虚拟仪器(哈工大)第二章labview概述
虚拟仪器labview
LabVIEW拥有丰富的控 制算法库，包括PID控制 、模糊控制、神经网络 控制等算法，使用户可 以轻松地实现稳定的控 制系统。
广泛应用于各种工业自 动化、机器人、航空航 天等领域。
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LabVIEW编程环境安装 与配置
为了使用LabVIEW进行编程，需要先 安装LabVIEW开发环境，并配置相应 的硬件驱动程序和外部库。NI提供了 详细的安装指南和配置教程，帮助用 户完成环境搭建。
LabVIEW编程环境界面 介绍
LabVIEW的界面包括菜单栏、工具栏 、项目浏览器、函数面板和主窗口等 部分。主窗口用于编写和运行程序， 函数面板提供了可调用的各种函数库 ，项目浏览器用于管理程序、图标和 连接器等元素。
控制系统仿真
LabVIEW可以进行控制系统仿真的实验。通过模拟不同的系统和控制算法，比较其性能 和效果，为实际控制系统设计和优化提供参考。
控制程序生成
基于LabVIEW的控制程序可以根据控制算法和控制对象自动生成，大大简化了控制系统 开发和调试的难度和工作量。同时，LabVIEW还可以对控制程序的执行进行监控和调试 ，方便用户对控制系统进行调整和优化。
经过处理的信号可以使用LabVIEW输出到外部设备或存储介质中。例 如，可以将处理后的信号输出到音频设备或视频设备中，也可以将处理 后的数据存储到文件中。
LabVIEW在控制系统中的应用
控制算法
LabVIEW可以应用各种控制算法实现控制系统设计。例如，可以进行PID控制、模糊控制 、神经网络控制等算法的设计和实现。
人工智能与机器学习
LabVIEW将集成更多的人工智能和机器学习算法 ，提供更强大的数据处理和分析能力，提升自动 化和智能化水平。
LabVIEW的技术创新与突破
虚拟仪器Labview使用教程
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参考号 LabVIEW对文件、目录、设备等操作
都需要一个参考号标示，这个子模板包
括各类参考号。
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装饰
用于对前面板进行装饰的各种图形对象。
14
从文件系 调用存储在文件中的控件。
统选择控
件
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用户控制 把控件放在\National
Instruments\LabVIEW 7.0\user目
仲恺农业工程学院
虚拟仪器技术及应用
自动化学院 吴卓葵
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仲恺农业工程学院
2 虚拟仪器软件开发平台
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2 虚拟仪器软件开发平台
2.2 LabVIEW编程初步
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2.2 LabVIEW编程初步
2.2.1 LabVIEW的基本VI介绍
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1. 基本VI的组成 （1）LabVIEW中开发的应用程序称为虚拟仪器 （Virtual Instruments）程序，简称VI，文件扩展 名为.vi。 （2）VI示例
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2.2.3 LabVIEW的模板
在LabVIEW的开发环境中，程序的创建主要依靠 三个模板：
1.工具模板（Tools Palette） 2.控件模板（Controls Palette） 3.函数模板（Funtions Palette）
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1. 工具模板（Tools Palette） （1）认识工具模板
a.前面板（Front Panel）是图形化的用户界面，可以形 象地描述为真实仪器的面板。
例如：求两个数的和与差
前面板
框图程序
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①前面板（Front Panel）
b.前面板（Front Panel）上有两类控件： I.一类是用于用户输入的控件，称为控制型控件（Control）； II.另一类是用于显示输出的控件，称为指示型控件(Indicator）。
计算机虚拟仪器形编程LabVIEW实验教材
计算机虚拟仪器形编程LabVIEW 实验教材————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：LabVIEW目录第一课LABVIEW概述 (6)第一节虚拟仪器（VI）的概念 (6)第二节L AB VIEW的操作模板 (8)工具模板（Tools Palette） (8)控制模板(Controls Palette) (10)功能模板(Functions Palette) (11)第三节创建一个VI程序 (13)1. 前面板 (13)框图程序 (14)从框图程序窗口创建前面板对象 (16)4. 数据流编程 (16)第四节程序调试技术 (17)1. 找出语法错误 (17)2. 设置执行程序高亮 (17)3. 断点与单步执行 (17)4. 探针 (17)第五节练习1-1 (18)第六节把一个VI程序作为子VI程序调用 (22)第七节练习1-2 (22)第八节练习1-3 (26)第九节练习1-4 (28)第十节练习1-5 (30)第二课数据采集 (34)第一节概述 (34)第二节数据采集VI程序的调用方法 (37)第三节模拟输入与输出 (38)练习2-1 (39)第四节波形的采集与产生 (42)练习2-2 (43)第五节扫描多个模拟输入通道 (44)练习2-3 (44)第六节连续数据采集 (46)练习2-4 (46)第三课仪器控制 (49)第一节概述 (49)第二节串行通讯 (49)第三节IEEE488（GPIB）概述 (51)练习3-1 (53)第四节VISA编程 (55)练习3-2 (56)第五节用L AB VIEW编写仪器驱动程序 (58)第六节验证仪器驱动软件 (59)练习3-3 (61)第四课分析软件 (64)第一节概述 (64)第二节、高级分析功能程序 (64)第三节信号产生 (65)练习4-1 (65)第四节信号处理 (67)练习4-2 (67)第五节数字滤波器 (69)练习4-3 (70)第六节曲线拟合 (72)练习4-4 (73)练习4-5 (74)第五课实用工具软件包 (77)第一节概述 (77)第二节常用软件工具箱 (77)第三节分析工具软件 (79)第一课LabVIEW概述第一节虚拟仪器（VI）的概念使用LabVIEW开发平台编制的程序称为虚拟仪器程序，简称为VI。
LabVIEW讲义
第一章虚拟仪器及LabVIEW入门１．1虚拟仪器概述虚拟仪器（virtual instrumention）是基于计算机的仪器。
计算机和仪器的密切结合是目前仪器发展的一个重要方向。
粗略地说这种结合有两种方式，一种是将计算机装入仪器，其典型的例子就是所谓智能化的仪器。
随着计算机功能的日益强大以及其体积的日趋缩小，这类仪器功能也越来越强大，目前已经出现含嵌入式系统的仪器。
另一种方式是将仪器装入计算机。
以通用的计算机硬件及操作系统为依托，实现各种仪器功能。
虚拟仪器主要是指这种方式。
下面的框图反映了常见的虚拟仪器方案。
虚拟仪器的主要特点有：⏹尽可能采用了通用的硬件，各种仪器的差异主要是软件。
⏹可充分发挥计算机的能力，有强大的数据处理功能，可以创造出功能更强的仪器。
⏹用户可以根据自己的需要定义和制造各种仪器。
虚拟仪器实际上是一个按照仪器需求组织的数据采集系统。
虚拟仪器的研究中涉及的基础理论主要有计算机数据采集和数字信号处理。
目前在这一领域内，使用较为广泛的计算机语言是美国NI公司的LabVIEW。
虚拟仪器的起源可以追朔到20世纪70年代，那时计算机测控系统在国防、航天等领域已经有了相当的发展。
PC机出现以后，仪器级的计算机化成为可能，甚至在Microsoft公司的Windows诞生之前，NI公司已经在Macintosh计算机上推出了LabVIEW2.0以前的版本。
对虚拟仪器和LabVIEW长期、系统、有效的研究开发使得该公司成为业界公认的权威。
普通的PC有一些不可避免的弱点。
用它构建的虚拟仪器或计算机测试系统性能不可能太高。
目前作为计算机化仪器的一个重要发展方向是制定了VXI标准，这是一种插卡式的仪器。
每一种仪器是一个插卡，为了保证仪器的性能，又采用了较多的硬件，但这些卡式仪器本身都没有面板，其面板仍然用虚拟的方式在计算机屏幕上出现。
这些卡插入标准的VXI 机箱，再与计算机相连，就组成了一个测试系统。
VXI仪器价格昂贵，目前又推出了一种较为便宜的PXI标准仪器。
虚拟仪器LabVIEW
04
LabVIEW的高级应用
LabVIEW的子VI与自定义函数
子VI
SubVI是LabVIEW中的子程序，可以完成复杂的功能，可以被其他VI调用。 SubVI可以使程序模块化，提高代码的可重用性和可维护性。
自定义函数
自定义函数是LabVIEW中创建可重用代码的一种方法。通过创建自定义函数， 可以将通用的代码块封装成一个独立的函数，方便在其他程序中调用。
LabVIEW的仪器控制与信号处理
仪器控制
LabVIEW可以通过仪器控制模块与各种仪器进行通信，包括数据采集设备、电子显微镜、光谱仪等。 通过LabVIEW的仪器控制功能，可以实现对仪器的远程控制和数据采集。
信号处理
LabVIEW提供了丰富的信号处理工具，可以对采集到的数据进行预处理、分析和处理。例如，可以应 用滤波器、傅里叶变换、曲线拟合等信号处理方法。
LabVIEW在信号处理中的应用
信号处理
01
LabVIEW可以对采集到的信号进行各种处理，如滤波、傅里叶
变换、频谱分析等，实现信号处理功能。
数字信号处理
02
LabVIEW可以实现数字信号处理算法，如FFT、DFT、数字滤波
器等，对信号进行更高级的处理和分析。
信号识别
03
LabVIEW可以通过对信号的特征提取和模式识别技术，实现对
LabVIEW的起源
LabVIEW起源于1986年，由美国NI公司开发， 最初是为了解决实验仪器的自动化和数据处理问 题。
发展阶段
自1986年以来，LabVIEW不断发展和完善，经 历了多个版本升级，功能逐渐丰富和强大。
3
广泛应用
目前，LabVIEW已经广泛应用于科学研究、工程 应用、教育等领域，成为虚拟仪器开发的主流工 具之一。
labview的介绍
虚拟仪器系统及其开发程序LabVIEW介绍引言虚拟仪器是将仪器装入计算机，通过计算机的开发软件来实现仪器的功能的一种仪器测试测量系统。
目前开发虚拟仪器的软件程序为LabVIEW，用户只需通过软件技术和相应数值算法，就能实时、直接地对测试数据进行各种分析与处理，透明地操作仪器硬件，方便地构建出模块化仪器。
从目前虚拟仪器的发展方向和广泛应用来看，不久的将来，虚拟仪器将广泛应用在气象观测和气象科普中，因此有必要对该系统作一番介绍。
一、电子测量仪器的发展电子测量仪器发展至今，大体可分为四代：模拟仪器、数字化仪器、智能仪器和虚拟仪器。
第一代模拟仪器，如指针式万用表、晶体管电压表等。
第二代数字化仪器，这类仪器目前相当普及，如数字电压表、数字频率计等。
这类仪器将模拟信号的测量转化为数字信号测量，并以数字方式输出最终结果，适用于快速响应和较高准确度的测量。
第三代智能仪器，这类仪器内置微处理器，既能进行自动测试又具有一定的数据处理能力，可取代部分脑力劳动，习惯上称为智能仪器。
它的功能块全部都是以硬件（或固化的软件）的形式存在，相对虚拟仪器而言，无论是开发还是应用，都缺乏灵活性。
第四代虚拟仪器，它是现代计算机技术、通信技术和测量技术相结合的产物，是传统仪器观念的一次巨大变革，是将来仪器产业发展一个重要方向。
二、虚拟仪器概述及其特点虚拟仪器(virtual instrumention)是基于计算机的仪器，是美国国家仪器公司（National Instruments Corp. 简称NI）于1986年提出的。
计算机和仪器的密切结合是目前仪器发展的一个重要方向。
粗略地说这种结合有两种方式，一种是将计算机装入仪器，其典型的例子就是所谓智能化的仪器。
随着计算机功能的日益强大以及其体积的日趋缩小，这类仪器功能也越来越强大，目前已经出现含嵌入式系统的仪器。
另一种方式是将仪器装入计算机。
以通用的计算机硬件及操作系统为依托，实现各种仪器功能。
labview课件PPT
1.1.3 虚拟仪器发展过程
• 世界是最早开发和应用虚拟仪器公司是 National Instruments Corporation公司。
• 由于虚拟仪器具有先进的性能和广泛的应 用前景，在NI公司之后还有一些国际知名 厂商也加入到虚拟仪器的研发当中。例如， HP公司、PC仪器公司、Racal公司等先后 研发了一些仪器，但NI公司仍然处于领先 地位。
labVIEW程序设计
推荐参考教材
第1章 认识虚拟仪器
• 虚拟仪器一种对现实中各类仪器的用计算 机进行模拟的仪器。它能完成现实中仪器 所能完成的大部功能。本章先对虚拟仪器 作了入门性介绍，也是对以后所学知识的 总体介绍和总结，然后引出LabVIEW。学 习完本章后，要求对LabVIEW有一个过渡 性的认识。
（显示）
者的结合粗略地讲，虚拟仪器可 以分为智能仪器和虚拟仪器。它 处理器
(数据分析、处理、计算、存 储)
们的区别是，前者把计算机装入 数据 传输
仪器，后者把仪器装入计算机。 虚拟仪器把计算机的处理器、存 D/A、A/D、数据输入
（数据采集）
1.1.2 虚拟仪器的特征
• 虚拟仪器从出现到现在的广泛应用，经历 的短短的几十年，可以说它的发展速度是 相当快的。尤其是近年来在各行各业中大 量应用此技术，它的迅速发展，主要是有 以下几点特征。
• 2．什么是LabVIEW？LabVIEW的主要优势 是什么？
• 3．LabVIEW系统由哪几部分组成？它被应 用在了哪些领域？
• 4．什么是G语言？它和其他文本化编程语 言有哪些异同？
信号分析处理
（波形操作、数据滤 波、数组处理、等）
Labview简介
01、
Labview概述
虚拟仪器（virtual instrumention）是基于计算机的仪器。计算机和仪器的密切结合是目前仪器发展的一个重要方向。粗略地说这种结合有两种方式，一种是将计算机装入仪器，其典型的例子就是所谓智能化的仪器。随着计算机功能的日益强大以及其体积的日趋缩小，这类仪器功能也越来越强大，目前已经出现含嵌入式系统的仪器。另一种方式是将仪器装入计算机。以通用的计算机硬件及操作系统为依托，实现各种仪器功能。虚拟仪器主要是指这种方式。下面的框图反映了常见的虚拟仪器方案。
4．删除和复制对象：显然，选中所要进行操作的控件后，单击主菜单中的编辑，然后选择删除或者复制，粘贴是完全可以实现各项操作的。下面我向大家介绍几种用键盘来实现这些操作的方法。
删除：选中控件后，按下“退格”键或<delete>即可
复制：选中控件后，按<Ctrl+C>,然后<Ctrl+V>即可，或者按下<Ctrl>,然后拖拽所需要复制的控件到其他地方即可，如图：
虚拟仪器的主要特点有：
尽可能采用了通用的硬件，各种仪器的差异主要是软件。
可充分发挥计算机的能力，有强大的数据处理功能，可以创造出功能更强的仪器。
用户可以根据自己的需要定义和制造各种仪器。
虚拟仪器实际上是一个按照仪器需求组织的数据采集系统。虚拟仪器的研究中涉及的基础理论主要有计算机数据采集和数字信号处理。目前在这一领域内，使用较为广泛的计算机语言是美国NI公司的LabVIEW。