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1、可编辑 LabVIEW概述与开发环境 2013 9 11 1 一 虚拟仪器的基本概念 1 虚拟仪器概念传统仪器 特定功能和仪器外观 厂商定义功能 虚拟仪器 VI VirtualInstrumentation 以计算机和测试模块的硬件为基础 以计算机软件为核心 在计算机屏幕上显示虚拟的仪器面板 系统所要完成的仪器功能由用户软件来定义的计算机仪器 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 图标 虚拟仪器的测控功能由软件编程实现仪器功能取决于软件功能 软件功能由用户设计定义 软件就是仪器 Thesoftwareistheinstrument 一 虚拟仪器的
2、基本概念 2 常见的虚拟仪器方案 显示 分析 存储和传输 由虚拟仪器结构可以看出 虚拟仪器的硬件可以完成各种测试系统通用的任务 而测试系统特有的任务由软件完成 即改变软件就改变测试功能 一 虚拟仪器的基本概念 3 虚拟仪器系统的构成 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模块等 软件平台I O接口仪器驱动程序 完成特定外部硬件设备的扩展 驱动与通信 开发软件 通用语言 VC VB Delphi 专用工具 LabVIEW LabWindows CVI VEE等 一 虚拟仪器的基本概念 LabVIEW LaboratoryVirtu
3、alinstrumentEngineering 是美国国家仪器公司 NationalInstruments NI 开发的一种图形化的编程语言 它广泛地被工业界 学术界和研究实验室所接受 视为一个标准的数据采集和仪器控制软件 又称为 语言 特点 图形化的编程方式 设计者无需写任何文本格式的代码 是真正的工程师的语言 提供了丰富的数据采集 分析及存储的库函数 既提供了传统的程序调试手段 如设置断点 单步运行 同时提供有独到的高亮执行工具 使程序动画式运行 利于设计者观察程序运行的细节 使程序的调试和开发更为便捷 32bit的编译器编译生成32bit的编译程序 保证用户数据采集 测试和测量方案的高速
4、执行 囊括了DAQ GPIB PXI VXI RS 232 485在内的各种仪器通信总线标准的所有功能函数 使得不懂总线标准的开发者也能够驱动不同总线标准接口设备与仪器 提供大量与外部代码或软件进行连接的机制 诸如DLLs 动态连接库 DDE 共享库 ActiveX等 强大的Internet功能 支持常用网络协议 方便网络 远程测控仪器的开发 二 LabVIEW的特点及功能 功能 桌面应用程序设计仪器控制数据采集 分析和存储同其它应用程序接口提供了专门用于程序开发的工具箱应用 汽车 半导体 航空航天 交通运输 高校实验室 电信 生物医药与电子等行业 二 LabVIEW的特点及功能 20世纪70
5、年代末期 在美国应用研究实验室 AppliedResearchLaboratory 产生VI概念的雏形1986年 发布Macintosh平台下的LabVIEW1 01988年 发布Macintosh平台下的LabVIEW2 01990年 虚拟仪器面板和结构化数据流图获两项美国专利1994年 发布LabVIEW3 0带有附加工具包1996年 发布LabVIEW4 0增加自定义界面和ApplicationBuilder发布LabVIEW5 0支持多线程2000年 发布LabVIEW6i集成因特网功能2001年 发布LabVIEW6 1实现远程控制和增加事件结构等重要功能2003年发布LabVIEW
6、 7Express增加了ExpressVI2004年发布LabVIEW 7 1Express增加了许多全新的功能 用户评估版 2005年发布LabVIEW 8 0增加了许多全新的功能 2006年8月发布LabVIEW 8 2有了第一个中文版的开发环境 2007年8月发布LabVIEW 8 5 2009年8月4日推出最新可用于测试 控制和嵌入式系统开发的图形化系统设计软件平台 LabVIEW2009 2010年8月发布了LabVIEW2010 三 LabVIEW的发展历程 1 实现实时的硬件在环测试实时的硬件在环测试通过将一个实时响应的仿真环境引入测试系统 从而可以模拟产品在各种环境与情况下的响
7、应 相比于终端产品的自动化生产测试而言 这是一个更为复杂的系统 2 使测试软件的验证流水线化LabVIEW2009配备可用于软件工程应用和代码验证的最新工具 帮助工程师和科学家们方便地满足复杂测试系统的管理以及软件工程要求 通过新款LabVIEW软件 工程师和科学家们可以追踪测试系统要求和VI编程的实现情况 在应用程序快速监测和调试中方便地监测关键VI执行中的底层细节 3 有效提升并行系统的设计能力利用LabVIEW2009 工程师和科学家们可以方便地为天生具有并行特性的处理器如多核处理器和FPGAs开发应用程序 虚拟化技术 Virtualizationtechnology 使得在同一个多核处
8、理器的不同核上同时运行多个操作系统成为可能 从而便于创建更多高效的系统 工程师和科学家们还可以使用新版NI实时管理程序软件 NIReal TimeHypervisor 在同一个PXI嵌入式控制器中同时运行WindowsXP和LabVIEW实时操作系统 也可使两个操作系统分配处理器核以更高效地使用系统资源 4 拓展更多针对无线设备和标准的测试利用多核技术的优势 LabVIEW2009改进了射频 RF 和无线测试的性能 四 LabVIEW2009的新特性 五 LabVIEW的在线帮助系统 LabVIEW为用户提供了非常全面的帮助信息 有效地利用帮助信息是快速掌握LabVIEW的一条捷径 LabVI
9、EW提供了各种获取帮助信息的方法 包括实时帮助 联机帮助 LabVIEW范例 查找器网络资源等 选择菜单栏中帮助 显示即时帮助选项或按下Ctrl H 就会弹出即时帮助窗口 当鼠标移到某个对象或函数上时 上下文帮助窗口就会显示相应的帮助信息 实时上下文帮助窗口 五 LabVIEW的在线帮助系统 联机帮助文档 主菜单帮助 搜索Labview帮助选项打开它 五 LabVIEW的在线帮助系统 范例查找器 五 LabVIEW的在线帮助系统 启动窗口 利用新建对话框可以新建三种类型的文件 分别是VI 项目和其他文件 六 LabVIEW编程环境 前面板和程序框图 LabVIEW程序被称为VI 扩展名默认为
10、vi 框图窗口 前面板窗口 图标 六 LabVIEW编程环境 六 LabVIEW编程环境 控件选板 控件选板仅位于前面板 控件选板中包括创建前面板所需的输入控件和显示控件 根据不同输入控件和显示控件的类型 将控件归入不同的子选板中 控件选板是设计前面板的工具 控件选板中的基本常用控件可以以现代 modern 经典 classic 和系统 system 三种风格显示 选择主菜单查看 控件选板选项或右击前面板空白处就可以显示控件选板 控件选板 1 数值控件 是输入和显示数值的最简单的方式 一般最多显示6位数字 超过6位自动转换为科学计数法表示 2 滑动杆控件 是带有刻度的数值对象 包括垂直和水平滑
11、动杆 液罐和温度计 3 滚动条控件 用于滚动数据的数值对象 有水平和垂直两种 4 旋转型控件 包括旋钮 转盘 量表和仪表 5 时间标识控件 用于向程序框图发送或从程序框图获取时间和日期值 数值型控件演示程序前面板 数值型控件演示程序的程序框图 六 LabVIEW编程环境 六 LabVIEW编程环境 控件属性 函数选板 函数选板仅位于程序框图 函数选板中包含创建程序框图所需的VI和函数 选择主菜单查看 函数选板选项或右击前面板空白处就可以显示函数选板 函数选板 六 LabVIEW编程环境 工具选板 在前面板和程序框图中都可以看到工具选板 工具选板上的每一个工具都对应于鼠标的一个操作模式 若自动工
12、具选择已经打开 当光标移到前面板和程序框图上的对象上时 LabVIEW将自动从选板中选择相应的工具 选择主菜单查看 工具选板选项可以工具选板 工具选板 自动选择工具操作值工具 改变控件值定位 调整大小 选择工具 定位 选择或改变对象大小编辑文本工具 用于输入标签文本或创建标签进行连线工具 用于在后面板中连接两个对象的数据端口对象快捷菜单工具 当点击某对象时 会弹出该对象的快捷菜单滚动窗口工具设置 清除断点工具 在调试程序过程中设置断点探针数据工具获取颜色工具设置颜色工具 六 LabVIEW编程环境 七 程序框图 由框图组成的图形对象共同构造出通常所示的源代码 由3中组件构建而成 1 节点 节点是程序框图上的对象 具有输入输出端 在VI运行时进行运算 2 接线端 用以表示输入控件或显示控件的数据类型 3 连线 程序框图中对象的数据传输通过连线实现 每根连线都只有一个数据源 但可以与多个读取该数据的VI和函数连接 不同数据类型的连线有不同的眼神 粗细和样式 常用连线类型 程序注释 双击任意位置后直接输入注释文本 当输完后再单击任意位置即可 七 程序框图 综合实例 仿真信号并计算其频谱特性 综合实例 仿真信号并计算其频谱特性
