LABVIEW虚拟仪器设计与应用
第1章 LabVIEW概述
Web发布工具
高级 选项
用于创建HTML文件和嵌入式VI前面板图像
包括批量编辑、错误代码编辑、编辑选板、导入导出字 符串等功能 多种选项设置
7．“窗口”菜单
表1-7
选 项
工具菜单功能列表
功 能
显示程序框图/显示前面板 左右两栏显示 上下两栏显示 最大化窗口 全部窗口
显示出对应程序的程序框图/前面板 在屏幕上分左右两栏显示前面板和程序框图 在屏幕上分上下两栏显示前面板和程序框图 使对应窗口最大化 点击后显示当前打开的全部文件的类型、文件名、路径等
VI修订历史
运行时菜单 查找和替换 显示搜索结果
编辑当前VI的修定历史
编辑运行时菜单。定制用户需要的选单项 查找或替换选中的对象 显示搜索的结果
3．“查看”菜单
表1-3
选 项 打开控件选板 打开函数选板 打开工具选板 查看错误列表 查看VI层次结构 查看LabVIEW类层次结构 查看选中子VI的调用关系 打开类浏览器 打开ActiveX属性列表窗口 打开LabVIEW 8.5的启动窗口 打开导航窗口 显示工具栏选项 控件选板 函数选板 工具选板 错误列表 VI层次结构 LabVIEW类层次结构 浏览关系 类浏览器 ActiveX属性浏览器 启动窗口 导航窗口 工具栏
1.1 LabVIEW的起源与发展
LabVIEW的全称为Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench（实 验室虚拟仪器集成环境），是由美国国家 仪器公司（National Instruments，NI） 创立的一种功能强大而又灵活的仪器和分 析软件应用开发工具。
1.5.4 LabVIEW帮助系统
图1-16
LabVIEW与虚拟仪器技术的结合应用
LabVIEW与虚拟仪器技术的结合应用概述虚拟仪器技术，作为一种新颖的测试技术，已经在各个领域得到广泛应用。
LabVIEW作为一种功能强大的虚拟仪器编程环境，为开发者提供了丰富的工具和功能，使其可以轻松地开发出各种虚拟仪器应用。
本文将探讨LabVIEW与虚拟仪器技术的结合应用，以及该应用在各个领域的优势和前景。
LabVIEW简介LabVIEW全称Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench，是由美国国家仪器公司（NI）开发的一种虚拟仪器编程语言和开发环境。
其独特之处在于采用了图形化的编程方式，称为G和数据流编程语言。
LabVIEW提供了一组图形化的函数和控件，可以通过拖拽和连接这些函数和控件来构建虚拟仪器应用程序。
通过LabVIEW，开发人员可以方便地进行数据采集、信号处理、仪器控制和数据分析等操作。
LabVIEW与虚拟仪器技术的结合虚拟仪器技术的基本原理是通过软件模拟硬件仪器的功能，从而实现仪器测试和控制。
而LabVIEW作为一种虚拟仪器编程环境，则提供了强大的工具和功能，使其能够与各种硬件设备和传感器进行无缝集成。
通过LabVIEW，开发者可以快速构建出虚拟仪器应用，实现复杂的信号采集、分析和控制等功能。
在实际应用方面，LabVIEW与虚拟仪器技术的结合非常广泛。
以科学实验为例，传统的实验通常需要通过一系列的硬件设备进行数据采集和控制，而且往往需要人工干预。
而通过LabVIEW，开发人员可以设计出一个虚拟仪器应用，将所有的数据采集和控制都交给LabVIEW来完成。
同时，LabVIEW还提供了丰富的数据处理和分析功能，可以自动化地完成一系列实验操作，大大提高了实验的效率和精度。
在工业自动化和控制方面，LabVIEW也发挥着重要的作用。
传统的工业自动化系统通常需要安装各种硬件设备和传感器，并使用专门的控制器进行控制。
而LabVIEW可以将这些硬件设备和传感器的功能模拟出来，并通过虚拟仪器应用来完成控制操作。
如何利用LabVIEW进行虚拟仪器设计和仿真
如何利用LabVIEW进行虚拟仪器设计和仿真利用LabVIEW进行虚拟仪器设计和仿真LabVIEW（Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench）是一种集数据采集、信号处理、仪器控制和虚拟仪器设计于一身的集成开发环境，广泛应用于各个领域的工程实验和测试中。
本文将介绍如何利用LabVIEW进行虚拟仪器设计和仿真，并提供一些实际案例来说明其应用价值。
一、LabVIEW介绍LabVIEW是由美国国家仪器公司（National Instruments, NI）于1986年推出的一种图形化编程语言。
与传统的文本编程语言相比，LabVIEW通过将函数块拖拽到界面上并进行连接来组成程序，使得程序的开发更加直观、易于理解。
LabVIEW提供了丰富的工具箱和函数库，可用于数据采集、信号处理、仪器控制和用户界面设计等方面。
二、虚拟仪器设计虚拟仪器是指利用计算机软件和硬件模拟真实仪器的功能。
利用LabVIEW可以轻松地设计各种虚拟仪器，如示波器、信号发生器、频谱分析仪等，用于实现数据采集和信号处理等功能。
LabVIEW提供了众多的仪器模拟器和控件，用户只需简单地拖拽和配置这些组件，即可实现一个功能完备的虚拟仪器。
三、虚拟仪器仿真利用LabVIEW进行虚拟仪器仿真可以帮助用户在设计阶段快速验证算法和性能，并且可以方便地进行多种参数的调整和测试。
LabVIEW提供了灵活且强大的仿真工具，用户可以根据需要配置仿真场景、定义仿真信号和操作流程，并通过动态调整参数和监测仿真结果来完成虚拟仪器的性能评估。
四、LabVIEW在工程实践中的应用1. 数据采集和处理利用LabVIEW可以方便地搭建数据采集系统，并通过各种传感器和硬件设备获取实时数据。
同时，LabVIEW提供了丰富的信号处理函数和算法，可以对采集的数据进行滤波、降噪、频谱分析等处理，从而提取出有效信息。
2. 仪器控制和自动化LabVIEW支持与各类仪器设备的通讯和控制，可以通过GPIB、USB、Ethernet等接口与仪器进行连接，并通过LabVIEW编写程序来实现仪器的自动化控制。
习题_LabVIEW虚拟仪器程序设计及应用（第2版）_[共2页]
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77 过按名称解除捆绑函数将原来簇中的字符串数据解除出来，并作为输入数据连接至字符串函数，并将输入的字符串abcd 接在输入字符串的后面作为结果字符串输出，如图4-112所示。
【例4-4-2】 不同类型函数的综合应用示例二。
示例程序框图及运行结果如图4-113所示。
程序中的输入数据为一个簇数据，簇中的数据包括了数值数组、字符串数组、布尔控件。
在使用解除捆绑函数后，将簇中数值数组中的元素分别乘以图4-113所示的倍数输出至输出数组中，并使用数组最大值与最小值函数找出输出数组中元素的最大值与最小值，并输入至数值显示控件中。
使用索引数组函数，并设置索引端输入值为1。
因为字符串数组为一维数组，因此在索引数组的输入端不区别索引行与索引列。
当输入值为1时，索引出的字符串为一维字符串数组中的第1个元素，并使用字符串长度函数输出该字符串的长度；同时使用替换子字符串函数，设置偏移量为2，子字符串为test ，实现对索引出的字符串从第3位开始，替换为子字符串，并输出至字符串中，如图
4-113所示。
图4-113 不同类型函数的综合应用（2）
4-1 数值型数据可以分为哪些类型？它们的取值范围分别是多少？。
利用LabVIEW进行仪器控制与测量
利用LabVIEW进行仪器控制与测量LabVIEW是一款强大的图形化编程软件，广泛应用于仪器控制与测量领域。
它提供了丰富的工具和函数库，帮助工程师们实现高效可靠的仪器控制和测量任务。
本文将介绍如何利用LabVIEW进行仪器控制与测量，并分享一些实用的技巧和经验。
一、LabVIEW简介LabVIEW是由美国国家仪器公司（National Instruments，简称NI）开发的一款虚拟仪器编程环境。
它基于图形化编程思想，通过将各种仪器的控制命令和测量数据进行图像化的表示和连接，实现仪器的自动化控制和数据处理。
二、仪器连接与配置在使用LabVIEW进行仪器控制之前，首先需要确保仪器与计算机正确连接，并进行相应的配置。
LabVIEW支持各种通信接口，如GPIB、USB、以太网等，根据所使用的仪器接口，选择相应的硬件适配器并进行驱动程序的安装。
在LabVIEW开发环境中，选择适当的仪器控制器件和相应的驱动程序，并进行配置。
LabVIEW提供了一系列的仪器驱动程序，可以根据具体的仪器型号进行选择和安装，以确保与仪器的正常通信。
三、仪器控制程序设计1. 创建仪器控制 VI在LabVIEW中，一个程序被称为虚拟仪器（VI，Virtual Instrument）。
要创建一个仪器控制程序，首先打开LabVIEW开发环境，点击“新建”按钮，选择“空VI”创建一个新的虚拟仪器。
2. 编写程序代码在LabVIEW的开发环境中，程序代码被称为控件和功能块，通过将这些控件和功能块进行图形化的连接，实现仪器的控制和测量。
可以根据需要在界面上拖拽控件，如按钮、滑块、图表等，并通过功能块的参数设置来实现具体的仪器控制和测量任务。
3. 数据采集与处理LabVIEW提供了丰富的数据采集和处理函数库，可以方便地进行数据采集、数据存储、数据处理和数据分析等操作。
可以根据需求选择合适的函数，并将其与仪器控制程序进行连接，实现数据的自动采集和处理。
精通LabVIEW虚拟仪器程序设计
精通LabVIEW虚拟仪器程序设计LabVIEW是一种图形化编程语言，它广泛应用于虚拟仪器的设计和开发。
精通LabVIEW虚拟仪器程序设计，需要对LabVIEW的基本概念、编程环境、编程技巧以及高级功能有深入的理解和实践。
LabVIEW基础首先，了解LabVIEW的基本概念是至关重要的。
LabVIEW使用图形化编程，与传统的文本编程语言不同，它通过图形化的“块图”来表示程序的逻辑。
LabVIEW的编程元素包括函数、控件、指示器、数组、簇等。
编程环境LabVIEW的编程环境主要由前面板（Front Panel）和块图（Block Diagram）组成。
前面板用于设计用户界面，块图用于编写程序逻辑。
熟悉这些界面元素和环境设置是精通LabVIEW的第一步。
编程技巧1. 结构化编程：使用循环结构、条件结构和事件结构来组织代码，使程序更加模块化和易于维护。
2. 数据流编程：LabVIEW支持数据流编程，这意味着数据的流动决定了程序的执行顺序。
3. 数组和簇：掌握数组和簇的使用，可以有效地处理大量数据和复杂的数据结构。
4. 错误处理：学会使用错误处理结构来增强程序的健壮性。
高级功能1. 多线程：LabVIEW支持多线程编程，可以利用多核处理器的计算能力。
2. 动态调用：使用动态调用可以创建更灵活的程序，适应不同的运行时需求。
3. 信号处理：LabVIEW提供了丰富的信号处理工具，包括滤波器设计、频谱分析等。
4. 仪器控制：LabVIEW可以与多种仪器进行通信，实现自动化测试和数据采集。
实践应用精通LabVIEW不仅仅是理论知识的学习，更重要的是将这些知识应用到实践中。
以下是一些实践应用的建议：1. 项目实践：通过参与实际的LabVIEW项目，可以加深对LabVIEW编程的理解。
2. 案例学习：研究现有的LabVIEW程序，了解其设计思路和实现方法。
3. 社区交流：加入LabVIEW开发者社区，与其他开发者交流经验，获取新的思路和解决方案。
使用LabVIEW进行模拟仿真和建模
使用LabVIEW进行模拟仿真和建模LabVIEW是一种强大的虚拟仪器平台，可用于模拟仿真和建模。
它提供了一种直观且灵活的方式，使工程师和科学家能够设计和测试各种系统，从而加速产品开发和研究过程。
本文将介绍如何使用LabVIEW进行模拟仿真和建模。
一、LabVIEW简介LabVIEW（Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench）是一种基于图形化编程语言G（G语言）的开发环境。
通过将函数块拖放到工作区并连接它们，用户可以创建功能强大的虚拟仪器和应用程序。
LabVIEW提供了丰富的工具和功能，适用于各种领域，如控制系统、信号处理、数据分析等。
二、LabVIEW的模拟仿真功能LabVIEW具有强大的模拟仿真功能，可以模拟各种物理现象和系统行为。
通过构建数学模型，并将其转化为LabVIEW代码，用户可以模拟和分析从简单电路到复杂系统的各种问题。
1. 建立模型在LabVIEW中，可以使用信号生成器、函数生成器、样条插值等工具建立数学模型。
通过选择适当的工具和建模方法，可以准确地描述系统的特性和行为。
2. 设置参数LabVIEW允许用户在模拟仿真过程中灵活地设置参数。
用户可以使用调节器、控件等工具来改变模型的输入，观察系统的响应，并进行进一步的分析。
3. 进行仿真完成模型的建立和参数设置后，用户可以通过LabVIEW的仿真模块进行仿真。
仿真模块提供了多种仿真方法，如时间域仿真、频域仿真和多体动力学仿真等。
用户可以根据需要选择适当的仿真方法，并进行仿真分析。
4. 分析结果LabVIEW提供了丰富的数据分析工具，可以对仿真结果进行详细的分析。
用户可以绘制波形图、频谱图、功率谱图等，以可视化的方式展示仿真结果。
同时，LabVIEW还支持数据导出功能，可将结果导出为Excel、文本等格式，便于进一步的处理和分析。
三、LabVIEW的建模功能除了模拟仿真，LabVIEW还具有强大的建模功能。
基于LabVIEW的虚拟仪器设计与应用
基于LabVIEW的虚拟仪器设计与应用LabVIEW是一款由美国国家仪器公司（National Instruments）开发的图形化编程语言和集成开发环境，广泛应用于虚拟仪器设计与控制系统开发。
本文将介绍基于LabVIEW的虚拟仪器设计与应用，包括LabVIEW的特点、虚拟仪器设计原理、应用案例等内容。
1. LabVIEW简介LabVIEW全称Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench，是一种用于快速开发、测试和部署基于虚拟仪器的工程应用程序的软件系统。
LabVIEW以图形化编程为特色，用户可以通过拖拽、连接图形化元件来构建程序，而无需编写传统的文本代码。
这种直观的编程方式使得LabVIEW成为工程师和科学家们喜爱的工具之一。
2. LabVIEW的特点图形化编程：LabVIEW采用数据流图（Dataflow Diagram）作为编程范式，用户通过将各种函数模块进行连接来实现程序逻辑，直观清晰。
丰富的函数库：LabVIEW提供了丰富的函数库，涵盖了数据采集、信号处理、控制算法等各个领域，用户可以方便地调用这些函数来完成各种任务。
跨平台支持：LabVIEW支持多种操作系统，包括Windows、macOS和Linux，用户可以在不同平台上进行开发和部署。
3. 虚拟仪器设计原理虚拟仪器是指利用计算机软件和硬件模拟实际仪器的工作原理和功能，实现数据采集、处理和控制等功能。
基于LabVIEW的虚拟仪器设计主要包括以下几个步骤：界面设计：通过LabVIEW提供的界面设计工具，设计出符合用户需求的操作界面，包括按钮、滑动条、图表等元素。
数据采集：利用LabVIEW提供的数据采集模块，连接传感器或其他设备，实时采集数据并显示在界面上。
数据处理：通过LabVIEW内置的信号处理函数或自定义算法对采集到的数据进行处理，如滤波、傅里叶变换等。
控制算法：根据需求设计控制算法，并通过LabVIEW实现对实际设备的控制，如PID控制、状态机等。
第8节--数字信号处理-LabVIEW虚拟仪器设计及应用-郝丽-清华大学出版社
第8节 算法及信号处理
2018 11
算法及信号处理
算法
算法的效率 LabVIEW中的算法函数
信号处理
仿真信号的生成 波形测量
数字滤波
算法
程序=数据结构+算法
数据结构：数据的类型和数据的组织形式 算法：解决问题的方法、步骤和过程
算法的效率
使用的时间 占用的空间
算法
LabVIEW中的算法函数
数学 信号处理 Express
信号处理
仿真信号的生成
信号处理
例1：制作一个波形发生器，可以按需求选择发生波形的
形状，比如方波、三角波和正弦波，等等；可以设置所产 生波形的参数，包括频率、幅值和初相位等；还可以在产 生的典型信号波形上叠加噪声信号；要求将所产生的波形， 在前面板上用波形图控件显示出来。
信号处理
例1：制作一个波形发生器，可以按需求选择发生波形的形状。
Байду номын сангаас形测量
信号处理
信号处理
例2：测量一段正弦信号的频率
1）过零比较法
信号处理
例2：测量一段正弦信号的频率
2）快速傅里叶变换（FFT）
信号处理
例2：测量一段正弦信号的频率
3）利用“提取单频信息”函数
练习：模出一个频率可调、带 白噪声的方波信号；模 入此信号，并提取其中 的基波信号。
labview虚拟仪器课程设计
labview虚拟仪器课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解LabVIEW虚拟仪器的概念，掌握其基本组成和原理。
2. 学生能掌握LabVIEW编程的基本语法和操作，如数据类型、结构控制、循环等。
3. 学生能运用LabVIEW完成简单的数据采集、处理和显示功能。
技能目标：1. 学生能独立安装和配置LabVIEW环境，进行基本操作。
2. 学生能运用LabVIEW设计简单的虚拟仪器，实现特定功能。
3. 学生能通过LabVIEW编程解决实际问题，提高实践操作能力。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对虚拟仪器的兴趣，激发学习热情，增强自主学习能力。
2. 学生通过团队协作，培养沟通、合作能力和解决问题的能力。
3. 学生认识到虚拟仪器在现代科技领域的重要作用，增强对科技创新的热情。
课程性质：本课程为实践性较强的课程，旨在让学生通过动手实践，掌握虚拟仪器的原理和应用。
学生特点：学生具备一定的计算机操作基础，对编程有一定了解，但对虚拟仪器了解较少。
教学要求：教师需注重理论与实践相结合，引导学生主动参与，关注学生个体差异，提供个性化指导。
通过课程学习，使学生能够达到上述课程目标，并具备实际应用能力。
二、教学内容1. 虚拟仪器概述- 了解虚拟仪器的定义、特点及应用领域。
- 熟悉LabVIEW软件的界面和基本操作。
2. LabVIEW编程基础- 学习数据类型、控件、函数和簇的使用。
- 掌握结构控制（如顺序结构、循环结构）和条件控制（如条件结构、事件结构）。
3. 数据采集与处理- 学习数据采集卡的使用和配置。
- 掌握数据采集、信号处理和数据显示的基本方法。
4. 虚拟仪器设计实例- 分析并设计简单的虚拟仪器，如温度计、示波器等。
- 学习使用图表、波形图等控件进行数据展示。
5. 综合应用与拓展- 结合实际需求，设计具有一定功能的虚拟仪器系统。
- 了解LabVIEW在物联网、自动化测试等领域的应用。
教学内容依据课程目标进行科学性和系统性的组织，涵盖虚拟仪器的基本概念、编程基础、数据采集与处理以及实际应用。
连接器端口的设置_LabVIEW虚拟仪器程序设计及应用（第2版）_[共2页]
![连接器端口的设置_LabVIEW虚拟仪器程序设计及应用（第2版）_[共2页]](https://img.taocdn.com/s3/m/ba3a0143dd88d0d232d46aad.png)
80 关于编辑工具的用途，用户可以通过单击编辑窗口右下角的“帮助”打开LabVIEW帮助文件来详细了解，在此就不再赘述。
如图5-3所示的是一个经过编辑后的图标，该图标是将原来的图标内容删除，然后在图像编辑区输入字母abcd。
图
5-1 默认图标
图5-2 图标编辑窗口图5-3 编辑后的图标
5.2.2 连接器端口的设置
连接器作为一个编程接口，为子VI定义输入、输出端口数和这些端口的接线端类型。
这些输入输出端口相当于编程语言中的形式参数和结果返回语句。
当调用VI节点时，子VI 输入端子接收从外部控件或其他对象传输到各端子的数据，经子VI内部处理后又从子VI输出端子输出结果，传送给子VI外部显示控件，或作为输入数据传送给后面的程序，如图5-4所示为连接器。
一般情况下，VI只有设置了连接器端口才能作为子VI使用，如果不对其进行设置，则调用的只是一个独立的VI程序，不能改变其输入参数也不能显示或传输其运行结果。
如果需要对子VI节点进行输入输出，那么就需要在连接器面板中有相应的连线端子。
用户可以通过选择VI的端子数，并为每个端子指定对应的前面板控件或指示器来定义连接器。
连接器的设置分以下两个步骤。
（1）创建连接器端口，包括定义端口的数目和排列形式。
（2）定义连接器端口和控件及指示器的关联关系，包括建立连接和定义接线端类型。
LabVIEW虚拟仪器程序设计及应用教学设计
LabVIEW虚拟仪器程序设计及应用教学设计前言LabVIEW（Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench），俗称“拉伯维”，是一款基于图形化编程的虚拟仪器开发平台。
该软件可以将传感器、运动控制器等硬件系统与计算机进行连接，开发出各种虚拟仪器。
本篇文档从实际案例出发，介绍LabVIEW虚拟仪器程序的设计方法及其在教学中的应用。
设计案例我们以一个简单的LED灯控制为例，介绍如何使用LabVIEW进行虚拟仪器程序设计。
实验目的了解LabVIEW虚拟仪器程序设计方法，能够完成简单的LED灯控制功能。
实验原理LED灯是一种常见的电子元件，其控制原理是通过改变LED灯两端的电压差来控制其亮度状态。
为了控制LED灯的电压差，我们需要使用开关控制电路。
在虚拟仪器程序中，我们可以使用按钮控制开关状态，通过控制电流通断的方式来控制LED灯的亮灭状态。
实验步骤1.打开LabVIEW软件，新建一个虚拟仪器程序。
点击菜单栏中的“NewVI”按钮。
2.在弹出的窗口中选择“Blank VI”，单击“Finish”按钮。
3.在虚拟仪器的界面中，选择“Controls Palette”面板中的“Boolean”选项，拖拽“Boolean”控件到虚拟仪器界面中。
4.在“Boolean”控件的属性配置中，将“Caption”属性设置为“开关”，将“True Text”属性设置为“开”，将“False Text”属性设置为“关”。
5.在“Functions Palette”面板中选择“Structures”选项，选择“Case Structure”控件，并拖拽到虚拟仪器的界面中。
6.将“Boolean”控件的上下两端连接到“Case Structure”控件的输入端口中。
7.将“LED灯”控件从“Controls Palette”面板中拖拽到虚拟仪器的界面中。
8.将“LED灯”控件的属性配置中，将“Caption”属性设置为“LED灯”。
LabVIEW中的虚拟仪器设计和开发
LabVIEW中的虚拟仪器设计和开发LabVIEW（Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench）是一款由国家仪器公司（National Instruments）开发的图形化编程平台，用于虚拟仪器设计和开发。
本文将介绍LabVIEW中的虚拟仪器设计和开发的基本原理、应用场景以及开发流程。
一、LabVIEW虚拟仪器设计的基本原理在LabVIEW中，虚拟仪器是由各种测量和控制模块组成的图形化程序，它们模拟了真实世界中的各种仪器和设备。
LabVIEW通过将这些模块连接起来形成数据流图（Dataflow Diagram），实现了虚拟仪器的设计和开发。
虚拟仪器的设计和开发过程中，首先需要选择和配置合适的模块，例如传感器、数据采集卡、执行器等。
然后利用LabVIEW提供的各种模块库，通过简单的拖拽、连接和配置，实现虚拟仪器中各个模块之间的功能关联。
LabVIEW的编程语言是一种图形化语言，称为G语言（G-language）。
用户可以使用G语言来编写虚拟仪器的程序，利用各个模块的输入和输出来实现数据采集、信号处理、控制执行等功能。
G语言的编程方法与传统的文本编程语言有所不同，它更加直观、易于理解，即使是对于没有编程经验的用户也能够很快上手。
二、LabVIEW虚拟仪器设计的应用场景LabVIEW的虚拟仪器设计和开发广泛应用于各个领域的科学研究、工程实验和生产制造等环节。
以下是几个典型的应用场景：1. 科学实验室：LabVIEW可以用于设计和开发各种科学实验的虚拟仪器，例如物理实验、化学实验、生物实验等。
通过LabVIEW可以实现实时数据采集、信号处理、曲线绘制、数据分析等功能，帮助科学家和研究人员更好地进行实验和研究工作。
2. 工程测试：LabVIEW可以作为工程测试的核心工具，用于开发各种测试仪器的虚拟化解决方案。
它支持多种通信协议和接口，可以与各种传感器、仪器和设备进行数据交互。
labview课程设计【范本模板】
河南工学院学生课程设计实验课程名称LabVIEW虚拟仪器程序设计及应用实验项目名称交通灯控制系统系、部计科系年级14 专业班级计应用142班学生姓名惠海朋学号141010226实验时间2016.01。
05目录1.设计任务和性能指标 ............................................................ 错误!未定义书签。
1.1设计任务 ............................................................................ 错误!未定义书签。
2.设计方案............................................................................... 错误!未定义书签。
2.1任务分析 ............................................................................ 错误!未定义书签。
2.2方案设计 ............................................................................ 错误!未定义书签。
3.系统整体设计 ....................................................................... 错误!未定义书签。
3.1前面板设计 ........................................................................ 错误!未定义书签。
3.2程序框图设计 .................................................................... 错误!未定义书签。
基于LabVIEW的虚拟仪器控制系统设计
基于LabVIEW的虚拟仪器控制系统设计LabVIEW是一款由美国国家仪器公司（National Instruments）开发的图形化编程语言和集成开发环境，广泛应用于虚拟仪器控制系统的设计与开发。
虚拟仪器是指通过软件模拟实际仪器的功能，实现数据采集、信号处理、控制等操作，具有灵活性高、成本低、易于扩展等优点。
本文将介绍基于LabVIEW的虚拟仪器控制系统设计的相关内容。
1. LabVIEW简介LabVIEW是一种基于图形化编程的开发环境，主要用于测试、测量和控制应用程序的开发。
用户可以通过拖拽和连接图形化元件来编写程序，而不需要深入了解底层的编程语言。
LabVIEW提供了丰富的函数库和工具包，可以方便地进行数据采集、信号处理、控制算法设计等操作。
2. 虚拟仪器控制系统设计流程2.1 系统需求分析在设计虚拟仪器控制系统之前，首先需要进行系统需求分析。
这包括确定系统的功能模块、硬件接口要求、性能指标等方面的需求。
通过与用户充分沟通，明确系统设计的目标和范围，为后续的设计工作奠定基础。
2.2 系统架构设计在系统架构设计阶段，需要考虑系统整体结构、模块划分、数据流向等问题。
合理的系统架构可以提高系统的可维护性和扩展性，降低系统开发和维护成本。
在LabVIEW中，可以利用虚拟仪器控制面板和图形化编程环境来实现系统架构设计。
2.3 软件模块设计根据系统需求，将整个虚拟仪器控制系统划分为若干个功能模块，并设计每个模块的具体实现方案。
在LabVIEW中，可以通过建立子VI （Virtual Instrument）来实现不同功能模块之间的交互和通信。
每个子VI对应一个特定的功能，通过调用和组合不同的子VI可以完成整个系统的功能。
2.4 界面设计与优化虚拟仪器控制系统的用户界面设计至关重要。
一个直观友好的界面可以提高用户体验，减少操作误差。
在LabVIEW中，可以通过自定义控件、布局调整、颜色搭配等方式来设计界面，并利用LabVIEW提供的图形化工具进行界面优化。
利用LabVIEW开发虚拟仪器实现自动化测试
利用LabVIEW开发虚拟仪器实现自动化测试自动化测试是现代科技发展的重要领域之一，它为各行业的生产和研发工作提供了高效、可靠的测试手段。
虚拟仪器是一种基于计算机软件和硬件的测试设备，通过编程语言和图形化界面来进行测试和数据处理。
LabVIEW作为一种面向虚拟仪器的编程环境，具有强大的功能和易于上手的特点，成为了自动化测试领域的主流工具之一。
本文将介绍如何利用LabVIEW开发虚拟仪器，实现自动化测试的目标。
一、LabVIEW概述LabVIEW（Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench）是由美国国家仪器公司（NI）开发的一款用于虚拟仪器控制、数据采集和数据处理的编程环境。
LabVIEW以图形化编程为特色，用户可以通过拖拽和连接图标、交互控件以及数据流来编写程序。
与其他传统编程语言相比，LabVIEW的可视化特点使得程序逻辑更加直观，开发效率更高。
二、虚拟仪器开发流程利用LabVIEW进行虚拟仪器开发，一般需要经历以下几个步骤：1. 设计测试方案在进行自动化测试前，需要对测试目标进行明确的定义与分析。
确定被测设备的功能需求，编写测试计划和测试用例。
完整、清晰的测试方案有助于后续的程序编写和结果分析。
2. 界面设计LabVIEW提供了丰富的控件和视图组件，可以根据实际需求设计测试界面。
界面设计要尽量符合人机工程学原则，使用户操作简单直观。
可以使用各种控件，如按钮、图表、输入输出框等，来实现测试参数的设定、显示和操作。
3. 编程实现LabVIEW支持多种编程方法，包括数据流编程、事件编程、状态机编程等。
根据测试方案和界面设计，使用LabVIEW的编程功能进行程序的实现。
通过拖拽连接图标和控件，搭建程序框图，并编写具体的代码逻辑。
4. 连接硬件设备虚拟仪器需要与物理设备进行数据交互，因此需要将LabVIEW程序与硬件设备进行连接。
LabVIEW提供了多种通信接口和协议，如GPIB、USB、串口等，可以根据需要选择合适的方式进行连接。
LabVIEW虚拟仪器程序设计及应用第3章 LabVIEW的数据类型
LabVIEW作为一种通用的编程语言， 与其他文本编程语言一样，它的数据操作 是最基本的操作。LabVIEW是用“数据流” 的运行方式来控制VI程序。
数据流是LabVIEW的生命，运行程序 就是将所有输入端口上的数据通过一系列 节点送到目的端口。LabVIEW主要的数据 类型包括标量类型（单元素），如数值型、 字符型和布尔型；还包括了结构类型（包 括一个以上的元素），如数组和群集。 LabVIEW数据控件模板将各种类似的 数据类型集中在一个子模板上以便于使用。
在此页面中可以设置数据类型和范围 等。用户应当注意的是，在设定最大值和 最小值时，不能超出该数字类型的数据范 围，否则，设定值无效。数据类型页面各 部分的功能如下。 （1）表示法 （2）定点配置
3．数据输入页面
用于为数值对象或输出设置数据范围。 使用默认界限：选中此选项时，可根 据所选的数据表示法设置默认的最小值、 最大值和增量值。取消勾选用户可指定数 据的取值范围。包括最大值和最小值的设 定。增量用于设置强制增量。
数值子选板中的基本数值函数选板
3.2.3 比较函数选板
比较函数选板包含在函数选板中的比 较子选板中，用户使用比较函数选板可以 进行数值比较、布尔值比较、字符串比较、 数组比较和簇比较，如图3-9所示。不同数 据类型的数据在进行比较时适用的规则不 同，下面就这些规则进行简单的介绍。
（5）多字符串显示 （6）开时文本 （7）关时文本 （8）文本颜色
2．操作页面
该页面用于为布尔对象指定按键时的 机械动作。 （1）按钮动作 （2）动作解释 （3）所选动作预览 （4）指示灯
3.2 数据运算选板 3.2.1 数值函数选板
数值函数选板包含在函数选板的数值 子选板中，该子选板中有类型转换节点、 复数节点、缩放节点和数学与科学常量节 点等，如图3-7所示。
第1章 虚拟仪器基础-LabVIEW虚拟仪器设计与应用(第2版)-胡乾苗-清华大学出版社
对
象
串口仪器/PLC
现场总线设备
其他总线类设备等
计
算
机
网
或
工
络
作
站
虚拟仪器软件
从组成结构上虚拟仪器可分为通用仪器硬件平台（简称 硬件平台）和应用软件两大部分。
1. 虚拟仪器的硬件平台 作用是获取测试对象的被测信号，由计算机和I/O接口设备组成。 (1) 计算机是虚拟仪器硬件平台的核心，一般为PC或者工作站。
都是一个计算机插件，每种仪器都没有硬件构成的仪器面板，而由计算 机显示屏替代。
VXI（VMEbus eXtensions for Instrumentation）总线是一种高速 计算机总线在仪器领域的扩展。VXI总线系统由一个VXI总线主机箱、若 干VXI总线器件、一个VXI总线资源管理器和主控制器组成。
根据构成虚拟仪器接口总线的不同，虚拟仪器系统可以分 为PC-DAQ系统、GPIB系统、 VXI/PXI/LXI系统、串口系统、 现场总线系统等。
1. PC-DAQ系统 P件平台组成的插卡式虚拟仪器系统。它采用PCI或ISA计 算机总线，故将数据采集卡插入计算机的PCI槽即可。
虚拟仪器中的“虚拟”一词主要包含以下两个方面的含义：
(1)虚拟仪器的面板是虚拟的 虚拟仪器面板上的“开关”、“旋钮”等图标，外形与传
统仪器的“开关”、“旋钮”等实物相像，实现的功能也相同， 只是虚拟仪器上的控件是通过计算机的鼠标和键盘来操作，实际 功能通过相应的软件程序来实现。 (2) 虚拟仪器的测量功能是通过软件编程来实现的
虚拟仪器的实质是利用计算机显示器的显示功能来模 拟传统仪器的控制面板，以多种表达形式输出控制信号或 检测结果；利用计算机强大的软件功能实现信号的运算、 分析、处理；利用I/O接口设备完成信号的采集与调理，从 而完成各种测试功能的计算机测试系统。
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sound quality：声音质量，枚举型，两个取值：mono（单声道） 和stereo（立体声） rate ：采样率，枚举型，4个取值：0，1，2，3；分别对应四种 采样率：11025，22050，44100和8000Hz。 bits per sample：采样点位数，枚举型，两种取值：8位和16位
2.8 4.0
采 样
3 4
0011 0100
量化和编码
Nyquist定理（采样定理）
采样频率要高于信号最高有效频率的两 倍，信号才可能完全复原
模拟信号数字化
数字化过程中有两个主要参数，一个是采样频率， 一个是量化精度。 采样频率：信号的频率越高，需要的采样频率也越 高。例如，话音最高频率为4000Hz，则需每秒采样 8000次；声音的最高频率为20KHz，所以在多媒体 计算机中使用的多是44.1KHz的采样频率。 量化精度：取决于用于表示一个采样样本值的二进 制位数，位数越多，精度也越高。例如，用16个二 进制位（bit）表示声音，可将声音强度分为216 =65536级，而若用8位则仅能区分出28 =256级， 二者之间量化精度差别就很大。用16位表示的声音 比用8位的声音质量高得多。 数字化的过程也是离散化的过程，采样将连续的时 间离散化，量化则将连续的幅度值离散化。
SI Config（续）
输入端口
buffer size：数据缓存区大小。是LabVIEW与声卡 之间传递数据的一个中转站。默认大小为8192字节。 error in ：错误簇。 task ID out ：声卡的标识号。其它声音函数通过 它对声卡进行操作。 error out ：错误簇。
输出端口
GPIB总线
I’m here
GPIB总线（IEEE 488通用 接口总线） 它是计算机和仪器间的标准通信协议，是最早的仪器 总线，目前多数仪器都配置有GPIB接口。 优点：
接口编程方便，减轻了软件设计负担，可使用高级语言编程。 便于将多台带有GPIB接口的仪器组合起来，形成较大的自动 测试系统。 便于扩展传统仪器
SI Start
功能：启动声卡，开始采集输入信号并将数据 保存到缓存区。 图标 输入端口
task ID in ：声卡的标识号。 error in ：错误簇 task ID out ：声卡的标识号 error out ：错误簇
输出端口
SI Read
功能：从声卡缓存区读取数据。 图标 输入端口 task ID in ：声卡的标识号。 error in ：错误簇 输出端口 task ID out：声卡的标识号 error out ：错误簇
录音保存.VI (D:\Program Files\National
Instrument\Labview 7.1\example\Sound\Sound.llb)
mono8位 mono16位 stereo8位
stereo16位
录音格式(簇)
局部变量
主要是解决数据和对象在同一VI程序中的复用 问题 创建局部变量
启动声卡 采集信号 停止声卡 关闭声卡
声卡参数设置
示例
声卡数据采集程序
数据处理程序
任务：实时波形显示，并将它添加到已有信号
的存在数组中。
因为是实时显示采集信号的波形，因此我们需要 用Waveform Chart来实现； 将新信号添加的已有信号的数组中，可通过移位 寄存器来实现。
数据保存程序
将声卡采集 获得的新数 据显示出来， 并将它添加 到原有信号 的存在数组 中。
停止声卡采 集任务，释 放占用的系 统资源。 并将采集的 数据按指定 格式进行保 存
数据采集程序
数据采集程序要实现的任务就是用软件控制声 卡采集输入的信号，并将其转换为数字信号 （即我们常说的数据）提供给后续程序处理。 它为后续程序提供了一个数据来源。 数据采集程序的流程
分析
硬件组成：计算机、声卡、话筒（MIC） 软件组成：数据采集程序、数据处理程序及数据存 储程序
录音系统设计流程
配置声卡 采集信号 信号 数据 数据处理 关闭声卡
设置声卡的 工作模式和 参数，为声 卡的正常工 作做准备。
启动声卡采 集输入的信 号，并将其 数字化，转 换成计算机 能处理的数 据
SI Config
功能：配置声卡参数，为声卡采集信号作准备。 输入端口
device：设备号，默认值为0，该参数一般不需要改动。 操作系统中用设备号表示硬件设备。 sound format：用于指定声卡的参数：单声道还是立体 声，采样率， 8位还是16位。它是一个簇，包括下面三 个元素：
task ID in ：声卡的标识号。 error in ：错误簇 error out ：错误簇
输出端口
基于LabVIEW的双声道语音录制系统
设计任务 设计一套语音信号录制系统，即将PC机上的声卡作为音频信号采集 硬件，使用者使用话筒录音，将声音信号由声卡输进计算机，然后 由该系统采集音频信号，在最后程序结束以后将该音频文件保存为 Wav文件存储到计算机 。 要求： 声音质量为双声道； 在开始采集前，操作者可根据实际需要，更改采样位数（8位和16 位）； 按下”开始”按钮时，才开始采集声音； 在采集过程中，按下”暂定”按钮，暂定声音的采集，再次按下 “暂定”按钮，继续采集声音。 按下“停止”按钮，停止采集声音，并弹出保存文件的对话框，保 存成*.wav文件
量化
编码
数字型号
采样：在连续信号中每隔一定时间取一个值。 量化：把其大小取整为n位二进制数所能表示的数
例如n=4，即有2n=16个级别可用于表示一个采样，所以 量化后只能以0，1，2……15这16个数之一来表示
编码：按一定的规律产生二进制位流输出信号。
模拟信号数字化
采样、量化和编码
7.3 14.9 9.2 7 15 9 0111 1111 1001
PXI总线
PXI总线是PCI总线的扩展。 PXI总线为适合测控仪器、设备或系统的要求， 增加了系统参考时钟、触发器总线、星型触发 器和局部总线等内容。扩展槽的个数也增加 PXI总线产品对PCI总线的产品完全兼容，因此， 基于PCI总线的虚拟仪器测试系统可以与基于 PXI总线的虚拟仪器测试系统互相代替。
硬件参数
声卡
声卡有单声道和立体声两种采样方式。 用单声道方式采样，左右声道信号相同，且 每个声道信号的幅值为原信号的1/2。 用立体声方式采样，左右声道互不干扰，可 以采两路不同信号，且采样信号幅值与原信 号相同。 一般声卡的输入电压范围为：-2.5V~+2.5V
声音输入函数
模板
任务：在最后程序结束以后，将该音频文件保存 为Wav文件存到计算机 。 给大家一个已建好的“录音保存.VI”
数据保存程序
任务：在最后程序结束以后，将该音频文件 保存为Wav文件存到计算机 。 给大家一个已建好的“录音保存.VI” 在课件9中 盘符“D:\”根据具体安装LABVIEW软件的 盘确定； 或者在公用信箱mengbit@; 密码：abc123 下载
虚拟仪器设计与应用
光电工程系
第十七讲 虚拟仪器的硬件
虚拟仪器测试系统组成 总线技术 数据采集基础 如何实现数据采集
虚拟仪器组成
虚拟仪器由计算机、应用软件和模块化硬件三 部分组成。 应用软件——LabVIEW和设备驱动程序。 模块化硬件——也就是输入输出接口设备 （I/O），主要完成待测输入信号的采集、放 大和模/数转化等。
书面形式的报告一份（打印稿）。 源程序、电子文档、录音文件（包含自我介绍姓名 学号等不少于30s）、录音时的一个截屏发到邮箱。 书面报告来良乡校区取： 2011年12月19日(周一晚)17:30-18:30前楼下大门出 口座位上。
报告和源程序上交截止日期：2011年12月19日(周一 晚)
利用LabVIEW实现数据采集的途径
利用LabVIEW实现数据采集有多种方式，其中 最简单的方式就是直接利用NI公司生产的数据 采集板卡和LabVIEW中的数据采集VI实现。
专用管理软件Measurement & Automation Explorer， 它可以完成NI公司数据采集卡的检测、性能测试、 属性配置和删除。 需要利用LabVIEW中的动态连接库实现数据采集。 它需要同时在VC软件和LabVIEW软件中编程，在两 者之间建立数据联系。 这种数据采集方式的实现有一定的困难，需要经验 和技巧。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
缺点：传输速率一般低于500kb/S，不适合对系统速度 要求较高的应用。
VXI总线
VXI总线是VME计算机总线在仪器领域中的扩 展。VXI20，有64位的扩展能力，数据传输速 率最高可达80MB/S；VXI系统可包含256个器 件。 优点：支持即插即用，人机界面友好，资源利 用率高，容易实现系统集成，且便于升级和扩 展，比较适合于尖端的测试领域。 不足：成本相对较高，。
局部变量
设定局部变量状态 写操作 读操作
写操作
读操作
局部变量
逻辑型控制量使用局部变量时，要求其 机械动作必须设为Switch状态。
Switch Latch
暂停按钮
实验报告封面要求