虚拟仪器_第三讲(X学时)
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• 如何实现？
20
LabVIEW牛刀小试
——随机信号的发生与显示
21
虚拟仪器 LabVIEW
• LabVIEW的应用程序构成
即，VI的构成包括： 1. 前面板（Front Panel） 2. 框图程序（Block Diagram） 3. 图标/连结器（Icon/Connector）
22
LabVIEW操作/编程界面
虚拟仪器驱动程序
直接I/O（Direct I/O）
• 如果没有仪器的 VISA 或 IVI 驱动可得，那么你就 需要利用集成至软件开发环境中的交互式、直接 I/O功能。
虚拟仪器驱动程序
仪器I/O助手（Instrument I/O Assistant）
• 仪器I/O助手提供了一个用户界面来交互式地向一 个设备写入命令、读取设备以及指定如何将响应 解析成与应用相关的格式。
1
虚拟仪器
Virtual Instrument
电气与信息工程学院 高云鹏
2
第三章 虚拟仪器软件系统
电气与信息工程学院 高云鹏
第三章 主要内容
虚拟仪器的软件系统构成 虚拟仪器的接口驱动程序 虚拟仪器的软件开发平台 “牛刀”小试
3
虚拟仪器的软件系统构成
4
虚拟仪器软件系统
应用软件
• LabVIEW • •LabVIEW LabWindows/CVI •LabWindows/CVI • Component Works •Component Works •Visual Visual Basic • Basic •C/C++... C/C++... • • NI-DAQ
其中，LabVIEW是目前最流行、应用最广、发展最 快、功能最强的图形化软件。
14
LabVIEW初识
初识
15
LabVIEW简介
• 什么是LabVIEW ?
LabVIEW （ Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench, 实验室虚拟仪器工程 平台）是美国（National Instruments, 简称NI, 国家仪器 ） 公 司 推 出 的 一 种 基 于 G 语 言 (Graphics Language, 图形化编程语言) 的虚拟 仪器软件开发工具。
16
G语言
• 什么是G语言 ? “G”语言是一种图形化的程序语言。
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。 它可以增强用户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。
17
LabVIEW（G语言）
文本式语言
LabVIEW编程语言
18
数据流的编程概念
虚拟仪器驱动程序 VISA
• 通过 VISA 用户能与大多数仪器总线连接，包括 GPIB 、 USB 、串口、 PXI 、 VXI 和以太网。而无论底层是何种硬 件接口，用户只需要面对统一的编程接口——VISA
虚拟仪器驱动程序
IVI——可互换的虚拟仪器驱动程序
• 虽然VISA实现了程序与硬件接口的不相关性，但 是并没有实现仪器的可交换性。 • IVI驱动程序是更为复杂的仪器驱动程序，它的特 点在于为那些需要可互换性、状态缓存或仪器仿 真的更为复杂的测试应用提高了性能和灵活性。 • IVI驱动是NI测试系统中一个完整的组件。它基于 VISA并被集成在NI提供的应用程序开发环境中。
图标
前面板窗口
框图窗口
LabVIEW操作/编程举例 （随机信号发生及显示）
本章小结 1. 虚拟仪器的概念： 虚拟仪器=计算机+通用硬件+应用软件 其中，软件可以代替传统仪器的某些硬件功能。 软件是虚拟仪器的核心。 The software is the instrument. 2. LabVIEW的概念: 是一种基于G语言的虚拟仪器软件开发工具。 图形化的源代码，采用数据流编程。 3. VI的构成： ※前面板（Front Panel） ※框图程序（Block Diagram） ※图标/连结器（Icon/Connector） 25
虚拟仪器的软件开发平台
13
虚拟仪器软件开发平台
1. 通用的可视化软件编程环境：
Visual C++、Visual Basic、Delphi和C++ Builder等。
2. 专用于虚拟仪器开发的软件编程环境：
• •
图形化编程（G语言）环境：HP-VEE、NI LabVIEW 文本编程环境：NI LabWindows/CVI
接口软件
• PCI-MIO-16E-1
DAQ 卡
DAQ卡
虚拟仪器的接口驱动程序
6
虚拟仪器I/O 接口驱动程序
1000多种仪器的驱动程序 60多个厂商的产品 提供源程序 减少开发时间
Instrument Driver
操作接口
I/O 接口
编程接口
功能接口
VI的仪器驱动程序
7
虚拟仪器驱动程序
• 为了满足仪器控制和测试应用不同需求，存在两 种不同类型的仪器驱动程序: – 即插即用驱动程序(一套控制可编程仪器以及与 其通信的VI，每个VI都与一个可编程操作相对 应，例如配置、读取、写入或触发一台仪器， 一般不需要在进行编码) – 可互换的虚拟仪器（IVI）驱动程序
预习内容
•
Baidu Nhomakorabea
下节课内容：
虚拟仪器的设计方法，请提前预习！
26
27
谢谢！
• 在 G 语言中程序的执行是依靠数据沿规定路径传
递来控制的，这种数据传递称为数据流。
• 对一个节点而言，只有当它的所有输入端口上的
数据都成为有效数据时，它才能被执行。
• 当节点程序运行完毕后，它才把结果数据送给所
有的输出端口，使之成为有效数据，并且数据很 快从源送到目的端口。
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我要提问
随机信号的产生与显示
20
LabVIEW牛刀小试
——随机信号的发生与显示
21
虚拟仪器 LabVIEW
• LabVIEW的应用程序构成
即，VI的构成包括： 1. 前面板（Front Panel） 2. 框图程序（Block Diagram） 3. 图标/连结器（Icon/Connector）
22
LabVIEW操作/编程界面
虚拟仪器驱动程序
直接I/O（Direct I/O）
• 如果没有仪器的 VISA 或 IVI 驱动可得，那么你就 需要利用集成至软件开发环境中的交互式、直接 I/O功能。
虚拟仪器驱动程序
仪器I/O助手（Instrument I/O Assistant）
• 仪器I/O助手提供了一个用户界面来交互式地向一 个设备写入命令、读取设备以及指定如何将响应 解析成与应用相关的格式。
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虚拟仪器
Virtual Instrument
电气与信息工程学院 高云鹏
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第三章 虚拟仪器软件系统
电气与信息工程学院 高云鹏
第三章 主要内容
虚拟仪器的软件系统构成 虚拟仪器的接口驱动程序 虚拟仪器的软件开发平台 “牛刀”小试
3
虚拟仪器的软件系统构成
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虚拟仪器软件系统
应用软件
• LabVIEW • •LabVIEW LabWindows/CVI •LabWindows/CVI • Component Works •Component Works •Visual Visual Basic • Basic •C/C++... C/C++... • • NI-DAQ
其中，LabVIEW是目前最流行、应用最广、发展最 快、功能最强的图形化软件。
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LabVIEW初识
初识
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LabVIEW简介
• 什么是LabVIEW ?
LabVIEW （ Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench, 实验室虚拟仪器工程 平台）是美国（National Instruments, 简称NI, 国家仪器 ） 公 司 推 出 的 一 种 基 于 G 语 言 (Graphics Language, 图形化编程语言) 的虚拟 仪器软件开发工具。
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G语言
• 什么是G语言 ? “G”语言是一种图形化的程序语言。
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。 它可以增强用户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。
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LabVIEW（G语言）
文本式语言
LabVIEW编程语言
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数据流的编程概念
虚拟仪器驱动程序 VISA
• 通过 VISA 用户能与大多数仪器总线连接，包括 GPIB 、 USB 、串口、 PXI 、 VXI 和以太网。而无论底层是何种硬 件接口，用户只需要面对统一的编程接口——VISA
虚拟仪器驱动程序
IVI——可互换的虚拟仪器驱动程序
• 虽然VISA实现了程序与硬件接口的不相关性，但 是并没有实现仪器的可交换性。 • IVI驱动程序是更为复杂的仪器驱动程序，它的特 点在于为那些需要可互换性、状态缓存或仪器仿 真的更为复杂的测试应用提高了性能和灵活性。 • IVI驱动是NI测试系统中一个完整的组件。它基于 VISA并被集成在NI提供的应用程序开发环境中。
图标
前面板窗口
框图窗口
LabVIEW操作/编程举例 （随机信号发生及显示）
本章小结 1. 虚拟仪器的概念： 虚拟仪器=计算机+通用硬件+应用软件 其中，软件可以代替传统仪器的某些硬件功能。 软件是虚拟仪器的核心。 The software is the instrument. 2. LabVIEW的概念: 是一种基于G语言的虚拟仪器软件开发工具。 图形化的源代码，采用数据流编程。 3. VI的构成： ※前面板（Front Panel） ※框图程序（Block Diagram） ※图标/连结器（Icon/Connector） 25
虚拟仪器的软件开发平台
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虚拟仪器软件开发平台
1. 通用的可视化软件编程环境：
Visual C++、Visual Basic、Delphi和C++ Builder等。
2. 专用于虚拟仪器开发的软件编程环境：
• •
图形化编程（G语言）环境：HP-VEE、NI LabVIEW 文本编程环境：NI LabWindows/CVI
接口软件
• PCI-MIO-16E-1
DAQ 卡
DAQ卡
虚拟仪器的接口驱动程序
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虚拟仪器I/O 接口驱动程序
1000多种仪器的驱动程序 60多个厂商的产品 提供源程序 减少开发时间
Instrument Driver
操作接口
I/O 接口
编程接口
功能接口
VI的仪器驱动程序
7
虚拟仪器驱动程序
• 为了满足仪器控制和测试应用不同需求，存在两 种不同类型的仪器驱动程序: – 即插即用驱动程序(一套控制可编程仪器以及与 其通信的VI，每个VI都与一个可编程操作相对 应，例如配置、读取、写入或触发一台仪器， 一般不需要在进行编码) – 可互换的虚拟仪器（IVI）驱动程序
预习内容
•
Baidu Nhomakorabea
下节课内容：
虚拟仪器的设计方法，请提前预习！
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谢谢！
• 在 G 语言中程序的执行是依靠数据沿规定路径传
递来控制的，这种数据传递称为数据流。
• 对一个节点而言，只有当它的所有输入端口上的
数据都成为有效数据时，它才能被执行。
• 当节点程序运行完毕后，它才把结果数据送给所
有的输出端口，使之成为有效数据，并且数据很 快从源送到目的端口。
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我要提问
随机信号的产生与显示