【正文】 獲取和機(jī)器視覺、運(yùn)動(dòng)控制、PLC/數(shù)據(jù)日志等。前面板是一個(gè)傳統(tǒng)的儀器概念,而軟件前面板其實(shí)是自動(dòng)化的拓展,因?yàn)樗鼈儽３至藗鹘y(tǒng)直觀的視覺和感覺效果。這些功能函數(shù)為用戶進(jìn)一步擴(kuò)展虛擬儀器的功能提供了基礎(chǔ)。如HP公司的VEE、 NI公司的LabVIEW 和Lab windows/CVI等。每個(gè)儀器模塊都有自己的儀器驅(qū)動(dòng)程序，儀器廠商以源碼的形式提供給用戶。它駐留于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)之中執(zhí)行儀器總線的特殊功能，是計(jì)算機(jī)與儀器之間的軟件層連接，以實(shí)現(xiàn)對(duì)儀器的程控。VPP系統(tǒng)聯(lián)盟提出了系統(tǒng)框架、驅(qū)動(dòng)程序、VISA、軟面板、部件知識(shí)庫等一系列VPP軟件標(biāo)準(zhǔn)，推動(dòng)了軟件標(biāo)準(zhǔn)化的進(jìn)程。這些卡插入標(biāo)準(zhǔn)的VXI機(jī)箱，再與計(jì)算機(jī)相連，就組成了一個(gè)測(cè)試系統(tǒng)。普通的PC有一些不可避免的弱點(diǎn)。我們不妨把虛擬儀器與傳統(tǒng)儀器加以比較，看看各自的特點(diǎn)，比較結(jié)果如表2－1所示。PXI具有8個(gè)擴(kuò)展槽，而臺(tái)式PCI系統(tǒng)只有3~4個(gè)擴(kuò)展槽，通過使用PCI—PCI橋接器，可擴(kuò)展到256個(gè)擴(kuò)展槽，臺(tái)式PC的性能價(jià)格比和PCI總線面向儀器領(lǐng)域的擴(kuò)展優(yōu)勢(shì)結(jié)合起來，將形成未來的虛擬儀器平臺(tái)。有其他儀器無法比擬的優(yōu)勢(shì)。GPIB測(cè)量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和命令簡(jiǎn)單，主要應(yīng)用于臺(tái)式儀器，適合于精確度要求高的，但不要求對(duì)計(jì)算機(jī)高速傳輸狀況時(shí)應(yīng)用。（3） 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。（2） 并行口式虛擬儀器最新發(fā)展的一系列可連接到計(jì)算機(jī)并行口的測(cè)試裝置，它們把儀器硬件集成在一個(gè)采集盒內(nèi)。 虛擬儀器的分類虛擬儀器的發(fā)展隨著微機(jī)的發(fā)展和采用總線方式的不同，可分為五種類型：（1） PC總線——插卡型虛擬儀器這種方式借助于插入計(jì)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（注：美國NI公司的LabVIEW是圖形化編程工具，它可以通過各種控件自已組建各種儀器。而LabVIEW是基于數(shù)據(jù)流的工作方式，同時(shí)是基于圖形化的編程，這使得設(shè)計(jì)者不必掌握大量的編程語言和程序設(shè)計(jì)技巧便可設(shè)計(jì)出虛擬儀器系統(tǒng)[11]。LabVIEW集成了與滿足GPIB、VXI、RS232和RS485協(xié)議的硬件及數(shù)據(jù)采集卡通訊的全部功能。軟件領(lǐng)域面向?qū)ο蠹夹g(shù)把任何用戶構(gòu)建虛擬儀器需要知道的東西封裝起來。第二階段，開放式的儀器構(gòu)成。第一階段，利用計(jì)算機(jī)增強(qiáng)傳統(tǒng)儀器的功能。PC機(jī)出現(xiàn)以后，儀器級(jí)的計(jì)算機(jī)化成為可能，甚至在Microsoft公司的Windows誕生之前。以美國NI公司的軟件產(chǎn)品LabVIEW和LabWindows/CVI為代表的虛擬儀器專用開發(fā)平臺(tái)是當(dāng)前流行的集成化開發(fā)工具。這種基于計(jì)算機(jī)的儀器，既具有高檔儀器的測(cè)量品質(zhì)，又能滿足測(cè)量需求的多樣性。其中USB是最新技術(shù)的數(shù)據(jù)采集卡，具有精度高，可攜性好等優(yōu)點(diǎn)，它更加充分地利用計(jì)算機(jī)的資源，大大增加了測(cè)試系統(tǒng)的靈活性和擴(kuò)展性；利用DAQ卡可方便快速地構(gòu)建虛擬儀器系統(tǒng)。 虛擬儀器I/O接口設(shè)備I/O接口設(shè)備主要用來完成被測(cè)輸入信號(hào)的采集、放大、模數(shù)轉(zhuǎn)換。如圖 12所示。隨著計(jì)算機(jī)功能的日益強(qiáng)大以及其體積的日趨縮小，這類儀器功能也越來越強(qiáng)大，目前已經(jīng)出現(xiàn)含嵌入式系統(tǒng)的儀器。圖 11 虛擬儀器開發(fā)框圖集部件（如外置或內(nèi)置數(shù)據(jù)采集卡、圖形圖像采集卡及攝像機(jī)及其用于輔助測(cè)量并能與計(jì)算機(jī)通訊的常規(guī)儀器等）、通用計(jì)算機(jī)、打印機(jī)等構(gòu)成。這樣，當(dāng)用戶從一個(gè)項(xiàng)目轉(zhuǎn)向另一個(gè)項(xiàng)目時(shí)，就能簡(jiǎn)單地構(gòu)造出新的VI系統(tǒng)而不丟失己有的硬件和軟件資源。這是虛擬儀器最大的優(yōu)點(diǎn)之一，有了這一點(diǎn)，儀器的開發(fā)和換代時(shí)間將大大縮短。另一種方式是將儀器裝入計(jì)算機(jī)。其優(yōu)點(diǎn)表現(xiàn)在，開發(fā)成本低，開發(fā)環(huán)境簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)單，應(yīng)用范圍廣等，而且其發(fā)展的空間也相當(dāng)?shù)拇?。其?yīng)用在工業(yè)界，學(xué)術(shù)界和研究室各個(gè)領(lǐng)域，被公認(rèn)為標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)采集和儀器控制軟件，現(xiàn)已成為測(cè)試測(cè)量和控制行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)軟件平臺(tái)?；贚abVIEW的溫度分析儀畢業(yè)論文目錄摘 要 IIAbstract III1 引言 12 虛擬儀器概述 2 虛擬儀器的特點(diǎn)及優(yōu)勢(shì) 2 虛擬儀器的開發(fā)軟件 6 虛擬儀器的分類 6 虛擬儀器與傳統(tǒng)儀器的比較 83 虛擬儀器軟件體系 9 概述 9 LabVIEW簡(jiǎn)介 10 LabVIEW應(yīng)用程序構(gòu)成 10 用LabVIEW虛擬儀器編程設(shè)計(jì)的步驟 114 基于LabVIEW的溫度分析儀的實(shí)現(xiàn) 11 程序框圖主要功能模塊介紹 13 詳細(xì)設(shè)計(jì)步驟 16 完整程序框圖設(shè)計(jì) 20 運(yùn)行結(jié)果 215 結(jié)論 22致謝 23參考文獻(xiàn) 24附錄 25（一）程序連線面板 25（二）程序框圖 26基于LabVIEW的溫度分析儀1 引言虛擬儀器是基于計(jì)算機(jī)技術(shù)而發(fā)展起來的儀器測(cè)量技術(shù)，是計(jì)算機(jī)技術(shù)和儀器技術(shù)密切結(jié)合的產(chǎn)物，是將來儀器發(fā)展的一個(gè)重要方向。另一種方式是將儀器系統(tǒng)裝入計(jì)算機(jī)，以通用的計(jì)算機(jī)硬件及操作系統(tǒng)為依托，實(shí)現(xiàn)各種儀器功能，常說的虛擬儀器主要是這種方式，美國國家儀器（NT）公司開發(fā)的LabVIEW軟件是目前實(shí)現(xiàn)虛擬儀器最流行的設(shè)計(jì)工具軟件之一。用戶可以設(shè)置溫度上限，并計(jì)算出采集溫度的最大值、最小值和平均值。隨著計(jì)算機(jī)功能的日益強(qiáng)大以及其體積的日趨縮小，這類儀器功能也越來越強(qiáng)大，目前已經(jīng)出現(xiàn)含嵌入式系統(tǒng)的儀器。 虛擬儀器的特點(diǎn)及優(yōu)勢(shì)虛擬儀器是基于計(jì)算機(jī)的功能化硬件模塊和計(jì)算機(jī)軟件構(gòu)成的電子測(cè)試儀器，而軟件是虛擬儀器的核心，如圖11所示，其中軟件的基礎(chǔ)部分是設(shè)備驅(qū)動(dòng)軟件，而這些標(biāo)準(zhǔn)的儀器驅(qū)動(dòng)軟件使得系統(tǒng)的開發(fā)與儀器的硬件變化無關(guān)。由于VI的模塊化、開放性和靈活性，以及軟件是關(guān)鍵的特點(diǎn)，當(dāng)用戶的測(cè)試要求變化時(shí)可以方便地由用戶自己來增減硬、軟件模塊，或重新配置現(xiàn)有系統(tǒng)以滿足新的測(cè)試要求。它功能強(qiáng)大，可實(shí)現(xiàn)示波器、邏輯分析儀、頻譜儀、信號(hào)發(fā)生器等多種普通儀器全部功能，配以專用探頭和軟件還可檢測(cè)特定系統(tǒng)的參數(shù)，如汽車發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)、汽油標(biāo)號(hào)、爐窯溫度、血液脈搏波、心電參數(shù)等多種數(shù)據(jù)；它操作靈活，完全圖形化界面，風(fēng)格簡(jiǎn)約，符合傳統(tǒng)設(shè)備的使用習(xí)慣，用戶不經(jīng)培訓(xùn)即可迅速掌握操作規(guī)程。這種結(jié)合基本有兩種方式，一種是將計(jì)算機(jī)裝入儀器，其典型的例子就是所謂智能化的儀器。虛擬儀器的組成與傳統(tǒng)儀器一樣，主要由數(shù)據(jù)采集與控制、數(shù)據(jù)分析和處理、結(jié)果顯示三部分組成。通常虛擬儀器測(cè)試系統(tǒng)硬件組成部分是由傳感器部件、信號(hào)調(diào)理及信號(hào)采用的虛擬儀器開發(fā)語言（如LabVIEW）編寫而成，并可通過Internet實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展。DAQ(Data Acquisition)數(shù)據(jù)采集卡是指基于計(jì)算機(jī)標(biāo)準(zhǔn)總線(如ISA、PCI、USB等)的內(nèi)置功能插卡。在計(jì)算機(jī)上掛接多個(gè)DAQ功能模塊，配合相應(yīng)的軟件，就可以構(gòu)成一臺(tái)具有多功能的測(cè)試儀器。用戶可以采用各種編程軟件來開發(fā)自己所需要的應(yīng)用軟件。 圖 13 虛擬儀器軟件結(jié)構(gòu) 虛擬儀器發(fā)展歷程虛擬儀器的起源可以追朔到20世紀(jì)70年代，那時(shí)計(jì)算機(jī)測(cè)控系統(tǒng)在國防、航天等領(lǐng)域已經(jīng)有了相當(dāng)?shù)陌l(fā)展。大致說來，虛擬儀器發(fā)展至今，可以分為三個(gè)階段，而這三個(gè)階段又可以說是同步進(jìn)行的。這一階段虛擬儀器的發(fā)展幾乎是直線前進(jìn)。第三階段，虛擬儀器框架得到了廣泛認(rèn)同和采用。 虛擬儀器的開發(fā)軟件 圖形化虛擬儀器開發(fā)平臺(tái)——LabVIE