【正文】 路實驗系統(tǒng)。 在前面板即圖形用戶界面上表現(xiàn)開關(guān)、旋鈕、圖形或者其他控制和顯示對象，在后面板調(diào)用事件結(jié)構(gòu)、While循環(huán)、條件結(jié)構(gòu)等LabVIEW典型函數(shù)模塊完成事件的響應(yīng)和實現(xiàn)等功能。然后根據(jù)各個數(shù)字電路實驗原理用LabVIEW分別進(jìn)行模塊編程，完成整個實驗系統(tǒng)，用戶只需在數(shù)字電路實驗總面板上點擊相應(yīng)的功能模塊，即可實現(xiàn)數(shù)字電路實驗項目，然后進(jìn)行相對應(yīng)的操作。這樣使學(xué)生容易理解各個電路的功能以進(jìn)行實踐訓(xùn)練和自主學(xué)習(xí)，有利于學(xué)生的能力培養(yǎng)。第二章 虛擬儀器概述從儀器的發(fā)展史可以看出，儀器領(lǐng)域已經(jīng)經(jīng)歷了兩次技術(shù)革命。第一次是由數(shù)字電子技術(shù)的發(fā)展引起的，使儀器進(jìn)入數(shù)字化儀器時代；第二次儀器革命是由于微處理器的廣泛應(yīng)用引起的，使儀器進(jìn)入智能儀器時代。而現(xiàn)在正在進(jìn)行著第三次儀器革命即虛擬儀器時代，這和通用計算機(jī)硬軟件技術(shù)的進(jìn)步密不可分的。一、虛擬儀器的簡介美國國家儀器公司NI（National Instruments）提出了虛擬測量儀器（Virtual Instrument，簡稱VI）的概念，引發(fā)了傳統(tǒng)儀器領(lǐng)域的一場重大變革，使得計算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)得以長驅(qū)直入儀器領(lǐng)域，和儀器技術(shù)結(jié)合起來，從而開創(chuàng)了“軟件即是儀器”的先河。虛擬儀器(VI)是基于計算機(jī)系統(tǒng)的數(shù)字化測量測試儀器，用計算機(jī)屏幕形象、方便地模擬各種儀器的調(diào)控面板，以各種需要的形式表達(dá)輸出檢測結(jié)果；用計算機(jī)軟件實現(xiàn)大部分信號的分析和處理，完成各種調(diào)控和測試功能?！败浖词莾x器”，在虛擬儀器系統(tǒng)中，軟件發(fā)揮著核心作用，在其中，硬件僅是為了解決信號的輸入輸出，而核心功能以軟件來完成，基于虛擬儀器，用戶可以根據(jù)自己的需要定義儀器的功能，通過軟件修改的方法，很方便地改變、增減儀器系統(tǒng)的功能與規(guī)模。因此利用現(xiàn)有計算機(jī)資源，配以獨特設(shè)計的儀器硬件和專用軟件，可以實現(xiàn)普通儀器的全部功能以及一些在普通儀器上無法實現(xiàn)的特殊功能[1]。VI是計算機(jī)技術(shù)、現(xiàn)代測量技術(shù)共同發(fā)展的結(jié)晶，代表著當(dāng)今儀器發(fā)展的最新趨勢。自美國國家儀器公司在1986年提出虛擬儀器的概念之后，虛擬儀器技術(shù)便一直成為發(fā)達(dá)國家自動測控領(lǐng)域的研究熱點和應(yīng)用前沿。20多年來，無論是初學(xué)乍用的新手還是經(jīng)驗豐富的程序開發(fā)人員，虛擬儀器在各種不同的工程應(yīng)用和行業(yè)的測量及控制的用戶中廣受歡迎。二、虛擬儀器的發(fā)展現(xiàn)狀國外：自20世紀(jì)80年代以來，NI公司研制和推出了多種總線系統(tǒng)的虛擬儀器，其代表產(chǎn)品是LabVIEW圖形編程系統(tǒng)。隨后HP公司也推出了HPVEE編程系統(tǒng)。后來世界上又陸續(xù)百家公司如Tektronix公司、Racal公司也相繼推出了各自的產(chǎn)品。1988年，全球只有5家制造商推出的30余種產(chǎn)品；1994年，已有90余家近1000多種產(chǎn)品問世。但最早和最具影響力的還是NI 公司的圖形化開發(fā)平臺LabVIEW。虛擬儀器在國外已發(fā)展成為一種新的產(chǎn)業(yè)。美國是虛擬儀器的誕生地，目前也是全球最大的虛擬儀器制造國[2]。國內(nèi)：20世紀(jì)90年代中期開始引進(jìn)、研究和開發(fā)工作，國家自然科學(xué)基金委員會將虛擬儀器研究作為現(xiàn)代機(jī)械工程科學(xué)前沿學(xué)科之一，列入為 “十五”期間優(yōu)先資助領(lǐng)域。目前有些研究已取得可喜成績，如863項目“虛擬儀器關(guān)鍵技術(shù)的研究及其產(chǎn)業(yè)化”，所研制的“一體化虛擬儀器”就是一種不同于歐美虛擬儀器的技術(shù)。這項成果表明我國在虛擬儀器方面走出一條自主創(chuàng)新的路子。據(jù)“國際自動化儀表”雜志1999年預(yù)測：到21世紀(jì)前十年，全世界將有50%的儀器儀表為虛擬儀器，其生產(chǎn)廠家將超過千家，產(chǎn)品將達(dá)到數(shù)千種。市場占有率將達(dá)到電測儀器儀表的50%以上。三、虛擬儀器的結(jié)構(gòu)和分類虛擬儀器可以概括為：采集硬件+顯示面板+算法軟件傳感器調(diào)理器采集器I/O口I/O驅(qū)動面板算 法虛擬儀器硬件軟件虛擬儀器本質(zhì)上是一個開放型的結(jié)構(gòu)，由通用計算機(jī)、數(shù)字信號處理器或其他CPU來提供信號處理、存儲和顯示功能，由數(shù)據(jù)采集板卡、CPB或VXI總線接口板進(jìn)行信號的獲取與控制，實現(xiàn)儀器的功能。根據(jù)它采用總線方式的不同[3]，可分為以下幾種類型：PC總線——插卡型虛擬儀器這種方式借助于插入計算機(jī)內(nèi)的數(shù)據(jù)采集卡與專用的軟件如LabVIEW相結(jié)合，它可以通過各種控件自已組建各種儀器。Labview/cvi是基于文本編程的程序員提供高效的編程工具，通過三種編程語言Visual C++,Visual Basic,Labviews/cvi構(gòu)成測試系統(tǒng)，它充分利用計算機(jī)的總線、機(jī)箱、電源及軟件的便利。但是受PC機(jī)機(jī)箱和總線限制，且有電源功率不足，機(jī)箱內(nèi)部的噪聲電平較高，插槽數(shù)目也不多，插槽尺寸比較小，機(jī)箱內(nèi)無屏蔽等缺點。另外，ISA總線的虛擬儀器已經(jīng)淘汰，PCI總線的虛擬儀器價格比較昂貴。并行口式虛擬儀器最新發(fā)展的一系列可連接到計算機(jī)并行口的測試裝置，它們把儀器硬件集成在一個采集盒內(nèi)。儀器軟件裝在計算機(jī)上，通常可以完成各種測量測試儀器的功能，可以組成數(shù)字存儲示波器、頻譜分析儀、邏緝分析儀、任意波形發(fā)生器、頻率計、數(shù)字萬用表、功率計、程控穩(wěn)壓電源、數(shù)據(jù)記錄儀、數(shù)據(jù)采集器。美國LINK公司的DSO2XXX系列虛擬儀器,它們的最大好處是可以與筆記本計算機(jī)相連，方便野外作業(yè)，又可與臺式PC機(jī)相連，實現(xiàn)臺式和便攜式兩用，非常方便。由于其價格低廉、用途廣泛，特別適合于研發(fā)部門和各種教學(xué)實驗室應(yīng)用。GBIB總線方式的虛擬儀器GPIB技術(shù)是IEEE488標(biāo)準(zhǔn)的虛擬儀器早期的發(fā)展階段。它的出現(xiàn)使電子測量獨立的單臺手工操作向大規(guī)模自動測試系統(tǒng)發(fā)展，典型的GPIB系統(tǒng)由一臺PC機(jī)、一塊GPIB接口卡和若干臺GPIB形式的儀器通過GPIB電纜連接而成。在標(biāo)準(zhǔn)情況下，一塊GPIB接口可帶多達(dá)14臺儀器，電纜長度可達(dá)40米。GPIB技術(shù)可用計算機(jī)實現(xiàn)對儀器的操作和控制，替代傳統(tǒng)的人工操作方式，可以很多方便地把多臺儀器組合起來，形成自動測量系統(tǒng)。GPIB測量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和命令簡單，主要應(yīng)用于臺式儀器，適合于精確度要求高的，但不要求對計算機(jī)高速傳輸狀況時應(yīng)用。VXI總線方式虛擬儀器VXI總線是一種高速計算機(jī)總線VME總線在VI領(lǐng)域的擴(kuò)展，它具有穩(wěn)定的電源，強(qiáng)有力的冷卻能力和嚴(yán)格的RFI/EMI屏蔽。由于它的標(biāo)準(zhǔn)開放、結(jié)構(gòu)緊湊、數(shù)據(jù)吞吐能力強(qiáng)、定時和同步精確、模塊可重復(fù)利用、眾多儀器廠家支持的優(yōu)點，很快得到廣泛的應(yīng)用。經(jīng)過十多年的發(fā)展，VXI系統(tǒng)的組建和使用越來越方便，尤其是組建大、中規(guī)模自動測量系