虚拟仪器技术_1 (概述)

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控件及函数的一般操作（快捷菜单）



Visible Items：添加附加显示部分 Find Terminal：从前面板定位到控制器的框 图端子 Change To Indicator (Change To Control)： 改变指示器或控制器 Replace：代替当前控制器 Properties：属性对话框 View As Icon：按照显示图标（函数图标）
– 虚拟仪器的功能设计
– 实现虚拟面板功能的软件程序设计
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第二讲 LabVIEW概述
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主要内容



LabVIEW简介 LabVIEW程序的基本构成 LabVIEW的模板 LabVIEW文档和帮助 创建一个VI 子VI 数据流编程 简单数据类型及操作
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LabVIEW简介

5
全国虚拟仪器大赛

软件组
– 初赛，题目自拟，智慧校园（50%） – 复赛，现场命题，现场编程（50%）

综合组
– 基于PC的虚拟仪器平台 – 模块化的PXI等总线平台 – 嵌入式虚拟仪器平台
6
结构化环境探测机器人
7
智能农场
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第一讲 虚拟仪器概述
9
主要内容

虚拟仪器的概念 虚拟仪器的特点（*） 虚拟仪器的组成（**） 虚拟仪器的设计与实现步骤（**）
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程序框图
端子 节点
图框 连线
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LabVIEW的文档和帮助

上下文帮助（Help->Show Context Help）： 鼠标移到某些对象上， Context Help窗口 就会给出基本的帮助信息。

LabVIEW帮助
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创建一个VI

New→Blank VI 前面板添加2个Numeric Control，1个 Numeric Indicator 框图添加加法及除法函数，实现 Result=(A+B)/2 除法函数右键，Create constant，输入2
器。
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虚拟仪器的组成

硬件平台
– 计算机：PC机、工作站； – I/O接口设备：PC-DAQ、GPIB仪器、串口仪 器、VXI模块、PXI模块。

软件平台
– 专用工具：LabVIEW (NI) 、VEE (Agilent)。
16
虚拟仪器的设计与实现步骤
17
虚拟仪器的设计与实现步骤

确定硬件 软件编程 – I/O接口仪器驱动程序
g nin tio ndi Co
Flo w Co ntr ol P ane l
DISPLAY AND CONTROL
礟
D A/
TI /O
Tim ing
S BU SOR S E C Ma PRO 礟 th
MEMORY
ST OP
D/ A
ROM
T POR 488
/O DI
传统仪器 厂商定义功能
虚拟仪器 用户定义功能
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LabVIEW的模板

工具模板
自动工具选择：可根 据鼠标指针下对象的类型和位置 的不同而自动选择合适的工具

Windows->Show Tools Palette
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LabVIEW的模板

控件模板

Windows->Show Controls Palette或右键
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LabVIEW的模板

10
虚拟仪器的概念

仪器概念的转变
M RO
礟
th Ma 礟
Y LA SP D ROL DI AN NT CO
Tim ing A / D O Co DI/ nd itio I/O nin T g
A/D
PR OC ES SO RB US
RY MO ME
Tem per atu re
RT PO 488
Pre ssu re Ala rm Co ndit ion s

LabVIEW (Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench，实验室虚拟仪器
工程平台)是美国NI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Biblioteka Baidu。
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LabVIEW简介

LabVIEW的特点
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LabVIEW程序的基本构成

前面板工具条：Run、Run Continuously、 Abort Execution

框图工具条：Highlight Execution、Step single step
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LabVIEW的模板

工具模板(Tools): 提供各种用于创建、修改 和调试VI程序的工具。 控件模板(Controls):用来给前面板添加各种 输出显示对象和输入控制对象的。 函数模板(Functions):提供VI的框图，所需 的各种“功能函数”(包括各种数学运算函 数、信号分析函数、仪器驱动函数等等) 。
3
课程内容



虚拟仪器的概述 LabVIEW概述 VI编辑及调试技术 VI程序结构设计 数字、簇及波形设计 图形控件及图形显示设计 字符串及文件I/O设计 数据采集 信号分析与处理
4
如何学好本课程
课堂学习与课后练习 实验 课程设计 设计大赛 大创项目 毕业设计
虚拟仪器技术与设计
Technique and Design of Virtual Instruments
1
成绩评定

平时成绩（出勤、课堂表现） 20% 作业与随堂测验20% 实验20% 期末40%
2
教材与课时安排




LabVIEW7.1编程与虚拟仪器设计 ——清华大学出版社 软件——LabVIEW 虚拟仪器实验指导书 课时安排
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虚拟仪器的特点

在虚拟仪器系统中，硬件仅仅是为了解决 信号的输入输出，软件才是整个仪器系统 的关键，任何一个使用者都可以通过修改 软件的方法，很方便地改变、增减仪器系 统的功能与规模，所以有 “软件就是仪器” 的说法。
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虚拟仪器的特点

可充分发挥计算机的能力 ，有强大的 数据处理功能。

用户可以根据自己的需要定制各种仪
– 节点：类似于文本语言程序的语句、函数或者 子程序。 LabVIEW有二种节点类型----函数节 点和子VI节点。 – 端子：是只有一路输入/输出，且方向固定的节 点。LabVIEW有三类端子----前面板对象端子、 全局与局部变量端子和常量端子。
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程序框图
– 图框：是LabVIEW实现程序结构控制命令的 图形表示，如循环控制、条件分支控制和顺序 控制等，编程人员可以使用它们控制VI程序的 执行方式。 – 连线: 是端口间的数据通道，数据是单向流动 的，从源端口向一个或多个目的端口流动。
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作业：
虚拟仪器由几部分组成，分别是什
么？ 练习子VI的编写及调用。 熟悉工具模板，控件模板和函数模 板
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创建子VI



定义：可以被其它VI调用的VI。 编辑子VI图标：前面板或框图窗口的右上角 图标→右键→Edit Icon 定义子VI连接器：定义了子VI和主调程序之 间的参数形式和接口。 实现方法：前面板图标→Show Connector →Pattern，选择不同的模式；实现前面板控 件与连接器的端子关联关系（选中端子，再 选择控件）。

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简单数据类型
数值型：浮点数、整数和复数
单精度浮点数 32位 单精度浮点复数 64位 双精度浮点数 64位 双精度浮点复数 128位 扩展精度浮点数 128位 扩展精度浮点复数 256位 带符号字节整数 8位 带符号字整数 16位 带符号长整数 32位 无符号字节整数 无符号字整数 无符号长整数 8位 16位 32位
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虚拟仪器的概念

虚拟仪器就是在通用计算机上加上一 组软件和/或硬件，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，可以方便灵活 地完成对被测试量的采集、分析、判 断、显示及数据存储等。
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虚拟仪器的概念

虚拟仪器的“虚拟”含义：
– 虚拟仪器的面板是虚拟的器件（传统仪器 面板的开关、按钮、显示器）。 – 虚拟仪器的测控功能由软件编程实现
函数模板

Windows->Show Functions Palette或右键
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前面板——图形用户界面


内容：数值显示框、滑动杆、滚动条、旋 钮 – 控制器和指示器 对象的常用属性 ： – 标签：前面板和程序框图对象的标识 – 标题：用于进一步描述对象
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程序框图—定义VI功能的G代码

程序框图：是由节点、端点、图框和连线 四种元素构成的。
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调用子VI


创建子VI（Average）实例：图标(a+b)/2， 建立连接器 调用子VI：框图模板，Functions→All Functions →Select a VI（给出调用实例）
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数据流编程
任何一个函数、子VI或者其它程序节点 必须获得所有输入数据之后才能运行， 这些函数，子VI或者其它程序节点必须 完全运行完毕之后，才能在输出端子上 输出数据。 实例：Average.vi（加亮）
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操作：数值类型控件、指示器→Representation
简单数据类型—数值型
数值型 数值类型的LabVIEW对象有两种，一种是 前面板的数值控制器和指示器；另一种是框 图上的数值常量。 说明：不同的显示控制对于框图的编程没有 区别。

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数据操作


数值常量：Functions->All Functions>Numeric or Arith/Compare->Numeric (固定 常量及自定义常量） 操作函数： Functions-> Arith/Compare>Numeric （加、减、乘、除， Trigonometric，logarithmic）
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按钮与开关
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c:\Program Files\NI Instruments\LabVIEW 7.0\Examples\general\controls\booleans, 选中Mechanical Action of Booleeans.vi
• Switch When Pressed , Switch When Released, Switch Until Released • Latch When Pressed , Latch When Released, Latch Until Released
–图形化的编程方式 –LabVIEW设计的虚拟仪器可脱离LabVIEW开 发环境 –强大的Internet功能
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LabVIEW程序的基本构成

前面板：功能等效于传统测试仪器的面板。 框图：功能等效于传统测试仪器功能部件。 图标连接端口 例子：创建一个空白的VI 双击桌面图标->NEW->OK
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简单数据类型—布尔型




布尔型取值：True、False 例子：Controls->Buttons or LEDs 常数：Functions->All Functions->Boolean 操作：Functions->Arith/Compare->Boolean (and or not) or Comparison (equal Greater Less) 重要属性：机械动作（Mechanical Action)