第一講虛擬儀器及LabVIEW基礎(chǔ)

第一講

虛擬儀器及LabVIEW基礎(chǔ)GraphicalProgramming成績的標(biāo)準(zhǔn)兩種獲得學(xué)分的方法：1、出勤+作業(yè)+上機(jī)+期末測試出勤→缺勤次數(shù)不可以達(dá)到3次作業(yè)→應(yīng)該自己做上機(jī)→(掌握基本操作）期末測試

注：期末有兩周的課程設(shè)計(jì)教學(xué)軟件及參考書教學(xué)軟件采用英文版Labview7.1

希望大家加強(qiáng)對科技英語的學(xué)習(xí)參考書《Labview7.1編程與虛擬儀器設(shè)計(jì)》侯國屏編著，清華大學(xué)出版社

目錄1.1虛擬儀器的基本概念1.2虛擬儀器的特點(diǎn)1.3虛擬儀器的組成1.4虛擬儀器和LabVIEW的發(fā)展1.5LabVIEW的特點(diǎn)1.6LabVIEW的安裝1.7LabVIEW的窗口和模板1.1虛擬儀器的基本概念虛擬儀器(VirtualInstrument,簡稱VI)是以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ),配以相應(yīng)測試功能的硬件作為信號(hào)輸入輸出的接口,完成信號(hào)的采集、測量與調(diào)理,由用戶自己設(shè)計(jì)定義，具有虛擬的操作面板，測試功能由測試軟件來實(shí)現(xiàn)的一種計(jì)算機(jī)儀器系統(tǒng)。儀器的發(fā)展歷史第一代儀器：模擬儀器 第二代儀器：數(shù)字化儀器第三代儀器：智能儀器

前三代屬于傳統(tǒng)儀器，如示波器、電壓表、頻率計(jì)、信號(hào)源等，是具有特定功能和儀器外觀的測試設(shè)備。第四代儀器：虛擬儀器虛擬儀器前面圖虛擬儀器程序框圖虛擬的含義虛擬的儀器面板傳統(tǒng)儀器面板上的器件都是實(shí)物，而虛擬儀器面板控件是外形與實(shí)物相像的圖標(biāo)，其操作對應(yīng)著相應(yīng)的軟件程序，使用鼠標(biāo)式鍵盤操作虛擬面板的控件。虛擬儀器的測控功能傳統(tǒng)的儀器特別是早期的儀器，它的功能是通過硬件來實(shí)現(xiàn)的，而虛擬儀器是通過軟件編程來實(shí)現(xiàn)的傳統(tǒng)儀器廠商定義功能虛擬儀器用戶定義功能虛擬儀器起源虛擬儀器是以計(jì)算機(jī)為核心的，是儀器系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)的緊密結(jié)合。這種結(jié)合有兩種方式：將計(jì)算機(jī)裝入儀器的智能儀器和將儀器裝入計(jì)算機(jī)的嵌入式儀器。虛擬儀器主要是指后一種方式，是以通用的計(jì)算機(jī)硬件及操作系統(tǒng)為依托，實(shí)現(xiàn)各種儀器功能。美國國家儀器（NationalInstrument，簡稱NI）公司于20世紀(jì)80年代中期首先提出“軟件就是儀器”（TheSoftwareIsTheInstrument）的虛擬儀器概念。虛擬儀器的基本功能信號(hào)調(diào)理與采集：硬件平臺(tái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)分析和處理：軟件實(shí)現(xiàn)參數(shù)設(shè)置和結(jié)果表達(dá)：計(jì)算機(jī)人機(jī)對話功能實(shí)現(xiàn)廠家定義用戶定義傳統(tǒng)儀器虛擬儀器

用軟件在屏幕上生成儀器面板，用軟件來進(jìn)行信號(hào)處理分析，實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)儀器的功能。1.2虛擬儀器的特點(diǎn)傳統(tǒng)儀器儀表：本身帶有輸入輸出能力，儀表上有按鈕、旋鈕、標(biāo)度尺、圖形等功能。儀器內(nèi)部包含有數(shù)模、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、微處理器、存儲(chǔ)器、總線等，所有的電路都是固定的。儀器把信號(hào)輸入后，通過內(nèi)部的處理，得出結(jié)果。虛擬儀器：是以計(jì)算機(jī)為核心，充分利用計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的顯示、處理、存儲(chǔ)能力來模擬物理儀表的處理過程。傳統(tǒng)儀器儀表虛擬儀器功能由儀表廠家定義功能由用戶自定義功能確定，與其他設(shè)備的連接受到限制面向應(yīng)用，可以方便地連接其他設(shè)備關(guān)鍵為硬件關(guān)鍵為軟件價(jià)格昂貴價(jià)格便宜，可再利用封閉、功能固定、單一，不能更改以計(jì)算機(jī)為支撐，開放性好，功能靈活技術(shù)更新慢技術(shù)更新快開發(fā)和維護(hù)費(fèi)用高硬件結(jié)構(gòu)大大減少虛擬儀器構(gòu)成虛擬儀器被劃分為數(shù)據(jù)采集與控制、數(shù)據(jù)分析處理、結(jié)果表達(dá)三大功能模塊。

PC-DAQ采集卡GPIB儀器串口儀器VXI儀器PXI儀器信號(hào)處理數(shù)字濾波統(tǒng)計(jì)分析網(wǎng)絡(luò)傳輸磁盤復(fù)制文件I/O圖形用戶接口數(shù)據(jù)采集與控制數(shù)據(jù)分析處理結(jié)果表達(dá)虛擬儀器構(gòu)成虛擬儀器由硬件平臺(tái)和應(yīng)用軟件兩大部分構(gòu)成。其組成圖如下：

工作站或PC機(jī)

PC-DAQ接口

GPIB接口

VXI接口

PXI接口串行接口被測信號(hào)1.買3虛擬暢儀器脅的硬碑件系時(shí)統(tǒng)組裳成虛擬趟儀器予構(gòu)成貞形式基于廣數(shù)據(jù)處采集星卡的辛虛擬貫儀器基于GP蔽IB方式矩的虛竿擬儀虎器基于VX齒I總線釣方式天的虛樂擬儀淚器基于PX墨I(xiàn)總線理方式博的虛援?dāng)M儀隨器基于LX厘I總線偏方式慣的虛污擬儀跳器開放瘡式的收、多批廠商性標(biāo)準(zhǔn)似的測養(yǎng)試測扮量和候自動(dòng)興化平懸臺(tái)在以PC機(jī)為勞基礎(chǔ)潛的虛每擬儀萍器中斃，插頌入式女?dāng)?shù)據(jù)支采集蹲卡DA鑄Q礦(D除at須a問Ac挖qu曉is璃it疼io短n)是虛碎擬儀仗器中暢最常哄用的甚接口朱形式琴之一犧。其熔功能茶是將虎現(xiàn)場反數(shù)據(jù)掃采集滑到計(jì)蓮算機(jī)店，或蓬將計(jì)販算機(jī)私數(shù)據(jù)散輸出哄給受賓控對星象?；谘矇蹟?shù)據(jù)秘采集賠卡的稅虛擬杠儀器測量余模塊用于記模擬清和數(shù)垮字輸般入輸鎮(zhèn)出，累范圍悔從高艘分辨梨率DC至2.階7性GH思z圈RF信號(hào)捕。工業(yè)源模塊運(yùn)動(dòng)隊(duì)控制水、機(jī)蔑器視列覺以剝及模陣擬和堤數(shù)字I/程O模塊紙，用夫于工陽業(yè)級(jí)PX羅I/Co貿(mào)mp購ac老tP寬CI應(yīng)用掌。PX尤I開關(guān)靈活積的高競通道藍(lán)開關(guān)采模塊按，具尺有通鐮用繼右電器煩，多念路復(fù)堅(jiān)用器嬌和矩襲陣開暢關(guān)特摧性總線籌接口蔥模塊用于綿千兆徐以太冠網(wǎng)、刃串口抄、SC幕SI、CA立N、VX役I、De滑vi遺ce以Ne潑t、Fi濟(jì)re應(yīng)Wi噸re、Ca名rd襲Bu遲s及其進(jìn)它總己線連怠接Ge絲式ne激ra瀉l歪Pu孔rp渴os磨e安In祖te課rf告ac掙e疫Bu搏s(簡寫走為GP歡IB冊)是由IE鴉EE協(xié)會(huì)粉規(guī)定汽的一冤種AN凈SI駱/I豬EE蠟E穩(wěn)48凡8總線標(biāo)準(zhǔn).是傳諒統(tǒng)測穿試儀訓(xùn)器在祖數(shù)字昏接口簡方面木的延孟伸和勒擴(kuò)展GP奔IB孤——通用紡接口跌總線GPIBInterfaceDMMGPIB電纜基于VX腳I總線球方式末的虛城擬儀渴器VX悲I總線磚（VM篩Eb舒usEx穿te亡ns聰io信n做fo湯r沙In菠st敵ru屋me摔nt誤at俗io犧n）具息有標(biāo)愈準(zhǔn)開勢放、嬌結(jié)構(gòu)娛緊湊問、數(shù)系據(jù)吞拜吐能胃力強(qiáng)叨、定啞時(shí)和辰同步限準(zhǔn)確規(guī)、模批塊可肢重復(fù)犧利用驚、眾比多廠獸家支踏持等漆優(yōu)點(diǎn)栽得到律廣泛拒應(yīng)用盤。主控計(jì)算機(jī)CPU儀器1儀器2RAM儀器3單CPU系統(tǒng)基于PX叼I總線理方式點(diǎn)的虛累擬儀侄器PX朵I（PC污IeX餓te恥ns曉io吊nsfo銀r凍In俊st考ru奴me尸nt粗at盛io蠅n）總鹽線是NI公司縫在19累97年9月1日推坦出的絲式全新器的開放臭性、猜模塊令化儀器總線規(guī)范帝。它殲以Co列mp蘋ac刺tP樓CI為基賓礎(chǔ)，干是PC遭I總線滴面向創(chuàng)儀器友領(lǐng)域禁的擴(kuò)峰展。MX潑I-饞3是NI公司蠻新一閥代的丟多系睡統(tǒng)擴(kuò)誕展接宴口(mu逐lt典is杏ys肌te箱mex震te穴ns嫌io擠nin丸te喇rf占ac生e,噴MX冷I)產(chǎn)品濤，是路目前演世界因上最潛快的估用于PC機(jī)控運(yùn)制PX臟I/Co吊mp燭ac紛tP劇CI模塊瀉的串友行連蹦接?；贚X邀I總線檢方式惜的虛奶擬儀訴器20蔥04年9月，VX肉I科技慢公司直和安革捷倫設(shè)公司質(zhì)共同浙推出羊一種奮適用泡于自攀動(dòng)測語試系炸統(tǒng)的矛新一表代基汪于局希域網(wǎng)志（LA靜N）的富模塊舅化測感量儀系器接維口標(biāo)獨(dú)準(zhǔn)LX重I（LA串N-瓶ba歲se求deX稿te蠻ns麥io嶺nsfo宿r(nóng)競In酬st拒ru郵me爪nt張at補(bǔ)io焦n），敞即LA生N的儀張器擴(kuò)譽(yù)展。通用屢總線度接口串行持設(shè)備數(shù)據(jù)罪采集測試攪過程弄或?qū)θ蜗骎X乳I圖像探采集運(yùn)動(dòng)萍控制PC食I擴(kuò)展關(guān)版=P遣XINe莫tw村or嗚kAc累qu絕is臭it吐io差n股To掃ol領(lǐng)sAn詳al房誠ys栽is淺&灶P洗re破se動(dòng)nt旱at邊io碗n礦To篩ol職sNe竟tw完or同k虛擬束儀器麻的軟舒件虛擬繼儀器湯軟件蘋層次蜘結(jié)構(gòu)虛擬吼儀器藍(lán)的軟重件輸入/輸出悶（I/填O）接午口軟延件I/放O接口燈軟件嘉存在甜于儀巷器與學(xué)儀器薄驅(qū)動(dòng)世程序忽之間聚，是箏一個(gè)蹄完成津?qū)x睬器內(nèi)制部寄誼存單蛋元進(jìn)瞞行直渴接存帳取數(shù)曉據(jù)操糠作，吼為儀濕器驅(qū)肚動(dòng)程認(rèn)序提版供信全息傳師遞的踢低層稅軟件但，是悟?qū)崿F(xiàn)脾開放夫的、什統(tǒng)一蛾的虛陳擬儀松器系日統(tǒng)的說基礎(chǔ)爺和核井心。儀器鞭驅(qū)動(dòng)粒程序儀器大驅(qū)動(dòng)蒜程序卡是連慮接上袖層應(yīng)腐用軟餅件和玻低層I/患O軟件復(fù)的紐例帶和顧橋梁記。儀棕器生豎產(chǎn)廠半家在翠提供椅儀器壟模塊拌的同鎖時(shí)提腳供儀則器驅(qū)閘動(dòng)程姜序應(yīng)用兇軟件上層成應(yīng)用醒軟件燭主要展包括繪儀器鋒面板吵控制科軟件壤和數(shù)愈據(jù)分握析處職理軟扶件。飄一般樣是在圾儀器付硬件駐廠商逢提供濫的I/援O接口親軟件\儀器留驅(qū)動(dòng)新程序產(chǎn)基礎(chǔ)鼓上進(jìn)競行應(yīng)倍用軟匆件開蜻發(fā)。虛擬且儀器機(jī)的軟捧件開吊發(fā)平劉臺(tái)基于文本邪式編芳程語婦言開發(fā)秋工具La咽bW劃in伙do國ws/C江VI竄,VC決++,C+副+B澡ui憑ld,VB蹦,De鎖lp抵hi等?；趫D形鋤化編珍程語辯言開發(fā)頑工具La問bV開IE個(gè)W(具NI公司),篩HP脫V譯EE朱(H譽(yù)P公司)虛擬最儀器化系統(tǒng)以數(shù)據(jù)副采集免卡PC表-D危AQ接口掠的虛附擬儀才器為猾例，瞎虛擬蔥儀器宣的整簡體結(jié)椅構(gòu)如旅圖虛擬逢儀器希的優(yōu)墨勢豐富蕉和增加強(qiáng)了豪傳統(tǒng)聲儀器賊的功隆能。虛擬姻儀器姜將信逼號(hào)分窮析、大顯示傭、存棍儲(chǔ)、留打印政和其繡他管魚理集赴中交桃由計(jì)爽算機(jī)催來處夕理。儀器坑由用朵戶自昂己定園義。開放徐的工斥業(yè)標(biāo)雷準(zhǔn)。虛擬平儀器涼硬件樂和軟坊件都捕制定倒了開乳放的洪工業(yè)帖標(biāo)準(zhǔn)面，使?jié)O資源肆的可交重復(fù)犬利用誤率提役高，僑功能于易于苗擴(kuò)展束，管顧理規(guī)番范，蜘生產(chǎn)魄、維落護(hù)和肥開發(fā)蠻費(fèi)用伸降低撫。便于仰構(gòu)成嫌復(fù)雜耗的測鄰試系悉統(tǒng)?？赏w過網(wǎng)運(yùn)絡(luò)構(gòu)蠅成復(fù)支雜的穗分布箏式測卸試系異統(tǒng)，沈進(jìn)行搭遠(yuǎn)程豎測試趨、監(jiān)荒控、騾和診述斷。蝦可節(jié)朗約儀駐器購歡買和缺維護(hù)恥費(fèi)用方。虛擬作儀器據(jù)的應(yīng)散用航空航天教學(xué)核工寄業(yè)軍工通信攻測試鐵道……茫.虛擬尼儀器餐的實(shí)久際應(yīng)遮用La饑bV兵IE斬W的基墓本概膝念La中bV糾IE卡W（La絕bo重ra衰to減ryVi形rt巷ua嘆lIn賀st被ru際me丹nt冶E似ng利in丙ee玩ri聞ng驚W茅or朵kb忍en日ch,實(shí)驗(yàn)槽室虛彼擬儀裁器工鍵程平呈臺(tái)計(jì))弊是美硬國NI公司么推出促的一宏種基奏于G語言(Gr熔ap加hi遲cs派L禿an碌gu爪ag承e,圖形桑化編且程語聯(lián)言)的虛陽擬儀虜器軟宣件開唯發(fā)工蹲具。1.片4虛擬猾儀器術(shù)和La幸bV恒IE扒W的發(fā)筐展19灘76年,美國Na若ti學(xué)on焦al榴I懶ns沒tr尾um忠en類ts潤-NI創(chuàng)立序；19屬86年，NI推出爽虛擬雨儀器趣概念催及La匙bV歲IE曬W語言已；十多寸年前,了解雅虛擬綱儀器腹的人蘆寥寥院無幾跪；20若04年,La拒bV深I(lǐng)E鋸W從4.逃0版本痕更新顯到7.丟1版本野；清華溝大學(xué)盲、北非京科歸技大儀學(xué)、禮北京倘理工歲大學(xué)示、北考京聯(lián)崖合大困學(xué)等刃高校姻都建柴立了引虛擬到儀器憤實(shí)驗(yàn)遍室；La惱bV控IE良W是目廢前國餅際唯樂一的編譯朽型圖購形化編程磚語言劑。在吐以PC機(jī)為剪基礎(chǔ)四的測浩量和勒工控熊軟件德中，伍其市幫場普保及率驕僅次管于C+充+/童C語言惑。1.凍5亭La宿bV疲IE量W的特賄點(diǎn)流程豪圖式績編程賓，并烘能同飛時(shí)運(yùn)獅行多失個(gè)程廟序的療多任請務(wù)系卡統(tǒng)；提供朽了用于數(shù)據(jù)玩采集、分析屢、表達(dá)跟及數(shù)漂據(jù)存蔑儲(chǔ)的函數(shù)枕庫；提供礎(chǔ)如設(shè)誕置斷鴉點(diǎn)、旦單步摧運(yùn)行、高亮圓執(zhí)行等調(diào)董試工具,使程繁序的忘調(diào)試青和開攻發(fā)更份為便秩捷；具有捷強(qiáng)大前的外夫部接濫口能靜力,可以唯實(shí)現(xiàn)La稼bV辟IE分W與外屆部的蹦應(yīng)用捏軟件(如Wo墳rd彈,E會(huì)xc丘el)、C語言、MA差TL韻AB等語騾言之?dāng)囬g的躲通信;La蹤蝶bV姻IE犯W的特帖點(diǎn)內(nèi)置了PC際I、DA下Q、GP于IB、PX周I、VX桂I、RS冷-2休32和RS雞-4悶85在內(nèi)旗的各鄙種儀速器通技信總朱線標(biāo)激準(zhǔn)的秧所有芒功能化函數(shù),支持娃數(shù)據(jù)眼采集俱卡和GP孝IB、串口蝴設(shè)備、VX析I儀器、PL構(gòu)C、工業(yè)班現(xiàn)場給總線裁以及于用戶遠(yuǎn)特殊曬的硬滔件板稀卡；強(qiáng)大云的In容te誘rn柄et功能,內(nèi)置幼了便帶于應(yīng)僚用TC墾P/嫂IP、DD欺E、Ac悲ti緊ve無X等軟匙件標(biāo)端準(zhǔn)的臘庫函遲數(shù)。支持尸常用躍網(wǎng)絡(luò)堤協(xié)議,方便舟網(wǎng)絡(luò)乓、遠(yuǎn)嚴(yán)程測霉控儀羞器的鴉開發(fā)。1.澇6緣瑞La諷bV捕IE逼W系統(tǒng)先安裝運(yùn)行尊安裝羽光盤切中的se性tu阿p程序捧，選滴擇必院要的厘安裝賴選項(xiàng)輩一步迅步即碌可完糕