【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 虛擬儀器的應(yīng)用 虛擬儀器技術(shù)經(jīng)過(guò)十幾年的發(fā)展而今正沿著總線(xiàn)與驅(qū)動(dòng)程序標(biāo)準(zhǔn)化、硬 /軟件模塊化、編程平臺(tái)的圖形化和硬 件模塊的即插即用方向進(jìn)步。在國(guó)內(nèi)近年來(lái)也開(kāi)始有了利用虛擬儀器實(shí)現(xiàn)檢測(cè)、控制等功能的例子，虛擬儀器系統(tǒng)已成為儀器領(lǐng)域的一個(gè)基本方法，是技術(shù)進(jìn)步的必然結(jié)果。 虛擬儀器在測(cè)量方面的應(yīng)用 虛擬儀器系統(tǒng)開(kāi)放、靈活 ， 可與計(jì)算機(jī)技術(shù)保持同步發(fā)展 ， 將之應(yīng)用在測(cè)量方面可以提高精確度 ， 降低成本 ， 并大大節(jié)省用戶(hù)的開(kāi)發(fā)時(shí)間因此已經(jīng)在測(cè)量領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。 虛擬儀器在監(jiān)控方面的應(yīng)用 用虛擬儀器系統(tǒng)可以隨時(shí)采集和記錄從傳感器傳來(lái)的數(shù)據(jù) ， 并對(duì)之進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、數(shù)字濾波、頻域分析等處理 ， 從而實(shí)現(xiàn)監(jiān)控功能。當(dāng)前氣敏傳感器正朝 著快速響應(yīng)、小型化和經(jīng)濟(jì)化發(fā)展 ， 這種發(fā)展趨勢(shì)引起了微電子氣敏傳感器的發(fā)展。 虛擬儀器在檢測(cè)方面的應(yīng)用 在實(shí)驗(yàn)室中 ,利用虛擬儀器開(kāi)發(fā)工具開(kāi)發(fā)專(zhuān)用虛擬儀器系統(tǒng) ， 可以把一臺(tái)個(gè)人計(jì)算機(jī)變成一組檢測(cè)儀器 ， 用于數(shù)據(jù) /圖像采集、控制與模擬 。 虛擬儀器在教育方面的應(yīng)用 現(xiàn)在 ,隨著虛擬儀器系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用 ， 越來(lái)越多的教學(xué)部門(mén)也開(kāi)始用它來(lái)建立教學(xué)系統(tǒng) ， 不僅大大節(jié)省開(kāi)支 ， 而且由于虛擬儀器系統(tǒng)具有靈活、可重用性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)使得教學(xué)方法也更加靈活了。第 三 章 LabVIEW語(yǔ)言及功能簡(jiǎn)介 5 第三章 LabVIEW 語(yǔ)言及功能簡(jiǎn)介 LabVIEW 語(yǔ)言概述 LabVIEW 是實(shí)驗(yàn)室虛擬儀器集成環(huán)境 (laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench)的簡(jiǎn)稱(chēng) ， 是目前應(yīng)用最廣、發(fā)展最快、功能最強(qiáng)的圖形化軟件開(kāi)發(fā)集成環(huán)境。得到工業(yè)界學(xué)術(shù)界的普遍認(rèn)可和好評(píng)。它可以把復(fù)雜、繁瑣、費(fèi)時(shí)的語(yǔ)言編程簡(jiǎn)化成用菜單或圖標(biāo)提示的方法選擇功能 (圖形 )， 用線(xiàn)條將各種功能 (圖形 )連接起來(lái)的簡(jiǎn)單圖形編程方式 ， 為沒(méi)有編程經(jīng)驗(yàn)的用戶(hù)進(jìn)行編程、查錯(cuò)、調(diào)試提供了簡(jiǎn)單方便、完整的環(huán)境和工具，尤其適合于從事科研、開(kāi)發(fā)的科學(xué)家和工程技術(shù)人員使用。 LabVIEW 是一種虛擬儀器開(kāi)發(fā)平臺(tái)軟件，能夠以其直觀簡(jiǎn)便的編程方式、眾多的源代碼級(jí)的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序、多種多樣的分析和表達(dá)功能支持，為用 戶(hù)快捷地構(gòu)筑自己在實(shí)際工程中所需要的儀器系統(tǒng)創(chuàng)造了基礎(chǔ)條件。 LabVIEW 與其它計(jì)算機(jī)語(yǔ)言相比，有一個(gè)特別重要的不同點(diǎn)：其它計(jì)算機(jī)語(yǔ)言都是采用基于文本的語(yǔ)言產(chǎn)生代碼行，而 LabVIEW 采用圖形化編程語(yǔ)言 —— G 語(yǔ)言，產(chǎn)生的程序是框圖的形式，易學(xué)易用，特別適合硬件工程師、實(shí)驗(yàn)室技術(shù)人員、生產(chǎn)線(xiàn)工藝技術(shù)人員 的學(xué)習(xí)和使用，可在很短的時(shí)間內(nèi)掌握并應(yīng)用到實(shí)踐中去。 編程就像設(shè)計(jì)電路圖一樣；因 此，硬件工程師、現(xiàn)場(chǎng)工程技術(shù)人員及測(cè)試技術(shù)人員們學(xué)習(xí) LabVIEW 駕輕就熟，在很短的時(shí)間內(nèi)就能夠?qū)W會(huì)并應(yīng)用 LabVIEW。也不必去記憶那眼花繚亂的文本式程序代碼。 LabVIEW 的功能十分強(qiáng)大。像 C 或 C++等其它計(jì)算機(jī)高級(jí)語(yǔ)言一樣， LabVIEW 也是一種通用編程系統(tǒng)，具有各種各樣、功能強(qiáng)大的函數(shù)庫(kù)，包括數(shù)據(jù)采集、 GPIB、串行儀器控制、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)顯示及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，甚至還有目前十分熱門(mén)的網(wǎng)絡(luò)功能。 LabVIEW 也有完善的仿真、調(diào)試工具，如設(shè)置斷點(diǎn)、單步執(zhí)行等。 LabVIEW 的動(dòng)態(tài)連續(xù)跟蹤方式，可以連續(xù)、動(dòng)態(tài)地觀察程序中的數(shù)據(jù)其變化情況，比其它語(yǔ)言的開(kāi)發(fā)環(huán)境更方便、更有效。 第 三 章 LabVIEW語(yǔ)言及功能簡(jiǎn)介 6 LabVIEW 語(yǔ)言的特點(diǎn) G 語(yǔ)言編寫(xiě)的程序稱(chēng)為虛擬儀器 VI(Virtual Instrument)， 因?yàn)樗慕缑婧凸δ芘c真實(shí)儀器十分相像 ， 在 LabVIEW 環(huán)境下開(kāi)發(fā)的應(yīng)用程序都被冠以VI 后綴以表示虛擬儀器的含義。一個(gè) VI 由交互式用戶(hù)接口、數(shù)據(jù)流框圖和圖標(biāo)連接端口組成。同時(shí) ， G 語(yǔ)言最佳地實(shí)現(xiàn)了模塊化編程思想。用戶(hù)可以將一個(gè)應(yīng)用分解為一系列任務(wù) ， 再將任務(wù)細(xì)分 ， 將一個(gè)復(fù)雜的應(yīng)用分解為一系列的 簡(jiǎn)單子任務(wù) ， 為每個(gè)子任務(wù)建立一個(gè) VI， 然后把這些 VI 組合在一起完成最終的應(yīng)用程序。因?yàn)槊總€(gè) SubVI 可以單獨(dú)執(zhí)行 ，所以很容易調(diào)試。 LabVIEW 的運(yùn)行機(jī)制就宏觀上講已經(jīng)不再是傳統(tǒng)上的馮諾依曼計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)的執(zhí)行方式。傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)語(yǔ)言 (如 C 語(yǔ)言 )中的順序執(zhí)行結(jié)構(gòu)在LabVIEW 中被并行機(jī)制所代替 ： 從本質(zhì)上講 ， 它是一種帶有圖形控制流結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)流模式。數(shù)據(jù)流程序設(shè)計(jì)規(guī)定一個(gè)目標(biāo)只有當(dāng)它的所有輸入有效時(shí)才能執(zhí)行；而目標(biāo)的輸出只有當(dāng)它的功能完成時(shí)才是有效的。也就是說(shuō)在這種數(shù)據(jù)流程序的概念中程序的執(zhí)行是數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的 ， 它不受操作系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)等因素的影響。這樣 LabVIEW 中被連接的功能節(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)控制著程序的執(zhí)行次序 ， 而不 同 文本程序受到行順序執(zhí)行的約束。從而我們可以通過(guò)相互連接功能節(jié)點(diǎn)快速簡(jiǎn)潔地開(kāi)發(fā)應(yīng)用程序 ， 甚至還可以有多個(gè)數(shù)據(jù)通道同步運(yùn)行。 用 LabVIEW 編制程序圖時(shí) ， 不必受常規(guī)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)法細(xì)節(jié)的限制。首先 ， 從功能菜單中選擇需要的功能節(jié)點(diǎn) ， 將之置于面板上適當(dāng)?shù)奈恢?；然后用?dǎo) (Wires)連接各功能節(jié)點(diǎn)在程序圖中的端口 ， 用來(lái)在功能節(jié)點(diǎn)之間傳輸數(shù)據(jù)。這些節(jié)點(diǎn)包括了簡(jiǎn)單的算術(shù)功能 ， 高級(jí)數(shù)據(jù)采集和分析 VI 以及用來(lái)存儲(chǔ)和檢索 數(shù)據(jù)的文件輸入輸出功能和網(wǎng)絡(luò)功能。