虚拟仪器Labview基本用法.

1、1虚拟仪器技术及应用虚拟仪器技术及应用自动化学院自动化学院 吴卓葵吴卓葵仲恺农业工程学院仲恺农业工程学院2（5）虚拟仪器的结构）虚拟仪器的结构3虚拟仪器由哪两部分组成？虚拟仪器由哪两部分组成？虚拟仪器由虚拟仪器由硬件硬件和和软件软件两部分组成，其中两部分组成，其中硬件是基硬件是基础，软件是核心础，软件是核心。4数据分析与处理数据分析与处理电量（物理量）电量（物理量）A/D转换转换测量数据（数字量）测量数据（数字量）仪器面板仪器面板虚拟仪器的内部功能，可划分为虚拟仪器的内部功能，可划分为信号采集与控制、数据分信号采集与控制、数据分析与处理、结果表示与输出析与处理、结果表示与输出三大功能模块。三大

2、功能模块。信号采集与控制信号采集与控制主要由虚拟仪器的主要由虚拟仪器的通用硬件平台通用硬件平台，并配合，并配合仪器驱动程序仪器驱动程序共同完成，而共同完成，而数据分析与处理、结果表达与数据分析与处理、结果表达与输出输出则主要由则主要由用户应用软件用户应用软件完成。完成。虚拟仪器的软硬件是怎么配合的？虚拟仪器的软硬件是怎么配合的？5虚拟仪器的硬件由哪两部分组成？虚拟仪器的硬件由哪两部分组成？硬件包括硬件包括测量硬件测量硬件和和普通计算机普通计算机。6测量硬件与普通计算机如何连接？测量硬件与普通计算机如何连接？测量硬件测量硬件接口和线缆接口和线缆普通计算机普通计算机7有哪些接口类型？能否说出常见的

3、几种？有哪些接口类型？能否说出常见的几种？测量硬件测量硬件接口和线缆接口和线缆普通计算机普通计算机8有哪些接口类型？能否说出常见的几种？有哪些接口类型？能否说出常见的几种？测量硬件测量硬件接口和线缆接口和线缆普通计算机普通计算机（1 1）串口）串口RS-232/4859有哪些接口类型？能否说出常见的几种？有哪些接口类型？能否说出常见的几种？测量硬件测量硬件接口和线缆接口和线缆普通计算机普通计算机（2 2）USBUSBUSB接口接口10USB接口接口（2）USB全称是全称是Universal Serial Bus，即通用串行总线。，即通用串行总线。具有支持热插拔、传输速率高等优点，是具有支持热插

4、拔、传输速率高等优点，是目前外部目前外部设备的主流接口方式设备的主流接口方式。广泛应用于广泛应用于U盘、手机、数码相机、打印机、扫描盘、手机、数码相机、打印机、扫描仪、摄像头仪、摄像头等。等。11USB接口接口什么是什么是USB 1.1、USB 2.0和和USB3.0?USB 1.1、USB 2.0和和USB3.0都是都是USB的接口规范，的接口规范，其差异主要表现在其差异主要表现在速度速度上。上。USB 1.1 最高传输速率只有最高传输速率只有1.5MB/s，USB 2.0 最高传输速率可达最高传输速率可达60MB/s。USB 1.1已接近淘汰，已接近淘汰，USB 2.0向下兼容向下兼容US

5、B 1.1。12有哪些接口类型？能否说出常见的几种？有哪些接口类型？能否说出常见的几种？测量硬件测量硬件接口和线缆接口和线缆普通计算机普通计算机（3 3）PCIPCI个人电脑接口（个人电脑接口（Personal Computer Interface）PCI13有哪些接口类型？能否说出常见的几种？有哪些接口类型？能否说出常见的几种？测量硬件测量硬件接口和线缆接口和线缆普通计算机普通计算机（4 4）GPIBGPIB可编程的通用接口总线可编程的通用接口总线GPIB (General Purpose Interface Bus)，也称此总线为，也称此总线为IEEE488。缺点缺点为总线的传输速度不够高

6、（最大为为总线的传输速度不够高（最大为1MB/s) 。GPIB14有哪些接口类型？能否说出常见的几种？有哪些接口类型？能否说出常见的几种？测量硬件测量硬件接口和线缆接口和线缆普通计算机普通计算机（5 5）VXIVXIVXIVXI(VME bus eXtensions for Instrumentation)VXI：40MB/s，1987年提出。年提出。15有哪些接口类型？能否说出常见的几种？有哪些接口类型？能否说出常见的几种？测量硬件测量硬件接口和线缆接口和线缆普通计算机普通计算机（5 5）PXIPXIPXI（PCI eXtension for Instrumentation) PXI：132

7、-264MB/s，1997年提出。年提出。PXI16（1 1）基于）基于PCPC总线的虚拟仪器总线的虚拟仪器内置内置PCPC总线（如总线（如PCIPCI）的通用数据采集卡）的通用数据采集卡 （DAQDAQ，Data AcquisitionData Acquisition）。）。（2 2）基于）基于GPIBGPIB通用接口总线的虚拟仪器通用接口总线的虚拟仪器国际标准（国际标准（IEEE488.1IEEE488.1和和IEEE488.2IEEE488.2），技术成熟；），技术成熟；但其数据传输速度一般低于但其数据传输速度一般低于500Kb/s500Kb/s，对测试速度，对测试速度要求很高的场合不太

8、适用。要求很高的场合不太适用。17（3 3）基于）基于VXlVXl总线的虚拟仪器总线的虚拟仪器具有模块化、系列化、通用化、具有模块化、系列化、通用化、“即插即用即插即用”及及VXIVXI仪器的互换性和互操作性。仪器的互换性和互操作性。但价格相对较高，适合于高端的测试领域。但价格相对较高，适合于高端的测试领域。（4 4）基于）基于PXIPXI总线的虚拟仪器总线的虚拟仪器兼容兼容PCIPCI总线产品。总线产品。集集Compact PCICompact PCI的高性能和的高性能和VXIVXI可靠性，性价比最好。可靠性，性价比最好。181920计算机与测量硬件连接后是怎样控制测量硬件的？计算机与测量硬

9、件连接后是怎样控制测量硬件的？通过通过硬件驱动程序硬件驱动程序控制测量硬件。控制测量硬件。21数据处理、数据显示程序是怎样设计出来的？数据处理、数据显示程序是怎样设计出来的？数据处理、数据显示程序通过数据处理、数据显示程序通过编程软件设计编程软件设计。222324如果有测量硬件，按怎样的步骤设计虚拟仪器系统如果有测量硬件，按怎样的步骤设计虚拟仪器系统? ?仪器驱动程序设计或安装仪器驱动程序设计或安装应用软件设计。应用软件设计。25虚拟仪器硬件的驱动程序应该怎样设计或安装？虚拟仪器硬件的驱动程序应该怎样设计或安装？测量硬件一般由硬件厂商提供，不用设计，安装即可。测量硬件一般由硬件厂商提供，不用设

10、计，安装即可。自己设计的硬件，采取串口或自己设计的硬件，采取串口或USBUSB接口等，应用软件编程接口等，应用软件编程环境一般提供有接口函数。环境一般提供有接口函数。2626串口串口27串口操作函数串口操作函数2829串口操作串口操作30虚拟仪器的用户软件的设计包含哪两部分？虚拟仪器的用户软件的设计包含哪两部分？包含包含用户界面设计用户界面设计和和程序设计程序设计两部分。两部分。313233有哪些编程软件可以进行虚拟仪器的用户软件设计？有哪些编程软件可以进行虚拟仪器的用户软件设计？34（1 1）通用的可视化软件编程环境）通用的可视化软件编程环境MicrosoftMicrosoft公司的公司的V

11、isual C+Visual C+、Visual BasicVisual Basic、 Visual C#Visual C#等。等。InpriseInprise公司的公司的DelphiDelphi和和C+ BuilderC+ Builder等。等。35（2 2）专用于虚拟仪器开发的软件编程环境）专用于虚拟仪器开发的软件编程环境图形化编程（图形化编程（G G语言）环境：语言）环境：AgilentAgilent VEE VEE、NI NI LabVIEWLabVIEW；文本编程环境：文本编程环境：NI LabWindowsNI LabWindows/CVI/CVI。其中，其中，LabVIEWLab

12、VIEW是目前最流行、应用最广、发展是目前最流行、应用最广、发展最快、功能最强的图形化软件最快、功能最强的图形化软件。非常适于非常适于仪器仪器、测量与控制测量与控制领域的虚拟仪器软件领域的虚拟仪器软件开发。开发。36NINI公司还推出了用于公司还推出了用于数据采集、自动测试、工业控制与自数据采集、自动测试、工业控制与自动化动化等领域的多种设备驱动软件和应用软件，如：等领域的多种设备驱动软件和应用软件，如：1 1）LabVIEWLabVIEW的实时应用版本的实时应用版本LabVIEWLabVIEW RT RT；2 2）工业自动化软件）工业自动化软件BridgeVIEWBridgeVIEW；3 3

13、）工业组态软件）工业组态软件LookoutLookout；4 4）基于）基于ExcelExcel的测量与自动化软件的测量与自动化软件MeasureMeasure；5 5）即时可用的虚拟仪器平台）即时可用的虚拟仪器平台VirtualBenchVirtualBench；6 6）生理数据采集与分析软件）生理数据采集与分析软件BiobenchBiobench；7 7）测试执行与管理软件）测试执行与管理软件TestStandTestStand；8 8）还包括）还包括NI-488.2NI-488.2、NI-VISANI-VISA、NI-VXINI-VXI、NI-DAQNI-DAQ、NI-IMAQNI-IM

14、AQ、NI-CANNI-CAN、NI-FBUSNI-FBUS等设备驱动软件；等设备驱动软件；9 9）以及各种）以及各种LabVIEWLabVIEW和和LabWindowsLabWindows/CVI/CVI的增值软件工具包。的增值软件工具包。37（6）虚拟仪器技术应用）虚拟仪器技术应用381.5 虚拟仪器技术应用虚拟仪器技术应用1. 1. 应用广泛应用广泛从军事到民用；从军事到民用；特别是特别是仪器仪器、测量与控制测量与控制、自动化自动化等领域。等领域。SCADASCADA(Supervisory(Supervisory Control And Data Acquisition) Contro

15、l And Data Acquisition)系统，即数据采集与监视控制系统系统，即数据采集与监视控制系统 392.2.虚拟仪器应用案例虚拟仪器应用案例虚拟仪器在通用仪器综合校准系统中的应用，海军航空工程学院。虚拟仪器在通用仪器综合校准系统中的应用，海军航空工程学院。基于基于PXIPXI总线仪器的导弹自动测试系统，军械工程学院。总线仪器的导弹自动测试系统，军械工程学院。总线电子装备故障诊断系统，海军工程大学。总线电子装备故障诊断系统，海军工程大学。基于虚拟仪器的无线电引信动态性能测试系统，军械工程学院。基于虚拟仪器的无线电引信动态性能测试系统，军械工程学院。虚拟仪器在航空测试中的应用，海军航空

16、工程学院。虚拟仪器在航空测试中的应用，海军航空工程学院。虚拟仪器在标准电阻检定中的应用，上海市计量测试研究院。虚拟仪器在标准电阻检定中的应用，上海市计量测试研究院。基于基于PXIPXI总线的多通道瞬态测试记录系统，西北工业大学。总线的多通道瞬态测试记录系统，西北工业大学。在虚拟仪器平台上构建便携式车辆综合测试系统，太原机械学院。在虚拟仪器平台上构建便携式车辆综合测试系统，太原机械学院。基于虚拟仪器的无纸记录仪，马钢股份公司。基于虚拟仪器的无纸记录仪，马钢股份公司。虚拟仪器在医学工程中的应用，广州南方医院。虚拟仪器在医学工程中的应用，广州南方医院。40（7）总结）总结41422 虚拟仪器软件开发

17、平台虚拟仪器软件开发平台仲恺农业工程学院仲恺农业工程学院432.1 虚拟仪器软件开发平台介绍虚拟仪器软件开发平台介绍2 虚拟仪器软件开发平台虚拟仪器软件开发平台442 虚拟仪器软件开发平台虚拟仪器软件开发平台数据分析与处理数据分析与处理模拟量（电量）模拟量（电量）A/D转换转换测量数据（数字量）测量数据（数字量）仪器面板仪器面板452.1 虚拟仪器软件开发平台介绍虚拟仪器软件开发平台介绍文本式编程语言文本式编程语言有有C C、Visual C+Visual C+、Visual BasicVisual Basic、DelphiDelphi和和C+ BuilderC+ Builder和和NINI

18、LabwindowsLabwindows/CVI/CVI等。等。图形化编程语言图形化编程语言有有NINI公司的公司的LabVIEWLabVIEW和和AgilentAgilent公司的公司的Agilent VEEAgilent VEE等。等。 462.1 虚拟仪器软件开发平台介绍虚拟仪器软件开发平台介绍（一）（一） LabWindows/CVICVI： C for Virtual Intrument用于虚拟仪器的用于虚拟仪器的C C语言语言47LabWindows/CVI的特点的特点（1 1）面向仪器面向仪器的交互式的交互式C C语言语言开发平台，将功能强大、使用灵开发平台，将功能强大、使用灵活

19、的活的C C语言语言平台与用于平台与用于数据获取、数据分析和显示数据获取、数据分析和显示的的测控专业工测控专业工具具有机地结合起来。有机地结合起来。（2 2）为熟悉）为熟悉C C语言语言的开发人员提供了一个理想的的开发人员提供了一个理想的虚拟仪器软件虚拟仪器软件开发环境开发环境。482.1 虚拟仪器软件开发平台介绍虚拟仪器软件开发平台介绍（二）（二） Agilent VEEAgilent VEE: Agilent Visual Engineering Environment安捷伦可视化工程环境安捷伦可视化工程环境492.1 虚拟仪器软件开发平台介绍虚拟仪器软件开发平台介绍图形化的编程图形化的编

20、程提供显示和控制模块，如提供显示和控制模块，如按钮按钮、图表图表、温度指示器温度指示器等。等。502.1 虚拟仪器软件开发平台介绍虚拟仪器软件开发平台介绍强大的数据分析与处理强大的数据分析与处理数理统计、类型比较、矩阵运算、微积分、信号分析与数理统计、类型比较、矩阵运算、微积分、信号分析与处理、数字滤波器等处理、数字滤波器等 。数据分析与处理数据分析与处理模拟量（电量）模拟量（电量）A/D转换转换测量数据（数字量）测量数据（数字量）仪器面板仪器面板512.1 虚拟仪器软件开发平台介绍虚拟仪器软件开发平台介绍丰富的仪器驱动程序丰富的仪器驱动程序522.1 虚拟仪器软件开发平台介绍虚拟仪器软件开发

21、平台介绍内置的程序编译器内置的程序编译器交互式编译器技术交互式编译器技术 灵活的程序调试手段灵活的程序调试手段可设断点、单步、分步。可设断点、单步、分步。支持多种系统平台支持多种系统平台 网络功能网络功能532.1 虚拟仪器软件开发平台介绍虚拟仪器软件开发平台介绍（三）（三） LabVIEWLabVIEW: Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench实验室虚拟仪器工程平台实验室虚拟仪器工程平台（1 1）LabVIEWLabVIEW是是NINI公司于公司于19861986年年推出的一种高效的推出的一种高效的图图形化软件开发环境形化软件开

22、发环境。542.1 虚拟仪器软件开发平台介绍虚拟仪器软件开发平台介绍（2 2）LabVIEWLabVIEW是一种图形化编程语言（是一种图形化编程语言（G G语言语言），技术人员），技术人员不不用掌握太多的计算机编程知识用掌握太多的计算机编程知识，只需通过定义和连接代表各种，只需通过定义和连接代表各种功能模块的图标，就能方便快速地建立起通常只有功能模块的图标，就能方便快速地建立起通常只有编程技巧高编程技巧高超的程序员超的程序员才能编制出的应用程序。才能编制出的应用程序。552.1 虚拟仪器软件开发平台介绍虚拟仪器软件开发平台介绍（3 3）LabVIEWLabVIEW的特点：的特点：图形化的仪器编

23、程环境图形化的仪器编程环境提供提供测量和控制领域测量和控制领域广泛使用的广泛使用的图形显示和控制对象图形显示和控制对象，如，如表头、表头、旋钮、图表旋钮、图表等。等。用户可以采用用户可以采用流程图式流程图式的编程方法简单迅速地编写程序。的编程方法简单迅速地编写程序。562.1 虚拟仪器软件开发平台介绍虚拟仪器软件开发平台介绍内置高效的程序编译器内置高效的程序编译器编译方式运行编译方式运行3232位位应用程序应用程序 ，执行速度与，执行速度与C C语言语言不相不相上下。上下。内置内置代码评估器代码评估器，可以将程序中，可以将程序中对时间要求苛刻对时间要求苛刻的部的部分代码进行分析和优化。分代码进

24、行分析和优化。LabVIEWLabVIEW可将程序转换为可将程序转换为“* *.EXE”.EXE”独立可执行文件。独立可执行文件。572.1 虚拟仪器软件开发平台介绍虚拟仪器软件开发平台介绍灵活的程序调试手段灵活的程序调试手段用户可以在程序中用户可以在程序中设置断点设置断点或或单步执行程序单步执行程序。在程序的在程序的数据流数据流上设置上设置探针探针，观察程序运行过程中，观察程序运行过程中数据的变化数据的变化。582.1 虚拟仪器软件开发平台介绍虚拟仪器软件开发平台介绍支持各种数据采集与仪器通信应用支持各种数据采集与仪器通信应用支持支持ISAISA、EISAEISA、PCIPCI、PCMCIA

25、PCMCIA和和MacintoshNuBusMacintoshNuBus等各种总线，等各种总线，提供提供工业工业I/OI/O设备设备的驱动程序，以及符合工业标准的的驱动程序，以及符合工业标准的VISAVISA、GPIBGPIB、VXIVXI和和RS232RS232驱动程序库。驱动程序库。PCMCIA: PERSONAL COMPUTER MEMORY CARD INTERNATIONAL ASSOCIATION专门用在笔记本或专门用在笔记本或PDAPDA、数码相机等便携设备上的一种接口规范、数码相机等便携设备上的一种接口规范592.1 虚拟仪器软件开发平台介绍虚拟仪器软件开发平台介绍支持各种数

26、据采集与仪器通信应用支持各种数据采集与仪器通信应用支持支持ISAISA、EISAEISA、PCIPCI、PCMCIAPCMCIA和和MacintoshNuBusMacintoshNuBus等各种总线。等各种总线。MacintoshMacintosh：MacintoshMacintosh是是苹果苹果公司的出品的公司的出品的苹果电脑苹果电脑, ,简称为简称为MacMac。NuBUSNuBUS是是MacintoshMacintosh个人电脑使用的总线个人电脑使用的总线，与其他系列电脑的，与其他系列电脑的总线不兼容，地址总线仍为总线不兼容，地址总线仍为3232位，数据传输率为位，数据传输率为20MBP

27、S20MBPS，它具，它具有系统规划自动化的功能，成为欧洲共同规格标准。有系统规划自动化的功能，成为欧洲共同规格标准。602.1 虚拟仪器软件开发平台介绍虚拟仪器软件开发平台介绍MacintoshMacintosh：该电脑上使用的操作系统该电脑上使用的操作系统Mac OSMac OS是世界上第一个商用成功的图是世界上第一个商用成功的图像化操作系统。像化操作系统。Mac OSMac OS：1 1 时间上时间上MacMac更早推出更早推出, ,在在8080年代；而年代；而WindowsWindows则是九十年代。则是九十年代。2 2 MacMac比比WindowsWindows更加易用和华丽更加易

28、用和华丽, ,但大多数软件支持但大多数软件支持WindowsWindows而而不是不是MacMac。612.1 虚拟仪器软件开发平台介绍虚拟仪器软件开发平台介绍功能强大的数据处理和分析函数库功能强大的数据处理和分析函数库包括包括数值函数数值函数、字符串处理函数字符串处理函数、数据运算函数数据运算函数和和文文件件I/OI/O函数函数，还包括，还包括概率与统计概率与统计、回归分析回归分析、线性代数线性代数、信号处理信号处理、数字滤波器数字滤波器、窗函数窗函数、三维图形处理三维图形处理等高等高级分析函数。级分析函数。 数据分析与处理数据分析与处理模拟量（电量）模拟量（电量）A/D转换转换测量数据（数

29、字量）测量数据（数字量）仪器面板仪器面板622.1 虚拟仪器软件开发平台介绍虚拟仪器软件开发平台介绍支持各种系统平台支持各种系统平台LabVIEWLabVIEW支持支持WindowsWindows、PowerMacintoshPowerMacintosh、Agilent-UXAgilent-UX、SUNSPARCSUNSPARC、LinuxLinux等各种操作系统。等各种操作系统。在任何一个平台上开发的在任何一个平台上开发的LabVIEWLabVIEW应用程序均可直接移应用程序均可直接移植到植到其他平台其他平台上。上。632.1 虚拟仪器软件开发平台介绍虚拟仪器软件开发平台介绍开放的开发式平台

30、开放的开发式平台LabVIEWLabVIEW提供了提供了DLLDLL库接口库接口和和CINCIN接口接口，使用户能够在，使用户能够在LabVIEWLabVIEW平台上调用其他软件平台编译的模块，比如平台上调用其他软件平台编译的模块，比如C C语言语言。提供对提供对OLEOLE的支持，可与其他应用软件一起构成功能更的支持，可与其他应用软件一起构成功能更为强大的应用程序开发环境。为强大的应用程序开发环境。DLL:DLL:C C语言语言把直接和把直接和硬件接口硬件接口的的函数及数据信息函数及数据信息封装在一个封装在一个动态链接动态链接库库（Dynamic-Link LibraryDynamic-Li

31、nk Library，DLLDLL）中，后缀名为）中，后缀名为.dll.dll的文件。的文件。LabVIEWLabVIEW应用程序通过应用程序通过DLLDLL能够方便地调用用户编写的能够方便地调用用户编写的硬件接口硬件接口函数函数以及以及WindowsWindows自带的自带的大量大量APIAPI函数函数。642.1 虚拟仪器软件开发平台介绍虚拟仪器软件开发平台介绍开放的开发式平台开放的开发式平台LabVIEWLabVIEW提供了提供了DLLDLL库接口库接口和和CINCIN接口接口，使用户能够在，使用户能够在LabVIEWLabVIEW平平台上调用其他软件平台编译的模块，比如台上调用其他软件

32、平台编译的模块，比如C C语言语言。提供对提供对OLEOLE的支持，可与其他应用软件一起构成功能更为强大的的支持，可与其他应用软件一起构成功能更为强大的应用程序开发环境。应用程序开发环境。CIN:CIN:Code Interface NodeCode Interface Node用来直接调用其他编程语言（用来直接调用其他编程语言（如如C C语言语言）写的代码，就可以通过）写的代码，就可以通过调用调用C C语言语言编写的编写的驱动程序驱动程序的方法的方法实现访问硬件设备。实现访问硬件设备。C C语言语言更接近硬件底层，是在更接近硬件底层，是在硬件编程方面硬件编程方面的灵活性和能力更具的灵活性和能

33、力更具有优势。有优势。652.1 虚拟仪器软件开发平台介绍虚拟仪器软件开发平台介绍开放的开发式平台开放的开发式平台LabVIEWLabVIEW提供了提供了DLLDLL库接口库接口和和CINCIN接口接口，使用户能够在，使用户能够在LabVIEWLabVIEW平平台上调用其他软件平台编译的模块，比如台上调用其他软件平台编译的模块，比如C C语言语言。提供对提供对OLEOLE的支持，可与其他应用软件一起构成功能更为强大的的支持，可与其他应用软件一起构成功能更为强大的应用程序开发环境。应用程序开发环境。OLE:OLE:Object Linking and EmbeddingObject Linking and Embedding（对象连接与嵌入）（对象连接与嵌入）OLEOLE定义和实现了一种允许定义和实现了一种允许应用程序应用程序作为作为软件软件“对象对象”彼此进行彼此进行“连接连接”的机制。的机制。比如在比如在WordWord文档中可以插入文档中可以插入ExcelExcel文档或者另外一个文档或者另外一个WordWord文档。文档。662.1 虚拟仪器软件开发平台介绍虚拟仪器软件开发平台介绍网络功能网络功能La