虚拟仪器_labview_课件PPT1
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LabView第一部分基础PPT课件
函数选项板
程序框图（block diagram）
Wire Data
Graph Terminal
Numeric Constant
虚拟仪器原理及设计
Multiply Timing
For Loop SubVI
Function Function Structure
第二章 LabView——〉LabView基本概念
虚拟仪器原理及设计
第二章 LabView——〉LabVie 图形化代码（LabVIEW —— Graphical Code）
图形化编程语言的源代码是出现在程序框图上，已 基本上定义出它的三种表述形式：
1. 端子 （Terminals）
端子所提供的一些基本信息： • 控件和指示器的外观图像（也可以以图标的形式显示） • 控件的边框颜色较深，表示它是控件（输入） • 控件的边框颜色较浅，表示它是指示控件（输出） • 端子的下方显示出了该控件的数据类型（DBL、U8……） • 端子边框上的小箭头可以看出控件的指向（输入或输出）
connector
虚拟仪器原理及设计
第二章 LabView——〉LabView基本概念
LabView基本概念
• 关于VI的其它特性 ：
1. 最小的VI 2. 子VI 3. VI的层次结构 4. VI的跨平台
虚拟仪器原理及设计
第二章 LabView——〉LabView基本概念
LabView基本概念
虚拟仪器原理及设计
第二章 LabView——〉内容介绍
虚拟仪器开发环境概述
• 主要是面向测试工程师，而不是专业程序员的虚拟仪器软件开发 环境 应具有如下特性： （1）简单，易于理解和修改（便于维护）； （2）具有强大的人机交互界面设计能力，易于实现各种复杂 的仪器面板； （3）具有数据可视化分析能力，提供丰富的仪器和总线接口 硬件驱动程序。
LabVIEW教程PPT课件
2021/3/9
ln(x)
说明 绝对值 反余弦，x弧度 反双曲余弦，x弧度 反正弦 反双曲正弦 反正切函数 反双曲正切 返回大于1的最小整数 余弦积分，x为非负实数 余弦函数 双曲余弦 余切函数 余割函数 指数函数
exp(x)-1 返回小于x的最大整数 返回距x最近的整数 返回0-x间最近的整数
自然对数函数
这对于实现有多个变量的公式来说很有用。否 则需要使用复杂的框图模型。
通过在框中直接键人公式代码来代替创建框图 部分。
2021/3/9
17
公式节点的输入、输出变量
❖ 从公式节点边框上弹出快捷菜单，从中选择Add Input 或 Add Output。
❖ Change to Output可将输入改变为输出，Change to Input可将输出改变为输入。
2021/3/9
23
局部变量的创建和使用方法
❖ 局部变量的创建既可以通过图示右键弹出菜 单获得，也可以在功能模板上选择 Function/Structures/Local Variable将其拖到 框图上，得到一个代“？”的图标，再将其 与框图中已有的变量建立关联。
2021/3/9
24
4.8 局部变量和全局变量
1. 掌握循环结构的自动索引功能和函数 的多态性操作方法。
2021/3/9
32
5.1 LabVIEW的数据类型
整形数 浮点数 逻辑量 字符串 文件路径
2021/3/9
兰色 橙色 绿色 粉色 青色
33
5.2 数值类型
❖ 最基本的数据类型是数值类型，这是一种标量值， 通常包括一个整型值或实型数值(浮点)。
2021/3/9
9
建立循环结Leabharlann 演示2021/3/910
ln(x)
说明 绝对值 反余弦，x弧度 反双曲余弦，x弧度 反正弦 反双曲正弦 反正切函数 反双曲正切 返回大于1的最小整数 余弦积分，x为非负实数 余弦函数 双曲余弦 余切函数 余割函数 指数函数
exp(x)-1 返回小于x的最大整数 返回距x最近的整数 返回0-x间最近的整数
自然对数函数
这对于实现有多个变量的公式来说很有用。否 则需要使用复杂的框图模型。
通过在框中直接键人公式代码来代替创建框图 部分。
2021/3/9
17
公式节点的输入、输出变量
❖ 从公式节点边框上弹出快捷菜单，从中选择Add Input 或 Add Output。
❖ Change to Output可将输入改变为输出，Change to Input可将输出改变为输入。
2021/3/9
23
局部变量的创建和使用方法
❖ 局部变量的创建既可以通过图示右键弹出菜 单获得，也可以在功能模板上选择 Function/Structures/Local Variable将其拖到 框图上，得到一个代“？”的图标，再将其 与框图中已有的变量建立关联。
2021/3/9
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4.8 局部变量和全局变量
1. 掌握循环结构的自动索引功能和函数 的多态性操作方法。
2021/3/9
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5.1 LabVIEW的数据类型
整形数 浮点数 逻辑量 字符串 文件路径
2021/3/9
兰色 橙色 绿色 粉色 青色
33
5.2 数值类型
❖ 最基本的数据类型是数值类型，这是一种标量值， 通常包括一个整型值或实型数值(浮点)。
2021/3/9
9
建立循环结Leabharlann 演示2021/3/910
虚拟仪器labview课件.ppt
第四章 变量、数组与簇
4.3.2 数组的使用
对一个数组进行操作，无非是求数组的长度、取出数组 中的元素、替换数组中的元素或初始化数组等各种运算。
通过Functions→Programming → Array子模板中各节点 完成。
第四章 变量、数组与簇
1.数组大小—Array Size函数 返回输入数组中的元素个数。
→
4.1.2 本地变量的使用
第四章 变量、数组与簇
本地变量有Write和Read两种属性。 当属性为Read时，可从本地变量中读出数据 当属性为Write时，可给本地变量赋值。
具体使用方法通控制和指示对象。
第四章 变量、数组与簇
例4.1.1 用一个布尔开关同时控制两个While循环。
第四章 变量、数组与簇
第四章 变量、数组与簇
第四章变量、数组和簇 4.1本地变量 4.2 全局变量 4.3 数组 4.4 簇
第四章 变量、数组与簇
4.1 本地变量 控制通过端口将数据传给其它节点； 指示将其它节点传过来的数据显示。 但端口是唯一的，一个控制或一个指示
只有一个端口。 而用户要经常要多次为控制赋值或从指
示中取数据，或从指示赋值或而从控制中取 数据。
如有关一个学生的信息有：学号、姓名、性别、年龄、成绩和 家庭地址等。如将这些项目分别定义为相互独立的简单变量，不 能反映它们之间的内在联系。而应当把它们组合成一个组合项， 这种数据结构就是簇。
上述数据的C语言结构描述： 上述数据的LabVIEW结构描述：
struct student { int num;
3.数组子集—Array Subset函数 选取数组或者矩阵的某个部分。
第四章 变量、数组与簇
LabVIEW课件.ppt
3
1 虚拟仪器的产生
❖ 随着微电子、计算机、网络和通讯技 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80年代中期首 先提出了基于计算机技术的虚拟仪器 (virtual Instruments，简称VI)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。
（1）计算机 它一般为一台PC机或者工作站，是硬件平台的核心。
（2）I/O接口设备 I/O接口设备主要完成被测信号的采集、放大、模/数 转换。不同的总线有其相应的I/O接口设备。
10
4.3 虚拟仪器的开发平台
❖ 虚拟仪器应用程序的开发平台主要有两种: 一种是基于传统的文本语言的软件开发平台， 常用的LadWindows/ CVI , Visual-BASIC, Visual C ++等;一种是基于图形化语言的软件 开发环境，常用的有LabVIEW和HPVEE。其中 图形化软件开发系统是用工程人员所熟悉的术 语和图形化符号代替常规的文本语言编程，界 而友好，操作简便，深受专业人员的青睐。这 里简要介绍一下最流行的LabVIEW。
LabVIEW 图形编程软件入门Biblioteka 主讲人： 时间： 机电及自动化学院
1
虚拟仪器技术
the technology of virtual instrument
2
第一部分 关于虚拟仪器
❖ 1.虚拟仪器的产生 ❖ 2.虚拟仪器的概念 ❖ 3.虚拟仪器突出优点（特点） ❖ 4.虚拟仪器系统的组成 ❖ 5.虚拟仪器与传统仪器的比较 ❖ 6.虚拟仪器的应用领域 ❖ 7.世界及我国虚拟仪器的应用现状
14
5 虚拟仪器 vs 传统仪器
1 虚拟仪器的产生
❖ 随着微电子、计算机、网络和通讯技 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80年代中期首 先提出了基于计算机技术的虚拟仪器 (virtual Instruments，简称VI)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。
（1）计算机 它一般为一台PC机或者工作站，是硬件平台的核心。
（2）I/O接口设备 I/O接口设备主要完成被测信号的采集、放大、模/数 转换。不同的总线有其相应的I/O接口设备。
10
4.3 虚拟仪器的开发平台
❖ 虚拟仪器应用程序的开发平台主要有两种: 一种是基于传统的文本语言的软件开发平台， 常用的LadWindows/ CVI , Visual-BASIC, Visual C ++等;一种是基于图形化语言的软件 开发环境，常用的有LabVIEW和HPVEE。其中 图形化软件开发系统是用工程人员所熟悉的术 语和图形化符号代替常规的文本语言编程，界 而友好，操作简便，深受专业人员的青睐。这 里简要介绍一下最流行的LabVIEW。
LabVIEW 图形编程软件入门Biblioteka 主讲人： 时间： 机电及自动化学院
1
虚拟仪器技术
the technology of virtual instrument
2
第一部分 关于虚拟仪器
❖ 1.虚拟仪器的产生 ❖ 2.虚拟仪器的概念 ❖ 3.虚拟仪器突出优点（特点） ❖ 4.虚拟仪器系统的组成 ❖ 5.虚拟仪器与传统仪器的比较 ❖ 6.虚拟仪器的应用领域 ❖ 7.世界及我国虚拟仪器的应用现状
14
5 虚拟仪器 vs 传统仪器
课程案例库labview1ppt课件
黑龙江大学研究生课程案例库建设项目
2. LabVIEW在数据采集与测量方面的应用
1. 数据采集系统的构成
图2.1 数据采集系统的构成
黑龙江大学研究生课程案例库建设项目
2. LabVIEW在数据采集与测量方面的应用
2. 数据采集系统（ DAQ ）系统结构
图2.2 DAQ系统
黑龙江大学研究生课程案例库建设项目
AI Read——从被AI Config分配的缓冲读取数据。它能够控制由 缓冲读取的点数，读取数据在缓冲中的位置，以及是否返回二 进制数或标度的电压数。它的输出是一个２维数组，其中每一 列数据对应于通道列表中的一个通道。
黑龙江大学研究生课程案例库建设项目
2. LabVIEW在数据采集与测量方面的应用
黑龙江大学研究生课程案例库建设项目
1. LabVIEW简介
图1.1 前面板及程序框图
黑龙江大学研究生课程案例库建设项目
1. LabVIEW简介
图1.2 控件模板和函数模板
黑龙江大学研究生课程案例库建设项目
2. LabVIEW在数据采集与测量方面的应用
数据采集是LabVIEW的核心技术之一。 数据采集(DAQ:DatA Acqusition)系统的基本任务是 物理信号的产生和测量。 数据采集是借助软件来控制整个DAQ系统的，包括 采集原始数据、分析数据以及给出结果等。
缓存中读取采集到得数据； 第四步：完成数据采集后，使用AI clear.vi模块停止DAQ
设备的数据采集，并释放缓存。
黑龙江大学研究生课程案例库建设项目
2. LabVIEW在数据采集与测量方面的应用
➢ 数据采集结果 启动了DAQ的数据采集功能后，就会不停的对信
号进行连续采集，并将采集到的信号放在缓存中，实 现了对信号的连续采集，并且不会丢失信号。
2. LabVIEW在数据采集与测量方面的应用
1. 数据采集系统的构成
图2.1 数据采集系统的构成
黑龙江大学研究生课程案例库建设项目
2. LabVIEW在数据采集与测量方面的应用
2. 数据采集系统（ DAQ ）系统结构
图2.2 DAQ系统
黑龙江大学研究生课程案例库建设项目
AI Read——从被AI Config分配的缓冲读取数据。它能够控制由 缓冲读取的点数，读取数据在缓冲中的位置，以及是否返回二 进制数或标度的电压数。它的输出是一个２维数组，其中每一 列数据对应于通道列表中的一个通道。
黑龙江大学研究生课程案例库建设项目
2. LabVIEW在数据采集与测量方面的应用
黑龙江大学研究生课程案例库建设项目
1. LabVIEW简介
图1.1 前面板及程序框图
黑龙江大学研究生课程案例库建设项目
1. LabVIEW简介
图1.2 控件模板和函数模板
黑龙江大学研究生课程案例库建设项目
2. LabVIEW在数据采集与测量方面的应用
数据采集是LabVIEW的核心技术之一。 数据采集(DAQ:DatA Acqusition)系统的基本任务是 物理信号的产生和测量。 数据采集是借助软件来控制整个DAQ系统的，包括 采集原始数据、分析数据以及给出结果等。
缓存中读取采集到得数据； 第四步：完成数据采集后，使用AI clear.vi模块停止DAQ
设备的数据采集，并释放缓存。
黑龙江大学研究生课程案例库建设项目
2. LabVIEW在数据采集与测量方面的应用
➢ 数据采集结果 启动了DAQ的数据采集功能后，就会不停的对信
号进行连续采集，并将采集到的信号放在缓存中，实 现了对信号的连续采集，并且不会丢失信号。
labview课件PPT
• 1．性能高 • 2．扩展性强、灵活性好 • 3．智能化程度高 • 4．界面友好
1.1.3 虚拟仪器发展过程
• 世界是最早开发和应用虚拟仪器公司是 National Instruments Corporation公司。
• 由于虚拟仪器具有先进的性能和广泛的应 用前景，在NI公司之后还有一些国际知名 厂商也加入到虚拟仪器的研发当中。例如， HP公司、PC仪器公司、Racal公司等先后 研发了一些仪器，但NI公司仍然处于领先 地位。
labVIEW程序设计
推荐参考教材
第1章 认识虚拟仪器
• 虚拟仪器一种对现实中各类仪器的用计算 机进行模拟的仪器。它能完成现实中仪器 所能完成的大部功能。本章先对虚拟仪器 作了入门性介绍，也是对以后所学知识的 总体介绍和总结，然后引出LabVIEW。学 习完本章后，要求对LabVIEW有一个过渡 性的认识。
（显示）
者的结合粗略地讲，虚拟仪器可 以分为智能仪器和虚拟仪器。它 处理器
(数据分析、处理、计算、存 储)
们的区别是，前者把计算机装入 数据 传输
仪器，后者把仪器装入计算机。 虚拟仪器把计算机的处理器、存 D/A、A/D、数据输入
（数据采集）
1.1.2 虚拟仪器的特征
• 虚拟仪器从出现到现在的广泛应用，经历 的短短的几十年，可以说它的发展速度是 相当快的。尤其是近年来在各行各业中大 量应用此技术，它的迅速发展，主要是有 以下几点特征。
• 2．什么是LabVIEW？LabVIEW的主要优势 是什么？
• 3．LabVIEW系统由哪几部分组成？它被应 用在了哪些领域？
• 4．什么是G语言？它和其他文本化编程语 言有哪些异同？
信号分析处理
（波形操作、数据滤 波、数组处理、等）
1.1.3 虚拟仪器发展过程
• 世界是最早开发和应用虚拟仪器公司是 National Instruments Corporation公司。
• 由于虚拟仪器具有先进的性能和广泛的应 用前景，在NI公司之后还有一些国际知名 厂商也加入到虚拟仪器的研发当中。例如， HP公司、PC仪器公司、Racal公司等先后 研发了一些仪器，但NI公司仍然处于领先 地位。
labVIEW程序设计
推荐参考教材
第1章 认识虚拟仪器
• 虚拟仪器一种对现实中各类仪器的用计算 机进行模拟的仪器。它能完成现实中仪器 所能完成的大部功能。本章先对虚拟仪器 作了入门性介绍，也是对以后所学知识的 总体介绍和总结，然后引出LabVIEW。学 习完本章后，要求对LabVIEW有一个过渡 性的认识。
（显示）
者的结合粗略地讲，虚拟仪器可 以分为智能仪器和虚拟仪器。它 处理器
(数据分析、处理、计算、存 储)
们的区别是，前者把计算机装入 数据 传输
仪器，后者把仪器装入计算机。 虚拟仪器把计算机的处理器、存 D/A、A/D、数据输入
（数据采集）
1.1.2 虚拟仪器的特征
• 虚拟仪器从出现到现在的广泛应用，经历 的短短的几十年，可以说它的发展速度是 相当快的。尤其是近年来在各行各业中大 量应用此技术，它的迅速发展，主要是有 以下几点特征。
• 2．什么是LabVIEW？LabVIEW的主要优势 是什么？
• 3．LabVIEW系统由哪几部分组成？它被应 用在了哪些领域？
• 4．什么是G语言？它和其他文本化编程语 言有哪些异同？
信号分析处理
（波形操作、数据滤 波、数组处理、等）
第一章labview基础PPT课件
2020/2/13
32
控制对象(输 入)
显示对象 (输出)
随机信号发生器的前面板
2020/2/13
33
流程图 流程图提供VI的图形化源程序。在 流程图中对VI编程，以控制和操纵 定义在前面板上的输入和输出功能 。流程图中包括前面板上的控件的 连线端子，还有一些前面板上没有 ，但编程必须有的东西，例如函数 、结构和连线等。
25
（一）、LabVIEW系统安装 （二）、LabVIEW启动
2020/2/13
26
１、LabVIEW是什么？
LabVIEW 是 实 验 室 虚 拟 仪 器 集 成 环 境 的 简 称 （ Laboratory Virtual instrument Engineering）， 是一种图形化软件开发环境，它广
插入式DAQ卡 GPIB仪器 VXI仪器 RS232
信号处理 数字滤波
统计 分析
网络传输 硬复制 文件I/O
图形用户接口
虚拟仪器功能模块划分
2020/2/13
11
下面的框图反映了常见的虚拟仪器方案
被 测 对 象
信 号 调 理
数 据 采 集 卡
数
据
虚拟仪 器
处
面板
理
2020/2/13Βιβλιοθήκη 12二、虚拟仪器的特点
2020/2/13
29
4、 LabVIEW 软件的特点
• 所见即所得”的可视化技术建立人机界面。
• 采用数据流编程模式，是能够同时运行多个程序的多任务系统。
• 提供了丰富的用于数据采集、分析、表达及数据存储的函数库。
• 提供如设置断点、单步运行, 高亮执行等调试工具, 使程序的调试和开发更 为便捷。
虚拟仪器-labview-课件PPT
数据存储与回放
LabVIEW可以将采集的数据存储 到文件中，并支持数据的回放和 分析，便于后续的数据处理和挖
掘。
05
虚拟仪器与现实世界
虚拟仪器与现实世界的接口
硬件接口
虚拟仪器通过硬件接口与现实世界的 物理设备连接，实现数据采集和控制 。常见的硬件接口包括串口、USB、 GPIB等。
软件接口
虚拟仪器软件提供各种软件接口，如 函数面板、脚本语言等，方便用户进 行数据分析和处理。
集成与调试
对虚拟仪器进行集成和调试，确保其 功能和性能符合设计要求。
04
LabVIEW在虚拟仪器中 的应用
LabVIEW在信号处理中的应用
信号生成
LabVIEW提供了多种信号生成函数， 如正弦波、方波、噪声等，可用于模 拟各种实际信号。
信号分析
信号处理算法
LabVIEW支持多种信号处理算法，如 傅里叶变换、小波变换、滤波器设计 等，可用于信号的降噪、特征提取和 模式识别。
可靠性
虚拟仪器应具备高可靠性和稳定性， 能够保证实验结果的准确性和可靠性。
虚拟仪器的硬件选型
01
02
03
04
数据采集卡
根据实验需求选择合适的数据 采集卡，确保能够采集到准确
、稳定的数据。
信号调理器
根据测试信号的类型和幅度选 择合适的信号调理器，确保信
号的质量和稳定性。
传感器
根据测试需求选择合适的传感 器，确保能够准确、稳定地测
实时控制系统
LabVIEW可以与硬件设备进行通信， 实现实时控制系统的构建和调试。
LabVIEW在数据采集中的应用
数据采集卡驱动
LabVIEW支持多种数据采集卡， 如示波器、数据采集卡等，可实
虚拟仪器 labview LabVIEW入门PPT课件
第9页/共37页
2.2 LabVIEW的操作模板
LabVIEW具有多个图形化的操作模板，用于创建和 运行程序。共分三类：为工具（Tools）模板、控 件（Controls）模板和功能（Functions）模板。
1.工具模板
工具模板为编程者提 供了各种用于创建、 修改和调试VI程序的 工具。
第10页/共37页
第29页/共37页
2.4.2 调试VI 1.单步执行VI (1)单步（入）执行 (2)单步（跳）执行 (3)单步（出）
第30页/共37页
2.设置断点 将工具模板总鼠标切换到断点工具状态，
单击框图程序中需设置断点的地方即可。
第31页/共37页
3.设置探针 将工具模板总鼠标切换到探针工具状态，
单击框图程序中需查看的数据连线，会弹出一 个对话框，若有数据流过，即显示该数据值。
2.1 基本概念与术语
1. LabVIEW，
Laboratory Virtual instrument Engineering
Workbench的缩写，一种图形化的编程语言，又称 为“Ｇ”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或框图程序。
2. VI 使用LabVIEW开发平台编制的程序称为虚拟仪
连线：端口、节点间的数据通道，定义了框图内 的数据流动方向。
第5页/共37页
采样点数 512 振幅 频率 100000 10
正弦波 100
第6页/共37页
下面是一些常用数据类型所对应的线型和颜色：
整形 浮点数 逻辑量 字符串 文件路径
第7页/共37页
5. 图标/连接端口
VI具有层次化和结构化的特征。一个VI可以作 为子程序，这里称为子VI（SubVI），被其他VI 调用。 图标：作为子VI的直观标记； 连接端口：表示该子VI被调用时的输入输出接
虚拟仪器软件LABVIEW.ppt
虚拟仪器与传统仪器的区别
➢在通用硬件平台上，软件取代传统仪器的硬件实现仪器的功能 ➢用户根据需要由应用软件来定义仪器的功能，而不是厂家定义 ➢提高仪器性能或构造新仪器功能，由用户通过改变软件来实现 ➢研制周期较传统仪器大为缩短 ➢虚拟仪器采用计算机开放体系结构来取代传统的单机测量仪器 ➢虚拟仪器开放、灵活、可与计算机同步发展，可与网络及其它 周边设备互联 ➢ “虚拟仪器的关键是软件——软件即仪器”
6）虚拟仪器具有和其它设备互联的能力
如和VXI总线或现场总线等的接口能力。此外，还可 以将虚拟仪器接入网络，如Internet等，以实现对现场生 产的监控和管理。
7）虚拟仪器的软、硬件都具有开放性、模块化、 可重复使用及互换性等特点。因此，用户可以根 据自己的需要灵活组合，大大提高了使用效率， 减少了投资。
➢ 硬件板卡驱动模块：通常由硬件板卡制造商提供，直接在其提 供的DLL或ActiveX基础上开发就可以了
虚拟仪器的软件可以分为几个层次，其中包括仪器驱动 程序、应用程序和软面板程序。
虚拟仪器软件结构
应用软件 包括 两方面程序 ➢ 实现虚拟面板功能的前面板软件程序 ➢ 定义测试功能的流程图软件程序
I/O接口仪器驱动程序 功能：完成特定外部硬件设备的扩展、驱动与通信
虚拟仪器软件的典型单元模块
虚拟仪器的核心是软件，其软件模块主要由硬件板卡驱动模块， 信号分析模块和仪器表头显示模块三类软件模块组成
虚拟仪器采用计算机开放体系结构来取代传统的单机测量仪器
虚拟仪器工作原理
➢ 利用PC显示器（CRT）的显示功能模拟传统仪器的控制面板 ➢ 以各种形式输出检测结果 ➢ 由I/O接口设备完成信号的采集、测量与调理 ➢ 用软件实现信号数据的运算、分析、处理
LabVIEW教程PPT
8 位并行总线，5 条控制线，3 条挂钩线。 数据传输速率 250~500 KBps，最高 1 MBps。 系统内仪器数量 < 15 台。 电缆总长度 < 20 m，最大距离 < 4m，平均距离 <
2m。
《虚拟仪器技术》总线技术
GPIB 总线
《虚拟仪器技术》总线技术
GPIB 总线发展历史
不不充充分分 低低
较较灵灵活活 较较差差 较较难难
接接口M口MX结XI结I构构
较较紧紧凑凑 较较强强
较较充充分分 较较高高
较较灵灵活活 便便利利 较较难难
接接1口1口339结9结44构构
较较紧紧凑凑 较较强强
不不充充分分 最最低低
较较灵灵活活 便便利利 较较难难
内内机机置置结结计计构构算算
最最紧紧凑凑 最最强强 充充分分 最最高高 较较差差 较较差差
《虚拟仪器技术》总线技术
PXI 总线
PXI 是 PCI Extension for Instrumentation 的缩写， 即 PCI 总线在仪器的扩展。
并行总线。 数据传输率 132 MBps 到 528 MBps。 背板可达 21 个插槽。
《虚拟仪器技术》总线技术
PXI 总线
VXI
PXI 与 CompactPCI 卡结构
PCI 卡不用或只需作很少 改动就可以设计成适合 PXI/CompactPCI 卡。
PCI
PXI/CompactPCI 6U
Half
Full
Size
Size
3U
《虚拟仪器技术》总线技术
PXI 电气扩展 星型触发
10 MHz 时钟
系统控制器 星型触发控制器
VXI 总线发展历史
2m。
《虚拟仪器技术》总线技术
GPIB 总线
《虚拟仪器技术》总线技术
GPIB 总线发展历史
不不充充分分 低低
较较灵灵活活 较较差差 较较难难
接接口M口MX结XI结I构构
较较紧紧凑凑 较较强强
较较充充分分 较较高高
较较灵灵活活 便便利利 较较难难
接接1口1口339结9结44构构
较较紧紧凑凑 较较强强
不不充充分分 最最低低
较较灵灵活活 便便利利 较较难难
内内机机置置结结计计构构算算
最最紧紧凑凑 最最强强 充充分分 最最高高 较较差差 较较差差
《虚拟仪器技术》总线技术
PXI 总线
PXI 是 PCI Extension for Instrumentation 的缩写， 即 PCI 总线在仪器的扩展。
并行总线。 数据传输率 132 MBps 到 528 MBps。 背板可达 21 个插槽。
《虚拟仪器技术》总线技术
PXI 总线
VXI
PXI 与 CompactPCI 卡结构
PCI 卡不用或只需作很少 改动就可以设计成适合 PXI/CompactPCI 卡。
PCI
PXI/CompactPCI 6U
Half
Full
Size
Size
3U
《虚拟仪器技术》总线技术
PXI 电气扩展 星型触发
10 MHz 时钟
系统控制器 星型触发控制器
VXI 总线发展历史
虚拟仪器labview课件PPT1
第一章 绪 论
3. MXI总线控制方案。
第一章 绪 论
第一章 绪 论
表1-2 DAQ、GPIB、VUX虚拟仪器系统的比较
平台 特性re & Driver Software
吞吐率 1MB/s(3-wire)
PC-DAQ 8，A1Sp6op，flit3cw2aatrioen (expandable to 64) 1-2MB/s(ISA)
DAQ采集
板、卡或 盒
DAQ采集 控制软件
第一章 绪 论
1.2.2 GPIB仪器系统的构成 典型GPIB仪器由：一台计算机、一块GPIB接
口卡、和若干GPIB仪器通过GPIB电缆连接而成。
第一章 绪 论
1.2.3 VXI仪器系统的构成 典型VXI仪器有三种不同配置方法：
1. GPIB控制方案；
2. 嵌入式计算机控制方案；
1.1 虚拟仪器的基本概念
第一章 绪 论
传统仪器 厂商定义功能
ROMM礟ath DICSAPONLNDATYROLPROCE礟SSMOERMBUO4S8R8YPORT
CAon/DdDit/iADonI/TiTOniIgm/Oing
第一章 绪 论
虚拟仪器 用户定义功能
Temperature
Flow Pressure Alarm Conditions
GPIB
Serial
DAQ
VXI
Image Acquisition
Process or
Unit Under Test
Motion Control
PXI
图1-4 虚拟仪器系统构成
1.2.1 DAQ仪器系统的构成
第一章 绪 论
典型的DAQ虚拟仪器由四部分构成：
LabVIEW概述PPT课件
传统仪器面板上的器件都是“实物”，而且是由 “手动”、“触摸”来进行操作的，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。这些软件已经 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“键击”来 对其进行操作。因此，设计虚拟面板的过程就是在 “前面板”设计窗口中，从控制模板选取、摆放所需 的图形“控件”。大多数初学者多可以利用虚拟仪器 的软件开发工具，尤其是LabVIEW图形化编程语言， 在短时间内轻松完成一个美观而又实用的“虚拟仪器 前面板”的设计，整个设计过程轻松而有趣。
第1章 LabVIEW概述
第1章 LabVIEW概述
1.1 虚拟仪器的基本概念 1.2 LabVIEW简介 1.3 练习实验 本章小结
第1章 LabVIEW概述
1.1 虚拟仪器的基本概念
1.1.1 什么是虚拟仪器 20世纪80年代末美国研制成功了虚拟仪器。虚拟
仪器的发展标志着自动测试与电子测量仪器领域技术 发展的一个崭新方向。所谓虚拟仪器(Virtual Instrument， 简称VI)，就是在以通用计算机为核心的硬件平台上， 由用户设计定义、具有虚拟面板、测试功能由测试软 件实现的一种计算机仪器系统。
无论上述哪种VI系统，都是通过应用软件将仪器硬 件与通用计算机相结合。其中，PC–DAQ测量系统是 构成VI的最基本的方式，也是最廉价的方式。
第1章 LabVIEW概述
1.1.3.2 软件结构 虚拟仪器软件由两大部分构成。 (1) 应用程序。它包含两个方面的程序： ① 实现虚拟面板功能的前面板软件程序。 ② 定义测试功能的流程图软件程序。
第1章 LabVIEW概述
被测信号
I/O接 口 设 备 PC-DAQ GPIB仪 器
第1章 LabVIEW概述
第1章 LabVIEW概述
1.1 虚拟仪器的基本概念 1.2 LabVIEW简介 1.3 练习实验 本章小结
第1章 LabVIEW概述
1.1 虚拟仪器的基本概念
1.1.1 什么是虚拟仪器 20世纪80年代末美国研制成功了虚拟仪器。虚拟
仪器的发展标志着自动测试与电子测量仪器领域技术 发展的一个崭新方向。所谓虚拟仪器(Virtual Instrument， 简称VI)，就是在以通用计算机为核心的硬件平台上， 由用户设计定义、具有虚拟面板、测试功能由测试软 件实现的一种计算机仪器系统。
无论上述哪种VI系统，都是通过应用软件将仪器硬 件与通用计算机相结合。其中，PC–DAQ测量系统是 构成VI的最基本的方式，也是最廉价的方式。
第1章 LabVIEW概述
1.1.3.2 软件结构 虚拟仪器软件由两大部分构成。 (1) 应用程序。它包含两个方面的程序： ① 实现虚拟面板功能的前面板软件程序。 ② 定义测试功能的流程图软件程序。
第1章 LabVIEW概述
被测信号
I/O接 口 设 备 PC-DAQ GPIB仪 器
labview课件第1章
为了查找程序中的逻辑错误，希望框图程序一个节点一个
节点地执行。使用断点工具可以在程序的某一地点终止程序执 行。使用断点工具时，将鼠标切换到Tools工具模板中的断点工
具(见图1-24)，点击希望设置或者清除断点的地方，如图1-25
左图所示。断点的显示对于节点或者图框表示为红框，对于
连线表示为红点。当VI程序运行到断点被设置处时，程序被暂 停在将要执行的节点，以闪烁表示。按下单步执行按钮，闪烁 的节点被执行，下一个将要执行的节点变为闪烁，指示它将被 执行。也可以点击暂停按钮，这样程序将连续执行直到下一个 断点，如图1-25右图所示。 5) 探针 探针工具用来查看当框图程序流经某一连线时的数据值， 在Tools工具模板中将鼠标切换到探针状态，再用鼠标左键点击 希望放置探针的连接线，这时显示器上会出现一个探针显示窗 口，同时，探针处会出现一个黄色的内含探针数字编号的方框， 如图1-26所示。在框图程序中使用选择工具或连线工具，在连 线上点击鼠标右键，在连线的弹出式菜单中选择“探针”命令， 同样可以为该连线加上一个探针。
在菜单栏中选择Help->Find Examples选 项可以打开范例查找器。
范例查找器
1.6 LabVIEW的初步操作
1.6.1 创建VI 在此以一个简单的例子说明VI的创建步骤。 【例1.1】 分别求两个双精度浮点数的和、差。 (1) 选择File→New，在下拉菜单中选择Blank VI，，打 开一个空白的VI。 (2) 在前面板创建两个数字控制器(Numeric Control)和两个 数字指示器(Numeric Indicator)，分别命名为A、B、C和D。其
第1章
虚拟仪器及LabVIEW入门
1.1 虚拟仪器概述
1.2 LabVIEW简介
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第一章 绪 论
下面根据近年来计算机技术和仪器仪表技术的 发展情况展望一下虚拟仪器的发展趋势。
(1)美国NI公司提出“软件就是仪器”，仪器 =AD/DA+CPU+软件。仪器硬件开发技术将趋于简 单，适用面更广。但是，仪器软件的工作量将大 幅度增加，仪器的价值、性能、开发难度与开发 周期将完全取决于仪器中的软件部分。
定时与控制 GPIB None
能力
Serial
DAQ
None
面市产品
>10,000 VXI
>1,000
种类
Image
Acquisition
扩展能力 ProcUessisng Multiple AvaiMlaobtlieonFrom oIrnterface Cards ThiCrdonPtarortlies
Temperature
Flow Pressure Alarm Conditions
Control Panel
STOP
Conditioning
D A
CO
A/D
TI/O Timing
ROM
第一章 绪 论
虚拟仪器的概念: 所谓的虚拟仪器，就是在以通用计算机为核
心的硬件平台上，由用户设计定义，具有虚拟 面板，测试功能由测试软件实现的一种计算机 仪器系统。
第一章 绪 论
(2)因特网的广泛应用使分析仪器的远程诊断 和维修以及远程教育成为可能，还会对仪器设计 和使用带来许多意想不到的新思路。
(3)从VXI总线等的发展可看出未来在标准化、 规范化方面会进一步加强，影响虚拟仪器的设计， 降低仪器的支持和维护成本口。
(4)在编程语言方面，肯定要从C/C++转向网 上的世界语—Java语言。
Application Software
• LabWindows/CVI • LabVIEW
GPIB
Serial
DAQ
VXI
Image Acquisition
Process or
Unit Under Test
Motion Control
PXI
图1-4 虚拟仪器系统构成
1.2.1 DAQ仪器系统的构成
第一章 绪 论
典型的DAQ虚拟仪器由四部分构成：
现场信号
、传感器 执行机构
信号调理
（放大、 过滤等）
DAQ采集
板、卡或 盒
DAQ采集 控制软件
第一章 绪 论
1.2.2 GPIB仪器系统的构成 典型GPIB仪器由：一台计算机、一块GPIB接
口卡、和若干GPIB仪器通过GPIB电缆连接而成。
第一章 绪 论
1.2.3 VXI仪器系统的构成 典型VXI仪器有三种不同配置方法：
1. GPIB控制方案；
2. 嵌入式计算机控制方案；
第一章 绪 论
3. MXI总线控制方案。
第一章 绪 论
第一章 绪 论
表1-2 DAQ、GPIB、VUX虚拟仪器系统的比较
平台 特性
传输宽度
GPIB 8
Hardware & Driver Software
关键是软件 价格低、可复用与可重配置性强 技术更新周期短(1～2年)
关键是硬件 价格昂贵 技术更新周期长(5～10年)
软件使得开发与维护费用降至最 低
与网络及其它周边设备方便互联 的面向应用的仪器系统
开发与维护开销高
功能单一、互联有限的独立 设备
1.2 虚拟仪器的基本结构和类型
第一章 绪 论
Hardware & Driver Software
这里的“虚拟”有两层含义： ● 虚拟的仪器面板； ● 由软件实现仪器的测量功能（软件就是 仪器）。
第一章 绪 论
Acquisition and Control
采集与控制
Data Analysis
数据分析
Data Presentation
数据表达
Plug-in Daya Acquisition
插入式数据采集
GUI 带有 RTSI 的
数据采集板
模拟仪器系统Process
or
Unit Under
Test
PXI
图1-5 虚拟仪器的演变
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
操作接口
第一章 绪 论
I/O 接口
Instrument Driver
编程接口
功能接口
虚拟仪器的发展趋势
硬拷贝输出
File I/O
文件 I/O
Graphical User Interface
图形用户接口
图图1-13.1 虚虚拟拟仪仪器器的的内内部部功功能能划划分分
表1-1 VI与传统仪器的比较
第一章 绪 论
VI
开放、灵活，可与计算机技术保 持同步发展
用户定义仪器功能
传统仪器 封闭、固定
厂商定义仪器功能
Unit Under
结构大小 Test Large
Small PXI
8 TTL Trigger Line 2 ECL Trigger Line
>1,000
Standardised Using MXI
Medium
1.3 虚拟仪器的发展
第一章 绪 论
全部可编程的系统
VXI 机箱
IEEE 488 挂接和叠放系统
(5)朝小型化、大众化发展，就象个人计算机 一样，将出现个人分析仪器，甚至个人实验室。
1.4 虚拟仪器的应用
航空； 航天； 教学； 核工业； 军工； 通信测试； 铁道； ……. Process
or Unit Under
Test
第一章 绪 论
PXI
虚拟仪器_labview_课件PPT1
1.1 虚拟仪器的基本概念
第一章 绪 论
传统仪器 厂商定义功能
ROMM礟ath DICSAPONLNDATYROLPROCE礟SSMOERMBOU4S8R8YPORT
CAon/DdDit/iADonI/iTTOniIgm/Oing
第一章 绪 论
虚拟仪器 用户定义功能
板GPIB(IEEE-488) GPIB 仪器
VXI VXI 仪器
RS-232
RS-232 仪器
Digital Signal Processing
数字信号处理
Digital Filtering
数字滤波
Statistics
统计
Numerical Analysis
数字分析
Networking
网络
Hardcopy Output
吞吐率 1MB/s(3-wire)
PC-DAQ 8，A1Sp6op，flit3cw2aatrioen (expandable to 64) 1-2MB/s(ISA)
VXI
8，16，32 (expandable 64)
40MB/s
8MB/s(HS488) 132MB/s(PCI) 80MB/s(VME64)