LabVIEW与数据采集

合集下载
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

温度计程序的图标和连接器
LabVIEW的特点
强大功能归因于它的层次化结构,用户可 以把创建的VI程序当作子程序调用,然后 再把这个程序作为另一个程序的子程序来 调用,以创建更为复杂的 LabVIEW 程序, 而这种调用的层次是没有限制的,因此可 以充分发挥个人的开发潜能。 LabVIEW 这种创建和调用子程序的方法, 使创建的程序结构模块化,更易于调试、 理解和维护。
温度计的前面板
框图程序

每一个程序前面板都有相应的框图程序与 之对应。框图程序用图形编程语言编写, 可以把它理解成传统程序的源代码。框图 中的部件可以看成程序节点,如循环控制、 事件控制和算术功能等。这些部件都用连 线连接,以定义框图内的数据流动方向。
温度计的框图程序
图标/连接器

图标/接口器件可以让用户把VI程序变成 一个对象(VI子程序),然后在其他程序 中像子程序一样地调用它。图标表示在其 他程序中被调用的子程序,而接线端口则 表示图标的输入/输出口,就像子程序的 参数端口对应着VI程序前面板控件和指示 器的数值。


图框被用来实现结构化程序控制命令, 连线代表程序执行过程中的数据流,定义了框图内 的数据流动方向。


上一页
下一页
温度计显示框图程序


上一页
下一页
图标/连接器

图标/连接器是子VI被其它VI调用的接口。

图标是子VI在其他程序框图中被调用的节点 表现形式; 连接器则表示节点数据的输入/输出口,就 像函数的参数。用户必须指定连接器端口与 前面板的控制和显示一一对应。 连接器一般情况下隐含不显示,除非用户选 择打开观察它。
前面板
后面板
循环(Loop)和示波器(Chart)
G语言有两种子方框图重复执行的结构, While循环和For循环。这两种结构都是大 小可变的盒子。把子方框图放入循环结构 的边界内。 只要条件终端的值为真,While循环中的 程序就一直执行,直到条件终端的值为假 才停止。 在For循环中,程序执行所设定的次数。 示波器用于显示操作数的实时趋势信息。

什么是LabVIEW


LabVIEW是美国NI(National Instrument)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。 LabVIEW为虚拟仪器设计者提供了一个便捷、轻松的设 计环境。利用它,设计者可以像搭积木一样轻松组建一 个测量系统和构造自己的仪器面板,而无需进行任何繁 琐的计算机代码的编写。
漫游工具:使用该工具就可以不需要使用滚动条而 在窗口中漫游。
断点工具:使用该工具在VI的框图对象上设置断点。
探针工具:可以在框图程序内的数据流线上设置探 针。
颜色提取工具:使用该工具来提取颜色用于编辑其 他的对象。
颜色工具:用来给对象定义颜色。
数值子模板:包含数值的控制和显示。 布尔值子模块:逻辑数值的控制和显示。 字符串和路径子模板:字符串和文件路径的控制和显示。
LabVIEW与数据采集
常熟理工学院 自动化系
内容与安排
虚拟仪器与LabVIEW简介 数据采集的相关介绍 LabVIEW中的数据采集 若干实例介绍

第一部分
虚拟仪器简介
NI公司于20世纪70年代中期提出了虚拟仪器的概念。 虚拟仪器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,是计算机技术与仪器技术相结 合的产物,其基础是计算机系统,核心是软件技术。简 而言之,虚拟仪器就是在开放架构的基础上创建用户自 定义的测试系统。虚拟仪器大大突破了传统仪器在数据 采集、处理、显示、存储等方面的限制,是一个测试和 自动化系统的高性能、低成本运载平台。

温度计程序作为一个子程序的前面板
温度计程序作为一个子程序的框图程序
操作工具:使用该工具来操作前面板的控制和显示。 选择工具:用于选择、移动或改变对象的大小。 标签工具:用于输入标签文本或者创建自由标签。 连线工具:用于在框图程序上连接对象。
工具模板
对象弹出菜单工具:用鼠标左键可以弹出对象的弹 出式菜单。
功 能 模 板
控 制 模 板


上一页
LabVIEW的特点与优点

图形化编程方式 提供丰富的数据采集、分析及存储的库函数 即提供传统的程序调试手段,同时提供独到的高亮执行 工具,程序调试、开发更方便 包括了DAQ、GPIB、PXI、VXI、RS-232/485、USB在 内的各种仪器通信总线标准的功能函数 提供大量与外部代码或软件进行连接的机制,如DLL、 DDE、ActiveX等 强大的网络功能,支持常用网络协议
采样定理
在进行信号采样时,需要遵循采样定理:设连 续模拟信号X(t)的频谱为X(f),以采样间隔Ts 采样得到的离散模拟信号为X(nTs),如果X(f) 和Ts满足以下条件,离散信号X(nTs)可以完全 确定频谱X(f)

X(f)有截止频率(即最高频率)fh,即当|f|≥ fh时, X(f)=0 Ts ≤1/2fh 或 fs ≥2fh
功能模板
NI 测量子模板:包括数据采集硬件的驱动程序,以及信 号调理所需的各种功能模块。 波形子模板:包含了对各种波形的控制。 分析子模板:包括信号发生、时域及频域分析功能模块。 仪器控制子模板:包括GPIB(488、488.2)、串行、VXI仪 器控制的程序和函数,以及VISA的操作功能函数。 应用程序控制子模块:包括动态调用VI、标准可执行程序 的功能函数。 图形与声音子模块:包括3D、OpenGL、声音播放等功能 模块。 通讯子模板:包括TCP、DDE、ActiveX和OLE等功能的处理 模块。 文档生成子模板:生成文档。 底层接口子模块:包括调用动态连接库和CIN节点等功能 的处理模块。 “选择 …VI 子程序”子模板:包括一个对话框,可以选 择一个VI程序作为子程序(SUB VI)插入当前程序中。 装饰子模板:用于给前面板进行装饰的各种图形对象。 用户自定义的子VI模板:用户自定义的控制和显示。
控制模板 数组和群子模板:复合型数据类型的控制和显示。
列表子模板:菜单环和列表栏的控制和显示。 图形子模板:显示数据结果的趋势图和曲线图。 环和枚举子模板:菜单环和枚举的控制和显示。 控件容器库子模板:操作Tab Control、SubPanel、ActiveX 等功能。 I/O 子模板 :对输入、输出的控制和操作。
对话控制子模板:用于输入对话框的显示控制。
版本控制子模板:实现对以往版本的兼容和继承。 Refnum 子模板 :包含一些Refnum控件。
装饰子模板:用于给前面板进行装饰的各种图形对象。
调用控制子模板:调用存储在文件中的控制和显示的接口。 用户控制子模板:用户自定义的控制和显示。
功能模板
结构子模板:包括程序控制结构命令,例如循环控制等, 以及全局变量和局部变量。 数值运算子模板:包括各种常用的数值运算符,如+、-等; 以及各种常见的数值运算式,如+1运算;还包括数制转 换、三角函数、对数、复数等运算,以及各种数值常数。 布尔逻辑子模板:包括各种逻辑运算符以及布尔常数。 字符串运算子模板:包含各种字符串操作函数、数值与字 符串之间的转换函数,以及字符(串)常数等。 数组子模板:包括数组运算函数、数组转换函数,以及常 数数组等。 群子模板。包括群的处理函数,以及群常数等。这里的群 相当于C语言中的结构。 比较子模板:包括各种比较运算函数,如大于、小于、等 于。 时间和对话框子模板:包括对话框窗口、时间和出错处理 函数等。 文件输入/输出子模板:包括处理文件输入/输出的程序和 函数。
LabVIEW程序实例(后面板)
生成函数
第二部分
数据采集的任务


数据采集系统的任务,具体地说,就是采集传感器输出 的模拟信号并转换成计算机能识别的数字信号,然后送 入计算机进行相应的计算和处理,得出所需的数据。与 此同时,将计算得到的数据进行显示或打印,以便实现 对某些物理量的监视,其中一部分数据还将被生产过程 中的计算机控制系统用来控制某些物理量。 数据采集系统性能的好坏,主要取决于它的精度和速度。
前面板

程序前面板用于设置输入量和观察输出量。 它模拟真实仪器的前面板。其中,输入量 被称为Controls(控件),用户可以通过 控件向VI中设置输入参数等;输出量被称 为Indicators(指示器),VI通过指示器 向用户提示状态或输出数据等。用户还可 以使用各种图标,如旋钮、开关、按钮、 图表及图形等,使前面板易看易懂。
虚拟仪器的构成
虚拟仪器与传统仪器的比较
独立式传统仪器的基本框架类似于基于PC 机的虚拟仪 器 根本区别在于两者不同的灵活性,用户是否能够根据各 自不同的需求对其进行修改和扩展

虚拟仪器的特点
软件是虚拟仪器的核心 性价比高 缩小了仪器厂商与用户之间的距离 具有良好的人机界面 具有方便、灵活的互联 可靠性高 具有开放性、模块化、可重复使用及互换性等特点 维护、维修方便

返 回 上一页 下一页
信号发生器前面板


上一页
下一页
频谱分析仪前面板


上一页
下一页
温度计前面板


上一页
下一页
框图程序

每一个程序前面板都对应着一段框图程序。
框图程序用LabVIEW图形编程语言编写,可以 把它理解成传统程序的源代码。

构成:端口、节点、图框和连线。

端口被用来同程序前面板的控制和显示传递数据, 节点被用来实现函数和功能调用,
LabVIEW软件开发平台
LabVIEW是一种基于G语言的图形化开发语言, 是一种面向仪器的图形化编程环境,用来进行 数据采集和控制、数据分析和数据表达、测试 和测量、实验室自动化以及过程监控。 目的:简化程序的开发工作,以使用户能快速、 简便地完成自己的工作。 使用 LabVIEW 开发平台编制的程序称为虚拟仪 器程序,简称为VI。
LabVIEW程序实例(前面板)源自输入 控件显示 控件
按钮

像C或BASIC一样, LabVIEW也是通用的 编程系统,有一个可完成任何编程任务的庞 大的函数库。 LabVIEW的函数库包括数据 采集、GPIB、串口控制、数据分析、数据 显示及数据存储等等。 LabVIEW也有传统 的程序调试工具,如设置断点、以动画形式 显示数据及其通过程序(子VI)的结果、单 步执行等等,便于程序的调试。

While循环
For循环
条件结构和顺序结构
条件结构(Case Structure)是条件控制 跳转结构,根据输入的条件执行子程序。 顺序结构(Sequence Structure)是根据 数值顺序来执行子程序。

条件结构(Case Structure)
顺序结构(Sequence Structure)
VI:程序前面板、框图程序和图标/连接器。
返 回 上一页 下一页
程序前面板
用于设置输入数值和观察输出量,用于 模拟真实仪表的前面板。 在程序前面板上,输入量被称为控制, 输出量被称为显示。 控制和显示是以各种图标形式出现在前 面板上,如旋钮、开关、按钮、图表、 图形等,这使得前面板直观易懂。
回 上一页 下一页



温度计显示连接器


上一页
下一页
LabVIEW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。 操作模板可以随意在屏幕上移动,并可以 放置在屏幕的任意位置。 操纵模板共有三类:

工具模板、 控制模板 功能模板

返 回 上一页 下一页
工 具 模 板
模拟信号的数字化处理


数据采集的核心过程就是 将连续的模拟信号转换成 离散的数字信号 采样点太多,会占用大量 内存单元;采样点太少, 会使模拟信号的某些信息 被丢失,出现失真现象
混叠干扰
图中采样频率500Hz,5个正 弦波的频率分别为100Hz, 200Hz,300Hz,375Hz和400 Hz。因为100Hz,200Hz的信 号频率小于fs/2,可以由离 散信号还原出原始的正弦波 连续信号。而300Hz,375Hz 和400Hz的信号频率都大于 fs/2,故离散信号重构原信 号时形成了频率不同于原信 号频率的信号,即混叠 (aliasing)干扰。
相关文档
最新文档