基于labview的數(shù)字鐘研究與設(shè)計畢業(yè)設(shè)計(編輯修改稿)
2025-07-31 21:22 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 用戶設(shè)計功能系統(tǒng)封閉、固定系統(tǒng)開放、靈活不易與其他設(shè)備連接容易與其他設(shè)備連接表11 從表11中可見，傳統(tǒng)儀器與虛擬儀器二者之間的主要區(qū)別在于：后者在使用時可以自己設(shè)計開發(fā)功能，而前者的功能卻是由廠商定義好的。從這方面看來，那些儀器如果是功能已經(jīng)固定了，不管是否有其他特點，都不能被我們叫做虛擬儀器。而且，沒有面向科技與工程人員的圖形化開發(fā)平臺就難以涉及虛擬儀器。但是一些很顯而易見的缺點在一般的個人電腦上存在，例如：用它來建立虛擬儀器的效果可能比較低。由于微機化儀器的一個重要發(fā)展方向是開發(fā)了VXI標準，這種標準相當(dāng)于讓每一種儀器是一個插卡，而且要保證儀器的性能和使用較多的硬件。只是這種卡式儀器采用的顯示方式，還是在計算機屏幕上以虛擬形式出現(xiàn)。只是VXI儀器的價格十分高，而后，為了解決這個問題，又推出了一種PXI標準儀器，相比較而言，這種儀器的價格就稍微低廉一些了。2 虛擬儀器軟件體系 虛擬儀器概述利用計算機的硬硬件資源和軟件資源，使本來需要硬件實現(xiàn)的技術(shù)虛擬化，以至于不僅僅增強系統(tǒng)的性能與功能，而且降低系統(tǒng)成本，是虛擬儀器技術(shù)最核心的思想。美國國家儀器有限公司基于軟件在VI系統(tǒng)中的重要作用，提出了軟件就是儀器的口號。VISA庫、儀器驅(qū)動程序、應(yīng)用軟件這三部分都是虛擬儀器軟件的框架。VISA（Virtual Instrumentation software Architecture）虛擬儀器軟件體系結(jié)構(gòu)，實質(zhì)就是標準的I/O函數(shù)庫及其相關(guān)規(guī)范的總稱。一般稱這個I/O函數(shù)庫為VISA庫。它是一個個可以隨便調(diào)用的函數(shù)集合，是為了讓計算機對儀器的遠程控制。像這樣必須把計算機與儀器之間的軟件層聯(lián)結(jié)起來，才能達到想要的要求，它是存在與計算機的系統(tǒng)之中的VISA庫去施行儀器總線的一種比較特別的功能。儀器驅(qū)動程序是完成對某一特定儀器控制與通信的軟件程序集。它是應(yīng)用程序完成儀器控制的必需品，儀器廠商會把其驅(qū)動程序以開源形式處理，他們會把源代碼給客戶。應(yīng)用軟件是直接面對客戶的，前提是裝好驅(qū)動程序，并且提供豐富多彩的界面，形象的圖標給用戶使用，借以完成自動測試任務(wù)。 LabVIEW簡介LabVIEW的概念，是將前面板與流程圖結(jié)合得以勾踐虛擬儀器的工具。LabVIEW是一種在業(yè)界領(lǐng)先的工業(yè)標準圖形化編程工具，是專門為程序員和科學(xué)家設(shè)計的直觀圖形化編程工具，它的全稱為實驗室虛擬儀器開發(fā)平臺。它所建立的虛擬儀器系統(tǒng)是基于軟件和計算機及各種不同的測量儀器硬件集成在一起，用來形成用戶自定義的解決方案，成為專門數(shù)據(jù)采集與儀器控制，數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)表達而設(shè)計的圖形化編程軟件，使創(chuàng)建的程序模塊化，易于調(diào)試，理解和維護，而且程序編程簡單、直觀，因此特別適用于數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)。LabVIEW的前面板是它的一大特色，它是一種擴展，因為它不僅僅具有傳統(tǒng)儀器的效果，更是創(chuàng)建了一種的接口，類似定義一種標準，不管用戶怎么去實現(xiàn)、定義，都是按照這個標準而來的。并且，不像硬件前面板，硬件前面板只有一個定死的功能，但是軟件前面板包含了不同的應(yīng)用場合不同的參數(shù)，用戶可以把整個系統(tǒng)看作一個虛擬儀器，由一對多，從一臺控制多臺。LabVIEW集成了很多儀器硬件庫，如GPIB/VXI/PXI/基于計算機的儀器、RS232/485協(xié)議、插入式數(shù)據(jù)采集、模擬/數(shù)字/計數(shù)器、I/O、信號調(diào)理、分布式數(shù)據(jù)采集、圖像獲取和機器視覺、運動控制、PLC/數(shù)據(jù)日志等。與傳統(tǒng)的編程方式相比，使用LabVIEW效率會有很大的提高。 LabVIEW的開發(fā)環(huán)境LabVIEW的開發(fā)環(huán)境分為三部分:前面板(panel)、框圖程序(Diagram Programme)和圖標/連接端口(Icol/rerminal)。用來設(shè)置輸入數(shù)值和輸出數(shù)值的前面板，也稱為圖形化用戶界面。我們可以在前面板中看到， Control代表工作量， Indicator代表輸出量，他們通過各種圖標如開關(guān)、按鈕、旋鈕、圖標等出現(xiàn)在前面板上，借此來模擬真實儀器。數(shù)據(jù)連線（Wire）和節(jié)點（Node）組成框圖程序，前面板上的控制對象即輸入量和輸出量由它通過圖形語言來進行控制，函數(shù)和功能調(diào)用通過節(jié)點來實現(xiàn)，程序執(zhí)行過程中的數(shù)據(jù)流是由數(shù)據(jù)連線來表示，它定義了程序框圖內(nèi)的數(shù)據(jù)流向。為為了實現(xiàn)模塊化編程的思想，是將LabVIEW的程序定義成一個子程序，而且這個子程序是由圖標/連接端口實現(xiàn)去實現(xiàn)的，其他程序框圖中調(diào)用子程序的節(jié)點表示形式是圖標，而且節(jié)點數(shù)據(jù)的輸入、輸出口的是通過連接端口來表示的。工具模板（Tool Palette）、控件模板（Controls Palette）和功能模板（Function Palette）分別是LabVIEW的3個可移動的圖形化工具模板。定位、連線、斷電、標注、文字注釋等用于圖形操作的各種工具都位于工具模板；前面編輯所需要的圖像圖標、一些特殊的圖形均位于空間模板；其他功能函數(shù)和有些基本的數(shù)學(xué)函數(shù)則由功能模板提供。這三個模板是LabVIEW編程的主要工具。 LabVIEW的程序構(gòu)成與模塊簡介LabVIEW的核心是VI（G語言編寫的程序）。該環(huán)節(jié)包含三個部分：程序前面板(Front Panel)、程序框圖(Block Diagram)以及圖標/連接端口（Icon/Connector）。 前面板 （Front Panel）我們與用戶交流要通過前面板來實現(xiàn)，前面板就類似于傳統(tǒng)儀器的面板，當(dāng)然面板上就會有開關(guān)，旋鈕，表頭，圖形，圖表等對象，這些對象可分為兩類：用戶輸入和顯示輸出。前面板的界面如下，圖21:圖21前面板的控件如圖22：圖22如圖23所示的是一個正弦函數(shù)VI的前面板。圖23 程序框圖（Block Diagram）程序框圖和前面板是一一對應(yīng)的，前面板上的輸出與輸入功能都由后臺的程序框圖控制操作著，程序框圖中VI的源代碼是實現(xiàn)程序的核心，程序框圖由節(jié)點、端口和連線等主要元素組成。如圖24，所示的是一個正弦函數(shù)產(chǎn)生和顯示VI的程序圖。圖24程序框圖的部分功能模塊，如圖25：
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