第一讲 虚拟仪器概述与LABVIEW初步
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1、虚拟仪器技术课程基本情况1616学时学时 1 1学分学分 全部为全部为实验课实验课边学边学边练边练提前提前预习预习8 8次课次课单人单机单人单机授课与练习在授课与练习在同一次课同一次课有条件的同学在自有条件的同学在自己的笔记本上安装己的笔记本上安装相关软件相关软件考核方式考勤考勤10%10%平日成绩40%期末考试50%第一讲第一讲 虚拟仪器概述与虚拟仪器概述与LABVIEW使用初步使用初步 1.1 1.1 虚拟仪器的概念虚拟仪器的概念 1.2 什么是LabVIEW? 1.3 LabVIEW1.3 LabVIEW可以做什么可以做什么? ? 1.4 1.4 如何学好如何学好LabVIEWLabVI
2、EW 1.5LabVIEW 编程环境 1.61.6前面板的创建前面板的创建 1.7程序框图的创建 1.81.8运行与调试运行与调试主要内容 随着技术的发展，仪器也由传统的模拟仪器向随着技术的发展，仪器也由传统的模拟仪器向智能仪器和虚拟仪器方向发展。习惯把具有自动化、智能仪器和虚拟仪器方向发展。习惯把具有自动化、智能化、可编程化等功能的测试系统称为现代测试智能化、可编程化等功能的测试系统称为现代测试系统。系统。第一讲第一讲 虚拟仪器概述与虚拟仪器概述与LABVIEW使用初步使用初步1）智能仪器）智能仪器例如：实验室中的数字存储示波器例如：实验室中的数字存储示波器 所谓智能仪器是用以形容新的一代测
3、量仪器这类仪器仪表中含有微处理器、单片计算机或体积很小的微型机，有时亦称为内含微处理器的仪器或基于微型机的仪器。这类仪器，因为功能丰富又很灵巧，国外书刊中常简称为智能仪器。 2 2） 虚拟仪器虚拟仪器 虚拟仪器是在虚拟仪器是在计算机计算机上显示传统仪器面板，它将硬件电上显示传统仪器面板，它将硬件电路完成的信号调理和处理功能由计算机程序完成，这种硬件路完成的信号调理和处理功能由计算机程序完成，这种硬件功能软件化是虚拟仪器的一大特征。功能软件化是虚拟仪器的一大特征。智能仪器和虚拟仪器区别智能仪器和虚拟仪器区别所用的微机是否与仪器测量部分融合在一起PROCESSOR BUSConditioningT
4、imingA/DD/ADI/OTI/ODISPLAY AND CONTROL488 PORT PMathMEMORYPROMPROCESSOR BUSConditioningTimingA/DD/ADI/OTI/ODISPLAY AND CONTROL488 PORT PMathMEMORYPROMControl PanelFlowPressure Alarm ConditionsSTOPTemperature采用专门设计的微处理器、存储器、接口芯片组成的系统，。用现成的PC机配以一定的硬件及仪器测量部分组合而成的系统。厂商定义功能厂商定义功能用户定义功能用户定义功能智能仪器智能仪器虚拟仪器虚
5、拟仪器仪器定义和功能的转变仪器定义和功能的转变PROCESSOR BUSConditioningTimingA/DD/ADI/OTI/ODISPLAY AND CONTROL488 PORT PMathMEMORYPROMPROCESSOR BUSConditioningTimingA/DD/ADI/OTI/ODISPLAY AND CONTROL488 PORT PMathMEMORYPROMControl PanelFlowPressure Alarm ConditionsSTOPTemperature用户定义虚拟仪器的优点：用户定义虚拟仪器的优点：费用费用性能性能 用户定义用户定义 低费
6、用低费用 灵活灵活 可再用性可再用性 可重新配置可重新配置虚拟仪器的组成虚拟仪器的组成PXIVXIGPIBDAQIMAQMotion硬件板卡硬件板卡软件软件程序解决方案程序解决方案软件驱动模块软件驱动模块 虚拟仪器系统是由计算机、应用软件和仪器硬件计算机、应用软件和仪器硬件三大要素构成的。计算机与仪器硬件又称为VI的通用仪器硬件平台通用仪器硬件平台。 即安装有应用软件的计算机，硬件板卡，传感器三部分组成。常用虚拟仪器板卡常用虚拟仪器板卡DAQ CardIMAQ CardField PointMotion Control Card虚拟仪器软件驱动模块虚拟仪器软件驱动模块 为简化硬件板卡编程和控制
7、，为简化硬件板卡编程和控制，NINI和和Agilent标准标准化了数百种常用仪器、板卡的驱动，它们已成为虚化了数百种常用仪器、板卡的驱动，它们已成为虚拟仪器开发平台的一部分，开发时可直接复用这些拟仪器开发平台的一部分，开发时可直接复用这些硬件驱动代码。硬件驱动代码。用户界面用户界面软件驱动软件驱动IVI 结构：结构：IVI Class DriverIVI Instrument Specific DriverApplications ProgramVISA(Virtual Instrument System Architecture)PC PluginGPIBPXIVXIPlug&Pla
8、y 常见的虚拟仪器软件平台常见的虚拟仪器软件平台LabViewAgilent VEEDASYLabDirectViewProcessControlLabVIEW（LabLaboratory V Virtual I Instrument E Engineering W Workbench）是一种用图标代替文本行创建应用程序的图形化编程语言G语言。传统文本编程语言根据语句和指令的先后顺序决定程序执行顺序，而LabVIEW 则采用数据流编程方式，程序框图中节点之间的数据流向决定了程序的执行顺序。它用图标表示函数，用连线表示数据流向LabView1.2 什么是什么是LabVIEW?LabVIEW La
9、bVIEW 程序又称虚拟仪器，即程序又称虚拟仪器，即VI VI （Virtual Virtual InstrumentInstrument），）， 其外观和操作均模仿现实仪器，如示波器和万用其外观和操作均模仿现实仪器，如示波器和万用表。每个表。每个VI VI 都使用函数从用户界面或其它渠道都使用函数从用户界面或其它渠道获取信息输入，然后将信息显示或传输至其它文获取信息输入，然后将信息显示或传输至其它文件或计算机件或计算机 LabVIEWLabVIEW还包含了大量的工具与函数用于数据采集、还包含了大量的工具与函数用于数据采集、分析、显示与存储等。分析、显示与存储等。 1.3 LabVIEW可以做
10、什么? LabVIEW在测试、测量和自动化等领域具有最大的优势，因为LabVIEW提供了大量的工具与函数用于数据采集、分析、显示和存储。用户可以在数分钟内完成一套完整的从仪器连接、数据采集到分析、显示和存储的自动化测试测量系统。它被广泛地应用于汽车、通信、航空、半导体、电子设计生产、过程控制和生物医学等各个领域。 1.3 LabVIEW可以做什么?LabVIEW开发环境可以运行在Windows, Mac, Linux系统的计算机上；LabVIEW开发的应用程序可以运行在Pocket Pc, WinCE嵌入式系统, FPGA, DSP,ARM等处理器上。LabVIEW拥有庞大的函数和子程序库，同
11、时包含特定的应用程序库代码，如数据采集（DAQ）通用功能接口总线（GPID）等等，实现各种控制、测量系统的构建。1.3 LabVIEW可以做什么?LabVIEW不仅可以用来快速搭建小型自动化测试测量系统，还可以被用来开发大型的分布式数据采集与控制系统。在美国Lawrence Livermore国家实验室，一个花费2000万美金的极为复杂的飞秒激光切割系统就是基于LabVIEW开发的。 在北京正负电子对撞机二期工程北京谱仪慢控制系统中，大约有30种物理量共7000多点的现场数据点需要实时采集控制和分析记录等。 自动化自动化软件软件PLC串行口串行口数据采集数据采集过程过程现场总线现场总线个人计算
