智能仪表第8章+虚拟仪器技术

a=1;i=0; scanf (“ %d ”, &n)； do { i=i+1； a=a*i； }while(i<n); printf (“n! =%d”,a )； }
前面板和程序框图
8.3 虚拟仪器开发工具LabVIEW
◆ 实际应用
数字滤波器
8.3 虚拟仪器开发工具LabVIEW
虚拟示波器
• WDM驱动程序，适用于Windows98 /2000/XP操作系统；
（1）前面板设计 （2）程序框图 （3）数据流编程 （4）功能检验 （5）保存文件
8.3 虚拟仪器开发工具LabVIEW
☞ 8.3.4 LabVIEW的创建步骤 ◆ 创建过程
前面板
框图程序
8.3 虚拟仪器开发工具LabVIEW
子VI
8.3 虚拟仪器开发工具LabVIEW
◆ 举例：求N!
main() { int a ,i, n；
软件层
软件部分
虚
拟
仪
器
硬件部分
硬件层
虚拟仪器软件系统 操作系统软件 计算机及附件 数据采集设备 信号调理等 传感器
8.2 虚拟仪器系统组成
☞ 8.2.1 虚拟仪器系统硬件组成
计算机
数据采集设备
8.2 虚拟仪器系统组成
☞ 8.2.1 虚拟仪器系统硬件组成 基于USB总线的数据采集卡
基于PCI总线数据采集卡
08 虚拟仪器技术
本章主要内容
8.1 概述 8.1.1 虚拟仪器的定义 8.1.2 虚拟仪器的特点 8.1.3 虚拟仪器的分类 8.1.4 虚拟仪器的发展趋势
8.2 虚拟仪器系统组成 8.2.1 虚拟仪器系统硬件组成 8.1.2 虚拟仪器系统软件组成
8.3 虚拟仪器开发工具LabVIEW 8.3.1 LabVIEW的特点 8.3.2 LabVIEW的开发平台 8.3.3 LabVIEW的功能单元 8.3.4 LabVIEW的创建步骤
8.3 虚拟仪器开发工具LabVIEW
LabVIEW(Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench， 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(Graphics Language，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。
8.1 概述
☞ 8.1.2 虚拟仪器的特点
传统仪器 关键是硬件 开发与维护费用高 技术更新周期长
价格高 厂商定义仪器功能
系统封闭、固定
不易与其他设备连接
虚拟仪器 关键是软件 开发与维护费用低 技术更新周期短 价格低，并且可重用性与可配置性强 用户定义仪器功能
系统开放、灵活，与计算机的进步同
容易与其他设备连接
8.2 虚拟仪器系统组成
☞ 8.2.1 虚拟仪器系统硬件组成
NI的DAQ及VXI产品
8.2 虚拟仪器系统组成
☞ 8.2.2 虚拟仪器系统软件组成 1、基于文本式编程语言开发工具 VC++，VB，C++Build，LabWindows/CVI，Delphi等。
2、基于图形化编程语言开发工具 LabVIEW（NI 公司） HP VEE （HP 公司）
8.1 概述
◆ 虚拟仪器的定义
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 1、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。 2、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。
8.3 虚拟仪器开发工具LabVIEW
韩国推出的微型虚拟示波器
国内研制的双通道微型虚拟示波器 各项指标和国外同类产品相比，具 有更强的灵活性，支持二次开发、 功能的重组。
多功能虚拟仪器(五合一)
8.3 虚拟仪器开发工具LabVIEW
虚拟示波器
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ试安排
✓考试形式： 闭卷考试
✓考试题型： 填空题、选择题、判断题、简答题和编程题
• 提供DLL动态链接库； • 提供LabVIEW驱动节点
示波器特性：
• 基于USB总线； • 无需外部电源，即插即测； • 体积小，80mmx65mm，手掌大小； • ±5V(1:1探头)双极性信号输入； • 1M/30PF输入阻抗； • x0.5、x5程控放大； • 单/双通道可选择输入模式； • 单通道80MHz/双通道40MHz采样率； • 64K(单通道)/32K(双通道)板载内存； • 可程控调节存储容量； • 8位垂直电压分辨率； • 外触发、程序触发可选触发模式； • 8级采样频率程控选择；
2、控件选板
8.3 虚拟仪器开发工具LabVIEW
3、函数选板
函数选板中包含创 建程序框图所需的 VI和函数。
8.3 虚拟仪器开发工具LabVIEW
3、函数选板
8.3 虚拟仪器开发工具LabVIEW
☞ 8.3.3 LabVIEW的功能单元 ◆ 菜单和工具栏 1、LabVIEW8.2菜单
2、LabVIEW8.2工具栏
☞ 8.3.3 LabVIEW的功能单元 ◆ 操作选板 LabVIEW8.2包含3个操作选板 :
工具选板 控件选板 函数选板
8.3 虚拟仪器开发工具LabVIEW
1、工具选板
8.3 虚拟仪器开发工具LabVIEW
2、控件选板
控件选板包括创建 前面板所需的输入 控件和显示控件。
8.3 虚拟仪器开发工具LabVIEW
8.3 虚拟仪器开发工具LabVIEW
◆ 图标和连线板 创建VI的前面板和程序框图后，可创建图标和连线板，以 便将该VI作为子VI调用。
图标是VI的图形化表 示，可包含文字、图 形或图文组合。
连线板用于显示VI中所有输入和显 示控件的接线端，类似于文本编程 语言中调用函数时使用的参数列表。
8.3 虚拟仪器开发工具LabVIEW
8.3 虚拟仪器开发工具LabVIEW
☞ 8.3.1 LabVIEW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，根据实际情况进行更新扩展，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。
8.1 概述
☞ 8.1.4 虚拟仪器的发展趋势
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开发效率方向前进。
8.3 虚拟仪器开发工具LabVIEW
☞ 8.3.2 LabVIEW的开发平台
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功能的图形化代码； 图标和连线板：用以识别VI的接口，以便在创建VI时调 用另一个VI。当一个VI应用在其他VI中，则称为子VI。 子VI相当于文本编程语言中的子程序。
8.1 概述 芯片
硬件 软件 网 络 LANs 总 线 AT
Internet
计算机技术的进步
8.1 概述
☞ 8.1.1 虚拟仪器的定义 ◆ 虚拟仪器概念的提出
1、由美国国家仪器公司（National Instrument，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。 2、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。
中止执行
单步步入 单步步出
文本设置
分布对象 显示即时帮助窗口
单步步过
对齐对象
8.3 虚拟仪器开发工具LabVIEW
☞ 8.3.3 LabVIEW的功能单元 ◆ 数据类型
数值型 布尔型 数组型 字符串型 波形数据类型 簇 路径
8.3 虚拟仪器开发工具LabVIEW
☞ 8.3.4 LabVIEW的创建步骤 创建一个虚拟仪器的一般步骤
✓考试时间： 待定
✓答疑时间，地点： 答疑时间待定，地点自动化教研室
8.3 虚拟仪器开发工具LabVIEW
◆ 前面板 前面板是VI的用户界面。创建VI时，通常应先设计前面 板，然后设计程序框图执行在前面板上创建的输入、输出 任务。
8.3 虚拟仪器开发工具LabVIEW
◆ 程序框图 程序框图是图形化源代码的集合，图形化源代码又称G代 码或程序框图代码。
程序框图由接线 端、节点、连线 和结构等构成。
8.1 概述
☞ 8.1.4 虚拟仪器的发展趋势 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，网络化仪器必将在新世纪推动仪器界新的革命。
8.2 虚拟仪器系统组成
虚拟仪器系统包括硬件与软件两部分，其结构如图所示。 硬件部分主要包括：数据采集设备、计算机系统等；软件 部分包括：系统软件和虚拟仪器应用软件。
仪器 = A/D + CPU+ 软件 The Software Is Instruments
8.1 概述
☞ 8.1.3 虚拟仪器的分类 按照接口总线类型划分
★ 数据采集卡式 DAQ ★ RS232/RS485虚拟仪器 ★ 并行接口虚拟仪器 ★ USB虚拟仪器