【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 he user is also very easy to use, maintenance of the late and more concise. The virtual oscilloscope of LabVIEW are introduced, along with the development of puter, more and more frequently in the use of virtual is a graphical programming language which is widely accepted by industry, academia and research lab. as a standard data acquisition and instrument software. This is a powerful and flexible software. It can easily establish its own virtual instrument, its graphical interface makes programming and use of the process are lively and interesting. This paper discusses the course of development of virtual instrument, the concept of virtual instrument, basic position, and bus technology. About the LabVIEW platform, the virtual oscilloscope hardware, software, debugging, finally the future development trend of virtual instrument is summarized. Keywords: virtual instrument。bus technology。 LabVIEW 1 第 一 章 緒論 虛擬儀器的起源和結(jié)構(gòu) 因?yàn)樘摂M儀器的很多界面控件與操作都模仿了硬件儀器，所以虛擬儀器繼承了 傳統(tǒng)儀器 的功能。它將 所有軟件和測(cè)量電路封裝 了 在一起 ， 利用儀器前面板為用戶提供一定的功能。虛擬器系統(tǒng)提供 了的 是完成測(cè)量或 調(diào)制虛擬機(jī)的 任務(wù)所需的所 有軟件和硬件設(shè)備，用戶 可以根據(jù)系統(tǒng)提示去安裝、操作就可以完成。 現(xiàn)在國際業(yè)界普遍使用的計(jì)算機(jī)語言都是美國 NI 公司的 LabVIEW。伴隨計(jì)算機(jī)的快步發(fā)展和數(shù)字采集技術(shù)的發(fā)展， 虛擬儀器的優(yōu)勢(shì)日益擴(kuò)大，應(yīng)用越來越廣泛。 虛擬儀器技術(shù)的四大優(yōu)勢(shì) （ 1）性能高 虛擬儀器繼承了 PC 的處理器和文件 I/O 外，還針對(duì)用戶體驗(yàn)和需求做出了巨大的提升和改進(jìn)。經(jīng)過日益進(jìn)步的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和信息化使得虛擬器技術(shù)日益豐富其優(yōu)勢(shì)和功效。 （ 2）研發(fā)時(shí)間短 NI 在軟件架構(gòu)將計(jì)算機(jī)和儀器儀表、通訊方面的技術(shù)融合在一起。由于該軟件的初衷本 就是提供用戶操作的方便，將實(shí)體轉(zhuǎn)化為虛擬以提高靈活性和更多跟強(qiáng)大的功能，可以在體驗(yàn)設(shè)備的各項(xiàng)操作便捷簡(jiǎn)約時(shí)間，提高效率，提高普及率。該平臺(tái)為更好利于客戶提供了各種 I/O 設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)化接口，減少研發(fā)時(shí)間。 （ 3）無縫集成 虛擬儀器技術(shù)根本上來說就是將軟硬件高度集成的概念。隨著用戶在產(chǎn)品功能的需求日益增長，工程師就需要通過產(chǎn)品在功能的復(fù)雜和共用，但是在連接和集成所有的設(shè)備要花費(fèi)必要的較多時(shí)間，虛擬儀器平臺(tái)則向所有的 I/O 設(shè)備提供的標(biāo)準(zhǔn)化的接口。 （ 4）擴(kuò)展性強(qiáng) 因?yàn)橄噍^于硬件設(shè)備大便攜不方便、成本貴，虛擬儀器的誕 生可以說是應(yīng)運(yùn)而生，可以在投入較少的硬件投資和人力、甚至無需在軟件的升級(jí)的基礎(chǔ)上改進(jìn)系統(tǒng)的效率，因此該平臺(tái)擴(kuò)張性極強(qiáng)。 袁敏：基于 LabVIEW 的虛擬示波器的設(shè)計(jì) 2 虛擬儀器的現(xiàn)狀及發(fā)展方向 IEEE1394 總線技術(shù)是當(dāng)前 PC 體系中是較為重要也較為新的一套工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。為了使虛擬儀器能夠適用于各種總線的匹配，以美國 NI 為首世界儀器公司為滿足用戶市場(chǎng)需求不停的開發(fā)一系列的軟硬件及插件，去滿足虛擬儀器自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的日益復(fù)雜的功能以及組裝。自從上個(gè)世紀(jì)八十年代開始有虛擬軟件產(chǎn)品面世，至今產(chǎn)品種類 、功能、復(fù)雜程度都呈幾何式的爆炸增長，至 今為止世界上的虛擬儀器生產(chǎn)商以達(dá)上千以上 。 這種計(jì)算機(jī)操縱的模塊化儀器系統(tǒng)在世界上都得到廣泛的認(rèn)可。 在近些年中虛擬儀器的概念也被中國的工程師和院校實(shí)驗(yàn)室人員接受， NI 為整個(gè)工業(yè)流程中的工程師 —— 包括從設(shè)計(jì)、原型、測(cè)試、生產(chǎn)的全過程 帶來了一個(gè)前所未有且高效強(qiáng)大的平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了整體的效率的提升。在未來的發(fā)展，虛擬儀器勢(shì)伴隨計(jì)算機(jī)的飛速發(fā)展也勢(shì)必日益優(yōu)化強(qiáng)大，成為工程師便攜式的好幫手。 本論文的主要工作 我國雖然在近些年在科學(xué)技術(shù)方面取得巨大的作用，但與國際一流技術(shù)仍有相當(dāng)大的差距。我國的實(shí)驗(yàn)室或其他的一些 研究機(jī)構(gòu)大多引進(jìn)外國的一些儀器，不斷花費(fèi)金錢，在后期的維護(hù)，更新都比較依賴外國。因此本階段研究虛擬以對(duì)我國來說來說具有重要意義?，F(xiàn)在，越來越多的科技公司開始加入開發(fā)虛擬儀器的隊(duì)伍，因此也有愈來愈多的新測(cè)量?jī)x器種類，這會(huì)吸引更多用戶去使用它，從而又帶動(dòng)新的需求，促進(jìn)該行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)和擴(kuò)大，形成良好的循環(huán)促進(jìn)作用。 技術(shù)的發(fā)展與種類的增加會(huì)促進(jìn)其性能越來越好，價(jià)格越來越低，伴隨著其普及率也會(huì)提高?；?LabVIEW 虛擬示波器等的便利使用更能說明其優(yōu)越性。 本論文主要介紹虛擬儀器和 LabVIEW 軟硬件開發(fā)的過程以及相關(guān)概 念主要構(gòu)成是數(shù)據(jù)采集卡和普通 PC 機(jī)；軟件。虛擬示波器主要有軟件和硬件 的兩部分 。 其中 硬件部分虛擬示波器 也是 主要由硬件和軟件兩部分構(gòu)成。它的硬件部分 就是 普通 PC 機(jī)和數(shù)據(jù)采集卡 。其 軟件部分 含有 前面板，采集卡程序以及配套的 相應(yīng) 應(yīng)用軟件（主要 提供了 數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和讀取 、 波形顯示 、頻譜 顯示、 分析 及 數(shù)字濾波器 、虛擬示波器 等）。 銅陵學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 3 第 二 章 LabVIEW 的概念 LabVIEW 就是實(shí)驗(yàn)室虛擬儀器集成環(huán)境 (Laboratory Vitual Instrument Engineering Workbench)。 LabVIEW 是一種高效實(shí)用的軟件平臺(tái)，它是由美國的 NI 公司提出并創(chuàng)立的。因?yàn)樗税居布O(shè)施的功能外，還另外建立適用軟件標(biāo)準(zhǔn)的庫函數(shù)如 TCP/IP 等諸多協(xié)議。 它是圖形化界面，許多東西都是用戶自定義，是很方便用戶的也是實(shí)用應(yīng)用較普遍的。 LabVIEW 創(chuàng)建虛擬儀器 創(chuàng)建 虛擬儀器 有 四 個(gè) 步驟 如下所示 ： （ 1）前面板 的創(chuàng)建 。 而 前面板的本質(zhì)就是用來設(shè)置輸入和輸入數(shù)據(jù)的各項(xiàng)框目的。它是圖形化界面顯示的，更美觀簡(jiǎn)潔，也可讓用戶更直觀觀察實(shí)驗(yàn)輸出效果。在界面值和觀察輸出量 。該界面上有輸入數(shù)值、按鈕與開關(guān)、文本輸入控件、用戶控件、數(shù)值顯示控件、指示燈、文本顯示控件、圖形顯示控件，這些都通過前面板界面上看到結(jié)果。 (2)創(chuàng)建程序框圖?？赏ㄟ^在前面板窗口上面的窗口（ W）右擊就可以看到程序框圖，點(diǎn)擊打開就可以到程序框圖。在前面板放置的控件在這里通過連線連節(jié)點(diǎn)將圖連接完整，配好圖標(biāo)。 (3)創(chuàng)建圖標(biāo)。在設(shè)置完前面板之后程序框圖并不是就設(shè)好了，需要我們從控件列表挑選創(chuàng)建圖表，再通過前面板 右擊鏈接 將圖標(biāo)與器件之間的節(jié)點(diǎn) 進(jìn)行相應(yīng)的線連接 ， 待連接完成后就是 一個(gè)完整程序框圖。 （ 4） 對(duì)程序的 運(yùn) 行和調(diào)試。運(yùn)行和調(diào)試程序是最后一步也是最后一步。在 LabVIEW的程序面板中操作 的功能，其功能 中有運(yùn)行、停止、單步步入、單步步出、單步步過、斷點(diǎn)、調(diào)用時(shí)掛起 的一系列的操作 。如果界面上運(yùn)行標(biāo)志是一個(gè)完整箭頭，則表明可以運(yùn)行；反之若干斷了的箭頭則表示程序有有錯(cuò)誤，應(yīng)及時(shí)檢查修復(fù)。點(diǎn)擊錯(cuò)誤標(biāo)志，則會(huì)將錯(cuò)誤的情況顯示在小窗口中以一項(xiàng)項(xiàng)的顯示出來。按順序通過點(diǎn)擊它，來點(diǎn)擊 Find 功能將出錯(cuò)的對(duì)象或端口形成高亮度標(biāo)識(shí)出來。在調(diào)試程序時(shí)，用戶使用單步執(zhí)行、設(shè)置斷點(diǎn)、設(shè)置探針 三步 來探視數(shù)據(jù)流動(dòng)方向。 labview 的模板 工具選 板 工具選板（ Tools Palette） 是指用來創(chuàng)建、調(diào)試和修改 VI 程序的工具。我們可 以在界面上的查看里就可以看到工具選板，進(jìn)行點(diǎn)右擊后就可以看到如圖 21 所示的界面。 當(dāng)我們?cè)谶x板中選了我們所需要的工具， 鼠標(biāo)箭頭就會(huì)變成 你所選相應(yīng)的工具圖形的圖樣了。我們將鼠標(biāo)移到相應(yīng)的流程圖程序的子程序亦或圖標(biāo)上，系統(tǒng)就會(huì)立即顯示對(duì)應(yīng)的信息提示出來。 袁敏：基于 LabVIEW 的虛擬示波器的設(shè)計(jì) 4 圖 21 工具圖 工具圖標(biāo)有如下 圖 22 中所示的 幾種： 圖 22 工具選板的功能圖 以下 兩個(gè)模板是個(gè)多層的，它們的每一個(gè)子模板下還以包含多個(gè)對(duì)象。 銅陵學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 5 控件選板（ Control Palette） 該選板 可以 在前面板界面上 右擊打開 ，它 用 來設(shè)置前面板上的輸出顯示對(duì)象和輸入控制對(duì)象。每個(gè)圖標(biāo)都代表一小類子模板。我們可以在空白出右擊顯示該選板，或者在窗口點(diǎn)擊選擇亦可找到。 控件模板如圖 23 所示： 圖 23 新式功能選板圖 控件選板如上圖所示，它包含我們常見的一些子它選板。在子選板中包含的一些常用對(duì)象，我們用文字簡(jiǎn)要介紹其功能。 子模板如下圖 24 所示：