LabVIEW的拼图游戏设计方案.docVIP

摘要 关键字 目录 1、绪论 1.1 G语言与虚拟仪器的概述 1.1.1 G语言的概述 虚拟仪器编程语言LabVIEW是一种图形化的程序语言，又称为“G”语言。LabVIEW是一个功能比较完善的软件开发环境，它是为替代常规的BASIC或C语言而设计的。作为编写应用程序的语言，除了编程方式不同之外，LabVIEW具有编程语言的所有特性。使用这种语言编程时，基本不用写代码，取而代之的是流程图。 G语言是一种适合于任何编程任务，具有扩展函数库的通用编程语言。G语言和传统高级编程语言的最大的差别在于编程方式上的不同，一般高级语言采用的方法为本编程，而G语言采用图形化编程方式。G语言编写的程序称之为虚拟仪器VI（Virtual Instrument），因为它的界面和功能与真实仪器基本相似，在LabVIEW环境平台下开发的应用程序都会被冠以.VI的后缀，以表示虚拟仪器的含义。G语言定义了数据类型、结构类型和模块调用语法规则等编程语言的基本要素等，在功能的完整性和应用的灵活性上毫不不逊于任何高级语言，G语言同时还具有丰富的扩展函数库。这些扩展函数库主要面向数据采集、GPIB以及串行仪器控制、数据分析、数据显示与数据存储等途径。G语言还包括常用的程序调试工具，例如包括断步调试、允许设置断点、数据探针和动态显示执行程序流程等功能[1]。 1.1.2 虚拟仪器的概述 虚拟仪器（Virtual Instrument）就是在以计算机为核心的硬件平台上，根据用户对仪器的设计定义，具有虚拟面板、用软件实现虚拟控制面板设计和测试功能的一种计算机仪器系统。使用者用鼠标点击虚拟面板，就可以操作这台计算机系统硬件平台。它是将现有的计算机技术、软件设计技术和高性能模块化硬件结合在一起而建立起来的功能强大而又灵活易变的仪器。 虚拟技术、计算机技术与网络技术是信息技术最重要的组成部分，它们被称为21世纪科学技术中的三大核心技术。电子测量仪器发展至今，大体经历了模拟仪器、分立元件式仪器、数字化仪器和智能仪器。目前，微电子技术和计算机技术的飞速发展，测试技术与计算机层次的结合使得虚拟仪器应运而生。虚拟仪器的出现导致了传统仪器的结构、概念和设计观点都发生了巨大变革，使得人类的测试技术进入了一个新的发展纪元。在过去的20年中，个人电脑应用的迅速普及促进了测试测量和自动化仪器系统的革新，其中最显著的就是虚拟仪器的出现与发展。虚拟仪器为工程师和科学家们提高生产效率、测量精度以及系统性能方面做出了卓越的贡献。 虚拟仪器的概念是由美国国家仪器公司提出来的，虚拟仪器本质是虚拟现实一个方面的应用结果。也就是说虚拟仪器是一种功能意义上的仪器，它充分利用计算机系统强大的数据处理能力，在基本硬件的支持下，利用软件完成数据的采集、控制、数据分析和处理以及测试结果的显示等，通过软、硬件的配合来实现传统仪器的各种功能，大大突破了传统仪器在数据处理、显示、传送、存储等方面的限制，使用户可以方便地对仪器进行维护、扩展和升级。（2-1） 虚拟仪器的主要特点有： 1、在通用硬件平台确定后，又软件取代传统仪器中的硬件来完成仪器的功能； 2、仪器的功能是用户根据需要又软件来定义的，而不是事先由厂家定义好的； 3、仪器性能的改进和功能扩展只需进行相关软件的设计更新，而不需要购买新的仪器； 4、研究周期较传统仪器大为改进； 5、虚拟仪器开放、灵活，可与计算机同步发展，可与网络以及其他周边设备互联。（3-2） 虚拟仪器实际上是一种按照仪器需求组织的数据采集系统，其研究中涉及的基础理论主要是数据采集和数字信号处理。（7-1）决定虚拟仪器具有上述传统仪器不可能具备的特点的根本原因在于：“虚拟仪器的关键是软件”。 1.1.3 虚拟仪器的构成以及分类 虚拟仪器的构成 虚拟仪器是由通用仪器硬件平台（简称硬件平台）和应用软件两大部分组成。 （1)硬件是虚拟仪器工作的基础，主要完成被测输入信息的采集、放大、传输、存储处理和输入/输出等工作，由计算机硬件平台和测控功能硬件（I/O接口设备）组成（4-2）。 1）计算机，它是硬件平台的核心。 2）I/O接口设备，它主要完成待测输入信号的采集、放大和模/数转换等。 根据I/O接口设备的不同，虚拟仪器主要分为PC-DAQ、GPIB仪器、串口仪器、VXI模块、PXI模块五个模块。其虚拟仪器构成图如图1-1所示。 PC-DAQ：它是以数据采集板、信号调理电路及计算机为硬件平台组成的插卡式虚拟仪器系统。这种系统采用PCI或ISA计算机本身的总线，只需要将数据采集卡＼板（DAQ）插入计算机机箱内的空槽中即可使用。 GPIB仪器：它是以GPIB标准总线仪器与计算机为硬件平台组成的仪器测试系统。 串口仪器：它是以Serial