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1、目录1 基础知识41.1 虚拟仪器构成41.2 虚拟仪器按总线分类41.3实例1-虚拟乘法器51.4 虚拟仪器程序（VI）组成62 LabVIEW入门知识62.1 数据类型及操作62.2 程序结构7(1) 顺序结构7(2) FOR循环7(3) While循环7(3) 实例A1-基于Express“已用时间”vi的交通灯8(4) Case结构8(5) 事件结构8(6) 使能结构请注意使用方法9(7) 公式节点9实例2-温度测控系统程序结构部分92.3 字符串、数组、簇和矩阵10(1) 实例3-虚拟计算器字符串应用10(2) 数组15(3) 簇15(4) 矩阵152.4 图形化显示数据15(1)
2、波形数据控件（Waveform）15(2) 实例4-波形图表15(3) 波形图16(4) XY曲线图17(5) 亮度图17(6) 数字波形图17(7) 实例5-三维图形182.5 Express VIs18(1) 实例6 声音信号的采集与播放192.6 文件I/O19(1) 文本文件19(2) 表单文件（电子表格文件）19(3) 二进制文件20(4) 数据记录文件21(5) XML文件21(6) 配置文件21(7) 波形文件21(8) 基于文本的测量文件（LVM文件）21(9) 数据存储文件（TDMS文件）212.7 子VI222.8 属性节点与方法节点22(1) 属性节点22(2) 方法节点
3、（调用节点）22(3) 通过子VI调用控件属性和方法-引用控件RefNum22(4) Ring、Enum、ComBox、ListBox和Tree控件22(5) 实例7 趋势图自动图例242.9 人机界面交互25(1) VI属性设置25(2) 运行主菜单25(3) 右键快捷菜单263. 数据采集与仪器控制263.1 数据采集DAQ26(1) 总线的分类27(2) 实例8- VISA串口读写28(3) 仪器驱动程序29(4) MAX30(5) DAQ助手303.2 研华PCI-1711数据采集卡简介31(1) 数据采集卡313.2 PCI-1711U管脚分布图323.3 研华PCI-1711数据采
4、集卡LabVIEW使用333.3.1 软件的安装333.3.2 硬件的安装343.4例程1-Labview模拟信号采集与处理353.4.1 PCI1711子VI介绍353.4.1 信号采集与处理系统设计374. LabVIEW与软件工程384.1 软件设计六个步骤384.2 LabVIEW项目管理器-Project Explorer39(1) 项目库（Project Library）39(2) 源代码管理工具-SCC(Source Code Control)405 LabVIEW高级编程要点405.1面向对象程序设计40(1) LabVIEW中的类和对象40(2) LabVIEW面向对象编程的
5、特点40(3) 面向对象和面向任务设计比较-电路板检测415.2 动态程序控制技术41(1) VI服务器41(2) 动态VI控制42(3) 实例8-多面板程序设计435.3 LabVIEW外部程序接口43(1) DLL与API的调用43(2)CIN 节点45(3) ActiveX45(4) LabVIEW与Matlab混合编程475.4 访问数据库47(1) ODBC47(2) ADO48(3) LabSQL49(4) LabVIE Data Connectivity 工具包50(5) Database Connectivity应用典型实例515.5 LabVIEW网络编程59(1) 共享变量
6、60(2) DataSocket60(3) TCP与UDP通信61(4) 远程VI面板连接625.6 定时结构与同步技术62(1) 定时结构62(2) 同步技术63(3) 用户事件655.7 LabVIEW程序优化设计65(1) LabVIEW的程序设计模式-交通灯状态机实例65(2) LabVIEW与多线程676数据采集系统设计686.1 总体要求68目标：虚拟仪器个人实验室1 基础知识1.1 虚拟仪器构成 虚拟仪器的硬件结构通常，仪器由三大功能构成，即信号的采集、数据的处理、结果的显示，虚拟仪器也是按照“信号的调理和采集-数据的分析与处理-结果的输出和显示”的结构模式。虚拟仪器通常有硬件设
7、备与接口、设备驱动程序（或仪器驱动器）和虚拟器面板构成。硬件设备与接口：PC为基础的各种内置功能插卡、通用接口总线（GPIB）卡、串口、VXI总线接口及其他可编程的外置测试设备。如USB/PCI接口的数据采集卡、带有HP-IB和RS232接口的HP34401A数字万用表、带有GPIB接口的Pragmatic2205A任意波形发生器等。设备驱动程序：是控制硬件接口的驱动程序，虚拟仪器通过底层设备驱动软件与真实的仪器系统进行通讯；虚拟仪器面板：计算机的屏幕显示，利用软件，典型的如Labview，组态，VC仪表等，其显示的控件与真实的仪器面板操作元素对应，可以利用鼠标和键盘操作，如同操作真实仪表一样
8、。 虚拟仪器的软件结构对VXI总线虚拟仪器而言，软件结构包括三部分，如图所示。图1.1 虚拟仪器软件框架仪器驱动器完成对某一特定仪器控制与通信的软件程序，是完成对仪器硬件控制的纽带，它作为应用程序程序的一部分在计算机上运行。VISA(Virtual Instrument Software Architecture)是VXI plug&play规范规定的生成虚拟仪器的软件结构和模式，它包括统一的仪器控制结构（可理解为标准协议模块），与操作系统、编程语言、硬件接口无关的应用程序编程接口，如Labview中的通讯模块vi。所有自动测试系统的控制器（包括VXI和GPIB控制器）只有具备了相应的VISA
9、 API后，才能满足VXI plug&play的要求，也才能在其上开发开放的，具有较强兼容性的自动测试软件。1.2 虚拟仪器按总线分类 PC总线插卡型虚拟仪器：PC-DAQ/PCI插卡； GPIB（通用接口总线）方式的虚拟仪器：IEEE 488，在PC机上，一块GPIB接口卡和若干台GPIB接口的仪器通过GPIB电缆连接。 VXI总线方式虚拟仪器：VXI总线是一种高速计算机总线VME在VI领域的扩展，优点：稳定电源、强力的冷却和严格的RFI/EMI屏蔽。需要机箱、零槽管理器、嵌入式控制器，造价比较高。 PXI总线方式虚拟仪器：PCI总线增强版，增加了多板同步触发，普通台式PCI只有3-4个扩展
10、槽，PXI总线方式，有8个，通过PCI-PCI桥接器，可形成256个，性价比高。 并行总线方式的虚拟仪器； 串行总线方式的虚拟仪器：USB的级联星型拓扑大大扩充其外设数量，便捷、快速。我们主讲PC插卡-并口式-串口USB方式。1.3实例1-虚拟乘法器虚拟仪器设计一般方法:(1) 安装完毕LabVIEW程序后（过程略），打开LabVIEW应用程序，进入启动界面；将会看到VI程序和工程创建栏、新近打开的工程和VI程序列表栏帮助资源列表栏；(2) 新建（N）中，可选择创建新的工程，用来管理LabVIEW文件和非LabVIEW文件、创建可执行文件、下载文件到目标等，默认后缀名为.lvproj。(3)
11、前面板和程序框图代码；(4) 菜单栏：主菜单（文件、编辑、试图、项目、操作、工具、窗口、帮助）和快捷菜单（对象上右键产生）；(5) 工具条；(6) 控件选板（输入和显示）和工具选板（着色）；(7) 导航窗口和即时帮助，范例查找器；(8) Tools-Advanced-Edit Palette set定制控件和函数选板；(9) 程序框图中的连线，通过单击、双击和三次来选中所有连线； 图1.2 虚拟乘法器虚拟乘法器，步骤如下：前面板中-控件（Controls）模板中添加2个数值输入控件，1个数值输出控件，1个按钮控件。（控件选板可从“查看”菜单下激活，也可右键鼠标单击弹出）；前面板中-使用（Too
12、ls）模板中的编辑文字工具，修改标题分别为“乘数x、乘数y、乘积及检验”，并添加“虚拟乘法器”标题。程序面板中-在函数模板（Functions）中选择“编程-结构-while循环”图框，框住四个对象，拨动开关连接至while循环终止条件。程序面板中-“函数模板-编程-数值-乘法”，添加“节点”，使用Tools工具模板中连线工具，完成连线。(10) 保存运行查看效果。(11) 可以利用工具模板上及工具条上的单步运行/探针/断点工具来调试系统。 单步运行，循环内和子vi内也是一步一步运行； 单步跳过，循环内和子vi内仅作为一个节点运行，其他单步； 单步跳出，跳出单步运行模式，程序暂停。 高亮显示，
13、连线和连线端的数据。1.5 作业1. 熟悉while的使用，终止条件的使用，等待函数wait毫秒计时的使用。1.4 虚拟仪器程序（VI）组成从上述制作过程可以看出： 三部分：前面板、数据流框图（源代码）、图标/连接端口。 LabVIEW是基于数据流的编译型图形编程环境。（可通过DDE和TCP/IP实现数据共享） LabVIEW有三类图形化的操作面板，即控件（Controls）模板、工具（Tools）模板和函数（Functions）模板，从“查看”菜单下可以显示和隐藏这些模板。 前面板都有一个流程图程序与之对应，流程图是图形化的源代码，是虚拟仪器测试功能软件的图形化描述，每个端口用于与程序前面板
14、的控制和显示传递数据； 流程图程序由节点和数据线连接而成，节点用于实现函数和功能调用，而连线代表程序执行过程中的数据流。 图框用于实现结构化程序控制命令，如while结构，for结构等。 无论在前面板还是程序框图代码中，均可通过控件对象-右键来改变其属性，如数值控件的数据类型等。 应用文本式编程语言的数据采集系统，要求开发人员具有良好编程基础及一定硬件知识，对采集数据的分析处理可借助其他工具实现。而基于图形化虚拟仪器编程语言 LabVIEW，采用封装功能模块及调用硬件驱动的动态链接程序，能方便地实现系统开发。 LabVIEW的优势主要体现在： 1. 丰富的图形控件； 2. 内建编译器，语法错误即时显示； 3. 数据流模型，自动实现多线程并行运行任务； 4. DLL、CIN节点、ActiveX、.NET或MATLAB脚本节点技术，轻松实现与其他语言混合编程； 5. 应用程序生成器轻松发布EXE、动态链接库或安装包； 6. 大量驱动与专用工具，硬件轻松连接； 7. 内建600多个分析函数，用于数据分析和信号处理； 8. 丰富的附件模块，如实时模块、PDA模块、FPGA模块、数据记录与监控（DSC）模块、机器视觉模块与触摸屏模块。2 LabVIEW入门知识2.1 数据类型及操作SGL(32位), DBL（64位）, EXT(扩展精
