、虚拟仪器测量功能是由软件编程来实现的。虚拟仪器的特点可归纳为：9.1.2虚拟仪器的特点④研制周期较传统仪器大为缩短。①在通用硬件平台确定后，由软件取代传统仪器中的硬件来

2、完成仪器的功能。②仪器的功能是用户根据需要由软件来定义的，而不是事先由厂家定义好的。③仪器性能的改进和功能扩展只需进行相关软件的设计更新，而不需购买新的仪器。⑤虚拟仪器开放、灵活，可与计算机同步发展，可与网络及其它周边设备互联。9.1.3虚拟仪器的构成传统仪器虚拟仪器功能定义仪器厂家用户技术关键硬件软件功能升级固定通过修改软件进行增减开放性封闭基于计算机的开发系统技术更新较慢较方便、较快开发周期较长相对快工作频率较高受限与A/D与D/A的速度应用领域通用测量、计量大多为测控系统价格较高价格且可重复利用虚拟仪器由通用仪器硬件平台(简称硬件平台)和应用软件两大部分构成。1.通用仪器

3、硬件平台构成虚拟仪器的硬件平台有两部分：（1）计算机：一般为一台PC机或者工作站，它是硬件平台的核心。（2）I/O接口设备：主要完成被测输入信号的采集、放大、模/数转换。可根据实际情况采用不同的I/O接口硬件设备，如数据采集卡 / 板(DAQ)、GPIB总线仪器、VXI总线仪器模块、串口仪器等。虚拟仪器的构成方式主要有五种类型，如图9-1框图所示。2.软件结构虚拟仪器软件由两大部分构成。(1)应用程序。它包含两个方面的程序：①实现虚拟面板功能的前面板软件程序。②定义测试功能的流程图软件程序。(2)I/O接口仪器驱动程序完成特定外部硬件设备的扩展、驱动与通信。开发虚拟仪器，必须有

4、合适的软件工具。虚拟仪器的软件开发工具。文本式编程语言：如C、VisualC＋＋、VisualBasic、Labwindows/CVI等；图形化编程语言：如LabVIEW、HPVEE等。这些软件开发工具为用户设计虚拟仪器应用软件提供了最大限度的方便条件与良好的开发环境。本书要介绍的是LabVIEW图形化编程语言。9.2LabVIEW8.5编程基础LabVIEW（LaboratoryVirtualinstrumentEngineeringWorkbench，实验室虚拟仪器工程平台）是由美国NI公司（NationalInstrumentCompany）推出的一种基于G语言（Grap

5、hicsLanguage，图形化编程语言）的虚拟仪器软件开发工具。启动LabVIEW主程序后，出现如图9-3所示的LabVIEW启动窗口，在这个窗口中可创建新VI、选择最近打开的LabVIEW文件、查找范例以及打开LabVIEW帮助。图9-39.2.1LabVIEW应用程序的构成应用Labview开发平台编制的程序称为虚拟仪器程序，简称为VI。VI程序由前面板（FrontPanel）、流程图（BlockDiagram）和图标/连接器（Icon/Connector）三个部分构成。1.前面板前面板用于设置输入数值和观察输出量，用于模拟真实仪表的前面板。在程序前面板上，输入量被称为控

6、制（Controls），输出量被称为显示（Indicators）。控制和显示是以各种图标形式出现在前面板上，如旋钮、开关、按钮、图表、图形等，这使这得前面板直观易懂、易于控制数据的输入2.流程图每一个程序前面板都对应着一段框图程序。框图程序用Labview图形编程语言编写，可以把它理解成传统程序的源代码。框图程序由端口、节点、图框和连线构成。其中端口被用来同程序前面板的控制和显示传递数据，节点被用来实现函数和功能调用，图框被用来实现结构化程序控制命令，而连线代表程序执行过程中的数据流，定义了框图内的数据流动方向。3.图标/连接器图标/连接器是子VI被其它VI调用的接口。图标是子

7、VI在其他程序框图中被调用的节点表现形式；而连接器则表示节点数据的输入/输出口，就像函数的参数。用户必须指定连接器端口与前面板的控制和显示一一对应。连接器一般情况下隐含不显示，除非用户选择打开观察它。9.2.2LabVIEW8.5操作模板主要介绍工具模板、控制模板和功能模板的主要功能和使用方法。1.工具模板工具模板提供了用于操作、编辑前面板和流程图上对象的各种工具。若想选用某操作工具，只需用鼠标点击该工具图标即可。当从模板内选择了任一种工具后，鼠标箭头就会变成与该工具对应的形状。图9-4工具