虚拟仪器复习整理

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1、1.1.什么是虚拟仪器什么是虚拟仪器? ?虚拟仪器是指在以通用计算机虚拟仪器是指在以通用计算机 为核心的硬件平台上，由用户自己设计定义，具为核心的硬件平台上，由用户自己设计定义，具 有虚拟的操作面板，测试功能由测试软件来实现有虚拟的操作面板，测试功能由测试软件来实现 的一种计算机仪器系统。的一种计算机仪器系统。虚拟仪器是这样的一种 仪器系统：在用户需要某种测试功能时，可由用 户自己通过计算机平台利用图形软件对测量模块 进行分层组合，以生成所需要的测试功能。 2.虚拟的含义虚拟的含义 虚拟的仪器面板 虚拟仪器的测 控功能。 3.3.虚拟仪器的组成虚拟仪器的组成:硬件和软件两大部分构成。 4.硬件

2、硬件:计算机和 I/O 接口设备；虚拟仪器的构成虚拟仪器的构成 方式方式：基于数据采集卡的虚拟仪器、基于 GPIB 方 式的虚拟仪器、基于 VXI 总线方式的虚拟仪器、 基于 PXI 总线方式的虚拟仪器、基于串行总线方 式的虚拟仪器、基于 LXI 总线方式的虚拟仪器 软件：软件：采用层次结构，由下而上依次是： I/O 接接 口软件、仪器驱动程序（口软件、仪器驱动程序（这类程序用来完成特定外部硬件设备的扩展、驱动与通信） 、 应用软件应用软件 （主要包括仪器面板控制软件仪器面板控制软件和数据分析处理数据分析处理软 件） 5.5.虚拟仪器的优势：虚拟仪器的优势：1.丰富和增强了传统仪器的功 能。2

3、.突出“软件即仪器”的概念 3.仪器由用户 自己定义。4.开放的工业标准。5.便于构成复杂的 测试系统,经济性好。特点特点: : 关键是软件、开发与 维护费用低、技术更新周期短、价格低，并且可 重用性与可配置性强、用户定义仪器功能、系统 开放、灵活，与计算机的进步同、容易与其他设 备连接。 6.6.仪器的发展历史：仪器的发展历史：第一代模拟仪器；第二代数 字化仪器；第三代智能仪器；第四代虚拟仪器； 虚拟仪器技术发展阶段虚拟仪器技术发展阶段: :1、利用计算机增强仪器 的功能、2、开放式的仪器结构（一是插入式计算 机数据处理卡；二是 VXI 仪器总线标准的确立） 、 3、虚拟仪器框架得到广泛认同

4、和采用。1.1.使用使用 LabVIEWLabVIEW 开发平台编制的程序称为虚拟仪开发平台编制的程序称为虚拟仪 器程序，简称器程序，简称 VIVI。 2.VI2.VI 包括三个部分：包括三个部分：前面板：前面板：交互式的用户界面； 程序框图：程序框图：包含用于定义 VI 功能的图形化源代码， 用模块代替普通函数；图标和连线板图标和连线板 ：用以识别 VI 的接口，以便在创建 VI 时调用另一个 VI。当 一个 VI 应用在其他 VI 中，则称为子 VI。子 VI 相当于文本编程语言中的子程序。 3.LabVIEW 的特点：编程简单的特点：编程简单，不需要记忆编程 语言，只要通过交互式图形前面

5、板进行系统控制 和结果显示；开发周期短开发周期短，只需通过交互式图形 前面板进行系统控制和结果显示，可省去硬件面 板的制作；功能性强功能性强，可省去硬件面板的制作； 高效性，高效性，这主要是以软件做保证，以功能强大的 LabVIEW 作为软件开发平台；开放性，可根据实 际情况进行更新扩展，发展迅速；自定义性；自定义性，工 程师们可以在非常广泛的测量和控制应用中自定 义芯片级硬件功能；性价比高性价比高，能一机多用。 4.前面板是前面板是 VI 的用户界面；程序框图的用户界面；程序框图是图形化源 代码的集合，图形化源代码又称 G 代码或程序框 图代码。 5.程序框图对象程序框图对象包括接线端、节点

6、，由接线端、节接线端、节 点、连线和结构点、连线和结构等构成：接线端：接线端用来表示输入控 件和显示控件的数据类型；节点；节点是程序框图上的 对象，具有输入、输出端口，在 VI 运行时进行运算；连线；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；结构；结构是文本编程语 言中的循环和条件语句的图形化表示。 6.LabVIEW8.2.LabVIEW8.2 包含包含 3 3 个操作选板：工具选板个操作选板：工具选板、控控 件选板件选板（控件选板包括创建前面板所需的输入控 件和显示控件） 、函数选板函数选板(函数选板中包含创建程

7、序框图所需的 VI 和函数)。 前面板：工具选板前面板：工具选板和控件选板；程序框图：工具控件选板；程序框图：工具 选板选板和函数选板函数选板 7.菜单和工具栏菜单和工具栏用于操作和修改前面板前面板和程序框图程序框图 上的对象；VI 窗口顶部的菜单为通用菜单。窗口顶部的菜单为通用菜单。 LabVIEW8.2 菜单菜单包括文件、编辑、查看、项目、 操作、工具、窗口、帮助八大项；工具栏前工具栏前 4 个个 图标图标分别是：运行、连续运行、中止运行、暂停 运行。 8.8.创建一个虚拟仪器的一般步骤：创建一个虚拟仪器的一般步骤：1）前面板设计、 2）程序框图、3）数据流编程、4）功能检验、 5）保存文

8、件 9.9.虚拟仪器的一般调试步骤：虚拟仪器的一般调试步骤：1）运行 VI、2）清 除语法错误、3）高亮显示执行过程、4）单步执 行、5）断点、6）探针工具 创建出现的问题需创建出现的问题需 要调试要调试 10. 构造一个子构造一个子 VI 的主要工作就是需先为子 VI 创建连线板和图标，创建连线板和图标，先图标后连线板。1.结构结构是控制 G 程序数据流程的元素，G 语言包语言包 含的结构有：含的结构有： 循环结构（While loop 结构、For Loop 结构） 、条件结构、顺序结构、公式节点、事 件结构。 2.While 循环与循环与 For 循环区别：循环区别：For 循环必须指定

9、 循环的次数，循环一定的次数后自动退出循环； 而 While 循环则不用指定循环的次数，只需要指 定循环退出的条件。 3.For 循环循环是将某程序段重复执行预先设定的次数， 两个端口：计数端口两个端口：计数端口 N、重复端口、重复端口 i For(i =0；iN；i+) 循环体； 4.移位积存器的功能移位积存器的功能是将第 i-1, i-2, i-3次循环的 计算结果保存在 For 循环的缓冲区内，并在第 i 次 循环时将这些数据从循环况架左侧的移位寄存器中送出，供循环框架内的节点使用，其中， i=0,1,2,3 。 5.While（条件）（条件） 循环体；循环体； do 循环体；循环体；

10、While（条件）（条件） 两个端口：条件端口和重复端口两个端口：条件端口和重复端口 i ，条件端口输 入的是布尔变量，它用于判断循环在什么条件下 停止执行。它有两种使用状态：Stop if True 和 Continue if True ，重复端口 i 为当前循环的次数。6.条件结构条件结构的选择端口的外部控制条件的数据类型 有整型、布尔型、字符串型和枚举型。控制条件控制条件 的数据类型必须与图框标识符图框标识符中的数据类型一致。7.顺序结构的功能顺序结构的功能是强制程序按一定的顺序执行。顺序结构包含顺序结构包含一个或多个按顺序执行的子程序框 图或帧，两种顺序结构：两种顺序结构：平铺式顺序结

11、构、层叠 式顺序结构。 8.事件事件是对活动发生的异步通知。事件来自于事件来自于用户 界面、外部 I/O 或程序的其他部分。用户界面事件用户界面事件 包括鼠标点击、键盘按键等动作。事件结构包含事件结构包含 超时端口和事件端口；事件选择器标签事件选择器标签表明由哪 些事件引起了当前分支的执行；事件超时接线端；事件超时接线端 用于设置事件结构在等待指定事件发生时的超时 时间；事件数据节点；事件数据节点用于输出事件的参数，端口 数目和数据类型根据事件的不同而不同。 9.用户界面事件有两种类型：通知事件、过滤事件。用户界面事件有两种类型：通知事件、过滤事件。 通知事件通知事件表明某个用户操作已经发生，

12、比如用户 改变了控件的值；过滤事件；过滤事件将通知用户 LabVIEW 在处理事件之前已由用户执行了某个操作，以便 用户就程序如何与用户界面的交互作出响应进行 自定义。 10.公式节点：公式节点：一种专用于处理数学公式编程的特 殊结构形式。公式节点的创建步骤：公式节点的创建步骤：1、创建公式 节点 ，2、添加输入、输出端口 ；3、输入程序 代码；基本公式节点框架中出现的所有变量，必必 须有一个相对应的输入端口或输出端口须有一个相对应的输入端口或输出端口 11. LabVIEW 中的三种数据类型：字符串、数组中的三种数据类型：字符串、数组 和簇。字符串和簇。字符串是 ASCII 码集合；数组；数

13、组与其他编程 语言中的数组概念是相同的；簇；簇相当于 C 语言中 的结构数据类型。 字符串字符串是可显示的或不可显示的 ASCII 字符序列。 在前面板上，字符串以表格、文本输入框和标签 的形式出现。字符串有 4 种显示类型 ：数组数组是相同类型数据元素的有序集合。有有 2 种创种创 建方法：建方法：前面板上创建数组、程序框图上创建数 组 。创建数组步骤：，创建数组步骤：，1、建一个数组的、建一个数组的“壳壳” （shell） ，2、在这个壳中置入数组元素（数或字、在这个壳中置入数组元素（数或字 符串等）符串等） 。 簇簇是由不同类型的数据元素组成的一种数据类型。簇是簇是 LabVIEW 中一

14、个比较特别的数据类型。中一个比较特别的数据类型。 族的大小是固定的。族的大小是固定的。在一个簇对象中，簇元素只 能同为控制件或指示件，不能同时包含两种。一 个簇是控制簇还是指示簇，取决于放进簇中的第 一个元素。 12.局部变量：局部变量：只能在同一个 VI 中使用的变量。创创 建局部变量的两种方法建局部变量的两种方法:1、直接为前面板对象创建 局部变量；2、通过函数选板创建局部变量。局部局部 变量具有读、写两种属性变量具有读、写两种属性 局部变量的特点：局部变量的特点：1、局部变量只能在同一个 VI 中使用，其生存期与它所在的 VI 模块密切相关， VI 停止运行，在此 VI 内定义的局部变量

15、自动消失。 2、局部变量必须依附在一个前面板对象上。一个 前面板对象可以建立多个局部变量，但一个局部 变量只能有一个端点与其对应。3、局部变量就是 其相应前面板对象的一个数据拷贝，要占用一定 的内存。 13.全局变量：全局变量：可在不同 VI 之间进行数据传递。 全局变量的特点：全局变量的特点：1、LabVIEW 中的全局变量相 对于传统编程语言中的全局变量更加灵活。2、全 局变量与子 VI 的不同之处在于它不是一个真正的 VI，不能进行编程，只能用于简单的数据存储与 数据传递。3、全局变量不能用于两个 VI 之间的 实时数据传递。因为，通常情况下两个 VI 对全局 变量的读写速度不能保证严格

16、一致。 14.文件操作文件操作 3 个基本步骤：个基本步骤：打开现存文件或创建 一个新文件、写入或读取文件、关闭文件。 LabVIEW 可读写的文件格式有：可读写的文件格式有：文本文件、二进 制文件、数据记录文件。文本文件文本文件是一种以 ASCII 形式存储数据的文件格式，它存储数据的数据类 型为字符串。文本文件的存储文本文件的存储是通过写入文本文写入文本文 件函数件函数和读取文本文件函数读取文本文件函数来完成的。 15.图形显示控件主要分成两大类：图形：图形显示控件主要分成两大类：图形：图形的 VI 通常先将数据采集到数组中，再将数据绘制到 图形中；图表：；图表：图表将新的数据点追加到已显示 的数据点上以形成历史记录。区别在于各自不同区别在于各自不同 的数据显示和更新方式：的数据显示和更新方式：含有图形的 VI 通常将 数据采集到数组中，再将数据绘制到图形中 16.LabVIEW 包含以下类型的图形和图表：包含以下类型的图形和图表：1） 波形图和图表，显示采样率恒定的数据。