第一讲Labwindows (8.5版)虚拟仪器及其开发语言工具简介.pdf

第一讲 虚拟仪器及其开发语言工具 学时分配：共32，2 学时考试，4 学时大作业，26 学时共13 讲 1.1 什么是虚拟仪器？ 一、引言 随着计算机技术、大规模集成电铬技木和通信技术的飞速发展，仪器技术领域发生了 巨大的变化，美国国家仪器公司（National Instruments, 简称NI ）于20 世纪80 年代中期首 先提出基于计算机技术的虚拟仪器的概念，把虚拟测试技术带入新的发展时期，随后研制和 推出了基于多种总线系统的虚拟仪器。经过十几年的发展，虚拟仪器技术将高速发展的计算 机技、电子技术、通信技术和测试技术结合起来，开创了个人计算机仪器时代，是测量仪器 工 业发展的一个里程碑。 传统仪器：由电子电路+调节按钮组成，一旦仪器做好，功能很难改变。 1.1 传统的示波器 1.2 万用表 1.3 频率计 虚拟仪器：虚拟仪器就是在通用计算机上加上一组软件和硬件，使用者在操作这台计 算机时，就象是在操作一台他自己设计的专用电子仪器。 其优势在于可由用户自己定义通用仪器系统，且功能灵活，容易构建，因此应用广泛。 用户可将各种计算机平台、硬件、软件和各种附备件结合起来，形成自己所需要的各种特定 设备。可以是一台数字多用表，也可以是一台示波器，还有可能是一台信号源，或者它同时 具有这些设备的所有功能甚至于更多的功能。 1 1.4 虚拟仪器电表 1.5 虚拟示波器 1.6 虚拟温度测量仪 “虚拟”主要包含以下两方面的含义。 • 虚拟的虚拟仪器的面板 1、虚拟仪器面板上的各种“控件”与传统仪器面板上的各种“器件”所完成的功能是相同的。 如由各种开关、按键、显示器等实现仪器电源的“通”、“断”，被测信号“输入通道”、 “放大倍数”等参数设置，测量结果的“数值显示”、“波形显示”等。 2 、传统仪器面板上的器件都是实物，而且是用手动和触摸进行操作的，而虚拟仪器面 板控件是外形与实物相像的图标，通、断、放大等对应着相应的软件程序。 3、这些控件已经设计好了，用户不必设计，只需选用代表该种软件程序的图形控件即 可，由计算机的鼠标来对其进行操作。 二、虚拟仪器的组成结构 1、按照结构来说 虚拟仪器由仪器硬件平台和应用软件两大部分构成。 硬件平台由计算机+各种数据采集卡和总线仪器组成。虚拟仪器组成结构如1.7 图所示。 2 1.7 虚拟仪器组成结构 应用软件是利用虚拟仪器的软件开发工具，如LabWindows/CVI, LabVIEW 等编程语言工 具在计算机上编写的应用软件。 2、按照功能来说 如下图所示，虚拟仪器具有数据采集、数据分析和结果显示的功能， 3 图1.8 虚拟仪器的内部功能划分 用户利用虚拟仪器的软件开发工具编写的应用软件具有数据采集、数据处理、数据分析、 数据存储和显示输出等功能，是虚拟仪器的关键。 三、虚拟仪器的特点 1.2 Labwindows/CVI 简介 虚拟仪器编程语言LabWindows/CVI 是NI 公司幵发的Measurement Studio 软件组中的 一员。它是32 位的面向计算机测控领域的虚拟仪器软件开发平台，可以在多操作系统下运 行。LabWindows/CVI 是以ANSI C 为核心的交互式虚拟仪器开发环境，它将功能强大的C 语 言与测控技术有机结合，具有灵活的交互式编程方法和丰富的库函数，为开发人员建立检测 系统、自动测试环境、数据釆集系统、过程监控系统等提供了理想的软件开发环境，是实现 虚拟仪器及网络化仪器的快速途径。 使用LabWindows/CVI 设计的应用程序可脱离LabWindows/CVI 开发环境独立运行，并可 以打包生成