2015虚拟仪器设计.ppt

《虚拟仪器》－13 电子科技大学自动化学院 詹惠琴 zhanhq@uestc.edu.cn 虚拟仪器系统的设计过程 测试需求分析 测试需求分析是设计虚拟仪器系统最重要的环节。 首先应当了解用户的测试需求，包括分析被测参数的形式（电量还是非电量、数字量还是模拟量）、范围和数量，性能指标（测量精度、速度）要求。 激励信号的形式和范围要求， 虚拟仪器系统所要完成的功能，显示、打印和操作要求。 对系统的体积大小及应用环境的要求等。 虚拟仪器的软件设计原则 原则：高可靠性、可用性及良好的可移植性和兼容性。 （1）采用自顶而下的软件设计方法，即从整体到局部，最后到细节。首先完成软件的需求分析、系统功能分析和结构分析，通过逐层分解和逐级抽象，建立软件的层次化结构框图，确定各部分的功能及相互关系，然后根据软件的结构框图，划分程序模块，最后再开始具体的编程工作。 (2)在软件系统分析和具体编程过程中，应注意采用模块化和面向对象的软件设计方法，特别要重视一些可重用的基本软件模块，以提高系统软件的灵活性、移植性和可维护性，降低系统的复杂程度。 (3)虚拟仪器软件应具有较高的可靠性。系统不能因测试人员的操作失误而导致崩溃，也不能因环境干扰或其他问题导致故障蔓延和丢失信息 (4)虚拟仪器软件设计要符合一些相关规范的要求，如VPP规范或IVI规范等。 (5)采用图形化用户界面设计技术和可视化编程技术，提供切合实际需要和友好的人机交互界面，提供完善的帮助信息和快捷简便的帮助信息访问手段，提高软件的可用性。 虚拟仪器软面板的设计 虚拟仪器软面板是用户用来操作仪器，与仪器进行通信，输入参数设置，输出结果显示的用户接口。 软面板必须提供图形化用户接口，提供主要测试功能。用户可在软面板上通过鼠标来交互控制仪器。 软面板应是不依赖任何程序开发环境的、能独立运行的程序。 虚拟仪器软面板设计的总体思想是： 根据测试要求确定仪器功能， 根据仪器功能确定软面板上的整体布局， 按照VPP规范设计软面板，使面板具有标准化、开放性、可移植性。 （1）根据测试要求确定仪器功能和软面板的整体布局，根据测试任务确定每个仪器软面板的具体测试功能，开关、控制和显示等设置要求。 （2）前面板由控制器和指示器组成。设计前面板，首先要考虑的因素是界面友好，操作方便。软面板由大量的虚拟控件组成。 (3)软面板的具体设计应注意以下几点： ①软面板应设计成能在不同平台和计算机显示器上完成各种操作，所以必须保证每个软面板在不同平台和不同分辨率的显示器之间是可移植的。 ②字体选择应基于可移植性和易读性。字体应与显示器或平台无关，如Times Roman。 ③根据外观、效果、可移植性及打印的要求来选择颜色。通常，应尽量用较少的颜色，只有表示不同的功能时才使用不同的颜色。 ④仪器或公司的图标显示在主面板上。至少应显示该仪器的完整名称，包括型号、名称等。 ⑤不同面板上的控制器和指示器应该是一致的、易读的，应能足够容纳所表示的最大数字或选项。 ⑥软面板支持鼠标和键盘操作，应提供在线帮助功能。 虚拟电压表面板设计举例1 虚拟电压表面板设计举例2 虚拟电压表面板设计举例3 虚拟仪器设计举例（学生自己设计、编程、调试） 设计题目：虚拟多用表设计 要求： (1)输入信号：0～5V,频率1Hz～10KHz的正弦波、方波、三角波 （2）测量信号的峰峰值、有效值、平均值 （3）测量信号的频率、周期 （4）显示信号的波形 （5）采用PCI－1200数据采集卡 （6）软件采用LabVIEW 设计步骤 确定设计方案 测量原理：采用高速A/D转换器，采集信号的多个周期的波形数据并显示，使用LabVIEW提供的波形测量函数，计算出信号的峰峰值、有效值、平均值、频率和周期。 1、硬件 2、软件设计 （1）面板设计 确定使用的控制器、指示器控件的类型，数量 设置控件的属性 设计面板和控件的外观（位置、尺寸、颜色、排布） （2）框图程序设计 （3）纯软件调试 提示：针对输入信号频率的高低，怎样选择适当的采样率和采样点数。 3、软硬件联调 4、测试结果 5、写报告 * * 第13章 虚拟仪器设计 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 系统软件需求分析 测试需求分析 总体方案设计 硬件需求分析 硬件设计 订购通用仪器 研制专用硬件 硬件系统集成 适配器研制 软件系统设计 （开发要求） 软件算法设计 面板设计、编程调试 软件系统集成 软件平台研制 仪器驱动程序开发 硬件和软件系统集成 维护和修改、完善 E