第一講虛擬儀器概述課件說課講解

虛擬儀器設(shè)計(jì)編著：詹惠琴等制作：計(jì)算機(jī)與信息工程學(xué)院主講：晏密英授課：16課時(shí)實(shí)驗(yàn)：16課時(shí)(含8個(gè)實(shí)驗(yàn))教學(xué)參考書1．《虛擬儀器軟件開發(fā)環(huán)境LabWindows/CVI6.0編程指南》張毅剛，喬立巖等，機(jī)械工業(yè)出版社2002.82．《基于LabWindows/CVI的虛擬儀器設(shè)計(jì)》劉君華，電子工業(yè)出版社2004.1學(xué)習(xí)本書的前導(dǎo)知識(shí)主要是C語(yǔ)言的編程技術(shù)；計(jì)算機(jī)的硬件與接口技術(shù)（如串口、PCI總線等）；測(cè)試的硬件技術(shù)（如單片機(jī)）；Windows的運(yùn)行機(jī)制（如程序的加載和卸載）；各種高級(jí)的數(shù)據(jù)分析和處理技術(shù)（如FFT變換）、控制技術(shù)（如各種控制理論）等。本課程構(gòu)架軟件開發(fā)環(huán)境介紹；應(yīng)用程序設(shè)計(jì)；基本函數(shù)庫(kù)的使用；高級(jí)函數(shù)庫(kù)（略講）；數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用程序開發(fā)；高級(jí)程序設(shè)計(jì)（略講）。光盤的使用說明CVI5.0的安裝版說明；實(shí)用例程的使用及演示，如設(shè)安裝路徑在D盤，則串口的使用例程在D:\CVI\samples\rs232\serial.prj\,讀者可以直接在其開發(fā)環(huán)境下運(yùn)行；參考文檔說明：打開工程文件（*.prj）的help選項(xiàng)或按快捷鍵F1,可以查找到有關(guān)的幫助文件。CVI的主要目錄說明：見P7.CVI---Cforvirtualinstrument;CVI是NI(Nationalinstrument)公司推出的交互式C語(yǔ)言開發(fā)環(huán)境；CVI將C語(yǔ)言與用于數(shù)據(jù)采集分析和顯示的測(cè)控專業(yè)工具有機(jī)的結(jié)合；CVI是測(cè)控領(lǐng)域最受歡迎的軟件開發(fā)平臺(tái)之一；應(yīng)用：建立檢測(cè)系統(tǒng)、自動(dòng)測(cè)試環(huán)境、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、過程監(jiān)控系統(tǒng)、虛擬儀器等。1.1CVI簡(jiǎn)介1.2虛擬儀器概述虛擬儀器（VI）是現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)和儀器技術(shù)深層次結(jié)合的產(chǎn)物，是當(dāng)今計(jì)算機(jī)輔助測(cè)試（CAT）領(lǐng)域的一項(xiàng)重要技術(shù)。虛擬儀器技術(shù)是計(jì)算機(jī)硬件資源、儀器與測(cè)控系統(tǒng)硬件資源和虛擬儀器軟件資源三者的有機(jī)結(jié)合。一.虛擬儀器的基本概念見P1頁(yè)的定義?！疤摂M”二字含義：（1）虛擬儀器的硬件是通用的（P1）；(2)虛擬儀器的面板是虛擬的；如各種開關(guān)、按鈕與實(shí)際儀器上的實(shí)物有區(qū)別。(3)虛擬儀器測(cè)量功能是由軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)的。（軟件就是儀器）二.虛擬儀器的構(gòu)成虛擬儀器由通用儀器硬件平臺(tái)（簡(jiǎn)稱硬件平臺(tái)）和應(yīng)用軟件兩大部分構(gòu)成；其中硬件平臺(tái)包括：計(jì)算機(jī)和I/O接口設(shè)備（1.3）；開發(fā)軟件也有兩大類：文本式編程語(yǔ)言（如VC++、VB、CVI等）和圖形化編程語(yǔ)言（LabView、HPVEE等）(1.4)。三.虛擬儀器的發(fā)展及特點(diǎn)

電子儀器發(fā)展至今，大致經(jīng)歷過四代：第一代模擬儀器：如指針式萬(wàn)用表；第二代分立元件儀器：由20世紀(jì)50年代出現(xiàn)的電子管和60年代出現(xiàn)的晶體管組成的電子電路儀器；第三代數(shù)字化儀器：70年代出現(xiàn)的以集成電路芯片為基礎(chǔ)的儀器，如數(shù)字電壓表等；第四代智能儀器：以微處理器為核心的智能式儀表，既能進(jìn)行自動(dòng)測(cè)試，又能進(jìn)行一定的數(shù)據(jù)處理，可取代部分腦力勞動(dòng)。其缺點(diǎn)是其功能全部是以硬件（或固化軟件）的形式存在，無(wú)論是開發(fā)還是應(yīng)用，都缺乏靈活性；目前，隨著微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，測(cè)試技術(shù)與計(jì)算機(jī)的深層次結(jié)合引起了測(cè)試儀器領(lǐng)域里一場(chǎng)新的革命一種全新的儀器結(jié)構(gòu)概念導(dǎo)致了新一代儀器---虛擬儀器的出現(xiàn)。國(guó)際上從1988年開始陸續(xù)有虛擬儀器產(chǎn)品面市，當(dāng)時(shí)有5家制造商推出了30種產(chǎn)品。此后，虛擬儀器產(chǎn)品成倍增加。四.虛擬儀器的發(fā)展方向網(wǎng)絡(luò)化虛擬儀器：可在任何時(shí)刻、任何地點(diǎn)都能獲取測(cè)量數(shù)據(jù)信息。實(shí)例一：數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

—含RS-232接口的I/O卡的測(cè)試環(huán)境系統(tǒng)的總體功能設(shè)計(jì)；系統(tǒng)的底層硬件設(shè)計(jì)(見下圖）；系統(tǒng)的界面功能設(shè)計(jì)；演示如下兩個(gè)功能界面窗體：?jiǎn)纹瑱C(jī)多路I/O口PCA/DD/A定時(shí)控制實(shí)例二蓄電池容量測(cè)試儀

系統(tǒng)的構(gòu)成：硬件平臺(tái)、計(jì)算機(jī)的I/O接口、軟件（VCVI）；系統(tǒng)的演示。實(shí)例三凈化項(xiàng)目見各圖片。深一步的應(yīng)用CVI與MATLAB的接口；基于一般信號(hào)分析技術(shù)的虛擬儀器設(shè)