LABVIEW 第一章 虚拟仪器介绍

第一章 虚拟仪器概论 1.1虚拟仪器概述 1.2 LabVIEW概述 1.3 LabVIEW的初步操作 参考教材 1、LabVIEW 7.1 测试技术与仪器应用 （机械工业出版社） 2、LabVIEW 7.1编程与虚拟仪器设计 （清华大学出版社）候国屏等编写。 讲课方式课堂讲授＋实验＋专家讲座 考试方式平时成绩＋实验成绩＋课程设计报告 第一章 虚拟仪器概论 1.1虚拟仪器概述 1.2 LabVIEW概述 1.3 LabVIEW的初步操作 1.1虚拟仪器概述 w 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。 w 计算机与仪器结合 1、把计算机放入仪器中（智能仪器） 2、把仪器装入到计算机中（虚拟仪器） 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 . 一、定义 二、虚拟仪器体系结构 w 尽可能采用了通用的硬件，各种仪器的差异主 要是软件。 w 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。 w 用户可以根据自己的需要定义和制造各种仪器 。 w 用户可以根据需要升级软件和标准的板卡来升 级客户仪器，就像升级计算机一样 三、虚拟仪器的主要特点 利用LabVIEW 构建自动化测量系统 四、虚拟仪器的应用 工业自动化 利用LabVIEW，可产生独立运行的可执行文件，它是 一个真正的３２位编译器。像许多重要的软件一样， LabVIEW提供了Windows、UNIX、Linux、MAC、 Sun Solarris RealTime的多种版本。 CUGNI虚拟仪器联合试验室 旨在应用最新的虚拟 仪器技术加强仪器科 学在地球探测与信息 技术领域的应用。基 于虚拟仪器的智能仪 器技术将拓宽测控技 术与仪器专业的应用 范围和加强中国地质 大学测控技术与仪器 专业人才培养。挂牌 将于12月中旬进行。 我 们 的 目 标 一、LabVIEW是什么 w LabVIEW（Laboratory Virtual instrument Engineering）是一种图形化的编程语言，它广 泛地被工业界、学术界和研究实验室所接受， 视为一个标准的数据采集和仪器控制软件。 w LabVIEW集成了与满足GPIB、VXI、RS-232、和 RS-485、USB2.0 、PCI、PXI、PCMCIA协议的硬 件及数据采集卡通讯的全部功能。它还内置了 便于应用TCP/IP、ActiveX等软件标准的库函数 。这是一个功能强大且灵活的软件。 1.2 LabVIEW概述 w 图形化的程序语言，又称为“Ｇ”语言。使用这种语 言编程时，基本上不写程序代码，取而代之的是流程 图或流程图。它尽可能利用了技术人员、科学家、工 程师所熟悉的术语、图标和概念，因此，LabVIEW是 一个面向最终用户的工具。它可以增强你构建自己的 科学和工程系统的能力，提供了实现仪器编程和数据 采集系统的便捷途径。 二、LabVIEW的运行机制 w 所有的LabVIEW应用程序，即虚拟仪器（VI），它包括 前面板（front panel）、流程图（block diagram）以 及图标/连结器icon/connector三部分。 w 前面板 控制对象输入 显示对象 输出 图１－１ 随机信号发生器的前面板 上图所示是一个随机信号发生和显示的简单VI是它的 前面板，上面有一个显示对象，以曲线的方式显示了 所产生的一系列随机数。还有一个控制对象开关 ，可以启动和停止工作。 w 前面板是图形用户界面，也就是VI的虚拟仪器面板，这 一界面上有用户输入和显示输出两类对象，具体表现有 开关、旋钮、图形以及其他控制（control）和显示对 象（indicator）。 w 显然，并非简单地画两个控件就可以运行，在前面板后 还有一个与之配套的流程图。 函数随机数发生器 结构循环 与前面板控件对应的连线端子 与前面板控件对应的连线端 子 图１－２ 随机信号发生器的流程图 流程图提供VI的图形化源程序。在流程图中对VI编程 ，以控制和操纵定义在前面板上的输入和输出功能。 w 以看到流程图中包括了前面板上的开关和随机数显示器 的连线端子，还有一个随机数发生器的函数及程序的循 环结构。随机数发生器通过连线将产生的随机信号送到 显示控件，为了使它持续工作下去，设置了一个While Loop循环，由开关控制这一循环的结束。 w 如果将VI与标准仪器相比较，那么前面板上的东西就是 仪器面板上的东西，而流程图上的东西相当于仪器箱内 的东西。在许多情况下，使用VI可以仿真标准仪器，不 仅在屏幕上出现一个惟妙惟肖的标准仪器面板，而且其 功能也与标准仪器相差无几。 三、LabVIEW的操作模板 包括工具（Tools）模板、控制（Controls）模 板和函数（Functions）模板。 w 工具模板（Tools Palette） w 该模板提供了各种用于创建、修改和调试VI程序的工具 。如果该模板没有出现，则可以在Windows菜单下选择 Show Tools Palette命令以显示该模板。 w 当从模板内选择了任一种工具后，鼠标箭头就会变成该 工具相应的形状。当从Windows菜单下选择了Show Help Window功能后，把工具模板内选定的任一种工具光标放 在流程图程序的子程序（Sub VI）或图标上，就会显示 相应的帮助信息。 图 标 名称 功 能 １ Operate Value（操 作值） 用于操作前面板的控制和显示。使用 它向数字或字符串控制中键入值时， 工具会变成标签工具 ２ Position/S ize/Select （选择） 用于选择、移动或改变对象的大小 。当它用于改变对象的连框大小时 ，会变成相应形状。 ３ Edit Text （编辑文 本） 用于输入标签文本或者创建自由标 签。当创建自由标签时它会变成相 应形状。 ４ Connect Wire（连 线） 用于在流程图程序上连接对象。如果联 机帮助的窗口被打开时，把该工具放在 任一条连线上，就会显示相应的数据类 型。 ５ Object Shortcut Menu（对 象菜单） 用鼠标左键可以弹出对象的弹出式 菜单。 控制模板（Control Palette ） w 该模板用来给前面板设置各种所需的输出显示对象和输 入控制对象。每个图标代表一类子模板。 w 可以用Windows菜单的Show Controls Palette功能打开 它，也可以在前面板的空白处，点击鼠标右键，以弹出 控制模板。 Numeric（数值量）,数值的控制。包含数字式 、指针式显示表盘及各种输入框。 Boolean（布尔量） ,逻辑数值的控制和显示 。包含各种布尔开关、按钮以及指示灯等。 String Path（字符串和路径） 。字符串和 路径的控制和显示。 User Controls（用户控制）,用户自定义的控 制和显示。 Numeric（数值量）,数值的显示。包含数字式 、指针式显示表盘及各种输入框。 开关量灯的显示, 有两种显示方式。 Array Cluste