【文章內(nèi)容簡介】 統(tǒng)以及對速度、精度要求高的場合。有其他儀器無法比擬的優(yōu)勢。然而，組建VXI總線要求有機箱、零槽管理器及嵌入式控制器，造價比較高。PXI總線方式虛擬儀器PXI總線方式是PCI總線內(nèi)核技術增加了成熟的技術規(guī)范和要求形成的，增加了多板同步觸發(fā)總線的技術規(guī)范和要求形成的，增加了多板發(fā)總線，以使用于相鄰模塊的高速通訊的局總線。PXI的高度可擴展性。PXI具有8個擴展槽，而臺式PCI系統(tǒng)只有3~4個擴展槽，通過使用PCI—PCI橋接器，可擴展到256個擴展槽，臺式PC的性能價格比和PCI總線面向儀器領域的擴展優(yōu)勢結(jié)合起來，將形成未來的虛擬儀器平臺。但無論采用哪種類型的虛擬儀器系統(tǒng)，都是通過應用軟件將硬件設備搭載到計算機平臺上，實現(xiàn)計算機全數(shù)字化的采集、測試和分析。而開發(fā)虛擬儀器離不開合適的軟件工具，目前的虛擬儀器軟件開發(fā)工具有兩類：文本式編程語言，如Visual C++，VisualBasic，LabWindows/CVI等；圖形化的編程語言，如LabVIEW，HPVEE等，這些軟件開發(fā)工具為用戶設計虛擬儀器應用軟件提供了最大限度的方便與良好的開發(fā)環(huán)境。但是虛擬儀器也并非十全十美，在與其他設備連接時容易受到客觀環(huán)境和條件的限制，另外由于需要進行大量的軟件計算，可能造成較大的時延，此種情況下需要用傳統(tǒng)的硬件儀器來代替。第三章 LabVIEW在數(shù)字電路實驗中的應用一、LabVIEW簡介LabVIEW是Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench（實驗室虛擬儀器集成環(huán)境）的簡稱，是由美國國家儀器公司（National Instruments，NI）創(chuàng)立的一個功能強大而靈活的圖形開發(fā)環(huán)境。NI公司生產(chǎn)基于計算機技術的軟硬件產(chǎn)品，其產(chǎn)品幫助從事研究、開發(fā)、生產(chǎn)、測量工作，以及在諸如汽車、半導體、電子、化學、電信、制藥等行業(yè)工作的工程師和科學家進行測量、過程控制及數(shù)據(jù)分析和存儲。在試驗測量、工業(yè)自動化和數(shù)據(jù)分析領域起著重要作用。與C和 BASIC 一樣，LabVIEW也是通用的編程系統(tǒng)，有一個完成任何編程任務的龐大函數(shù)庫。LabVIEW的函數(shù)庫包括數(shù)據(jù)采集、文件輸入/輸出、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)顯示及數(shù)據(jù)存儲、GPIB/VXI/PXI/基于計算機的儀器、RS232/485協(xié)議、模擬/數(shù)字/計數(shù)器Ｉ/Ｏ、信號調(diào)理、圖像獲取和機器視覺、運動控制、PLC/數(shù)據(jù)日志等等。LabVIEW也有傳統(tǒng)的程序調(diào)試工具，如設置斷點、以動畫方式顯示數(shù)據(jù)及其子程序（子VI）的結(jié)果、單步執(zhí)行等等，便于程序的調(diào)試及觀察數(shù)據(jù)流。LabVIEW是一種用圖標代替文本行創(chuàng)建應用程序的圖形化編程語言——通常稱為G編程語言。傳統(tǒng)文本編程語言根據(jù)語句和指令的先后順序決定程序執(zhí)行順序，而 LabVIEW 則采用數(shù)據(jù)流編程方式，程序框圖中節(jié)點之間的數(shù)據(jù)流向決定了VI及函數(shù)的執(zhí)行順序。與傳統(tǒng)的編程方式相比,使用LabVIEW設計虛擬儀器,可以提高效率4～10倍。同時,利用其模塊化和遞歸方式,用戶可以在很短的時間內(nèi)構(gòu)建、設計和更改自己的虛擬儀器系統(tǒng)[4,5]。前面板是圖形用戶界面，也就是VI的虛擬儀器面板，這一界面上有用戶輸入和顯示輸出兩類對象，具體表現(xiàn)有開關、旋鈕、圖形以及其他控制（control）和顯示對象（indicator）。使用圖標和連線，可以通過編程對前面板上的對象進行控制。這就是圖形化源代碼，又稱G代碼。LabVIEW 的圖形化源代碼在某種程度上類似于流程圖，因此又被稱作程序框圖代碼。LabVIEW系統(tǒng)由LabVIEW應用執(zhí)行文件和許多相關的文件及子目錄組成。LabVIEW使用文件和目錄來存儲創(chuàng)建VI所必須的信息，部分重要的文件和目錄如下： LabVIEW可執(zhí)行程序：用于啟動LabVIEW。：該目錄包含VI庫，如數(shù)據(jù)采集、儀器控制和分析VI。它必須與LabVIEW可執(zhí)行程序在同一目錄下。，因為LabVIEW啟動時要查找該目錄。如果改變此名稱，就無法使用眾多的控件和庫函數(shù)。examples目錄：該目錄包含許多VI示例，這些例子示范了LabVIEW的功能。：用戶創(chuàng)建的VI保存于該目錄并將出現(xiàn)在LabVIEW的Functions palette上。：如果希望用戶儀器驅(qū)動程序庫出現(xiàn)在LabVIEW的函數(shù)選項板上，應將其放置在該目錄下。Learning目錄：該目錄包含有使用本書所需的VI庫。 LabVIEW的發(fā)展歷程二、LabVIEW編程簡介LabVIEW編程一般要經(jīng)過以下幾個步驟?？傮w設計：根據(jù)用戶需求，進行VI總體結(jié)構(gòu)設計，確定面板布局與程序流程，并保證所使用的虛擬儀器硬件在LabVIEW函數(shù)庫中有相應的驅(qū)動程序。前面板設計：在LabVIEW的前面板編輯窗口內(nèi)，利用工具模板和控件模板進行VI前面板的設計。 LabVIEW前面板框圖編程：在LabVIEW的框圖編輯窗口內(nèi)，利用工具模板和函數(shù)模板進行方框圖編程。 LabVIEW框圖程序調(diào)試：單擊前面板編輯窗口或方框圖編輯窗口工具條中的運行按鈕，執(zhí)行VI程序；同時可利用LabVIEW工具模板中的斷點工具和探針工具調(diào)試縮編程序。三、LabVIEW中的數(shù)字電路技術LabVIEW具有典型的圖形化語言風格，其程序的編制過程就是將不同的圖標進行選擇、組合并連線的過程。其不同圖標相當于具有不同功能的“子程序”，圖標間的連線指定了數(shù)據(jù)的流向，相當于代碼語言的“賦值”語句。在LabVIEW的函數(shù)選板中，既包含了大量專用的信號處理、信號運算等圖標，也包含了各種數(shù)值運算、邏輯運算的基本VI圖標。 LabVIEW布爾運算不難看出，利用這些圖標編制的邏輯運算程序（LabVIEW后面板），也就是一個規(guī)范的數(shù)字邏輯電路的邏輯圖。就信號的輸入/輸出來說，LabVIEW亦提供了豐富的輸入控件和輸出控件，如各種形式的開關、按鈕、指示燈、波形顯示器等等，這些“器件”可直接用簡單的拖動方式拖放到相應位置即可使用[6]。 LabVIEW布爾選項板由于虛擬儀器LabVIEW中提供的布爾運算VI比較完備，再加上系統(tǒng)本身圖形化的語言風格，完全可以做到將“程序——邏輯圖——實驗過程——輸入輸出”等過程的結(jié)合，使過程簡單明晰，可以完成數(shù)字邏輯電路中幾乎所有的實驗及演示，如：半加器、全加器、比較器、計數(shù)器、與非門、D觸發(fā)器、JK觸發(fā)器、譯碼器等等。而且還可以運用Lab