【文章內容簡介】 8章 智能測試系統(tǒng)設計及虛擬儀器 （ 3） VXI系統(tǒng)：以 VXI標準總線儀器模塊與計算機為儀器硬件平臺組成的虛擬儀器測試系統(tǒng) 。 VXI總線是一種高速計算機總線在儀器領域的擴展 。 它具有標準開發(fā) 、 結構緊湊 、 數據吞吐能力強 、 定時和同步精確 、 模塊可重復利用 、 眾多儀器商支持等優(yōu)點 ， 應用越來越廣 。 尤其在組建大中規(guī)模自動測量控制系統(tǒng) ， 以及對速度 、 精度要求非常高的場合 ， 有其他儀器無法比擬的優(yōu)點 。 此外 ， VXI總線的組建方案其功能最為強大 、 組建的系統(tǒng)最為穩(wěn)定 ， 但 VXI總線在實現強大功能的同時 ， 價格也是十分昂貴的 。 如果使用計算機來控制 VXI總線設備 ， 則需要配備一塊GPIB接口卡 ， 通過 GPIB總線與 VXI主機箱零槽模塊通信 。 零槽模塊的 GPIBVXI翻譯器將 GPIB的命令翻譯成 VXI命令并把各模塊返回的數據以一定的格式傳回主控計算機 。 第 8章 智能測試系統(tǒng)設計及虛擬儀器 （ 4） PXI系統(tǒng)：以 PXI標準總線儀器模塊與計算機為儀器硬件平臺組成的虛擬儀器測試系統(tǒng) 。 PXI(PCIbus eXtentions for Instrumentation)總線是基于 PCI總線的虛擬儀器系統(tǒng)構架 ， 是 NI公司于 1997年推出的一種新的開放性 、 模塊化儀器總線規(guī)范 。 PXI在主流 PCI計算技術和控制器的基礎上采用流行的奔騰 MMX處理器 ， 帶有標準 GPIB接口 、 、 以太網絡接口及顯示器接口 ， 為用戶組建速度高 、 成本低 、 結構緊湊的測試系統(tǒng)提供了可行性 。 第 8章 智能測試系統(tǒng)設計及虛擬儀器 （ 5） 串口系統(tǒng)：以 Serial標準總線儀器與計算機為儀器硬件平臺組成的虛擬儀器測試系統(tǒng) 。 無論上述哪種虛擬儀器系統(tǒng) ， 都是通過應用軟件將儀器硬件與通用計算機相結合 。 其中 ， PCDAQ測量系統(tǒng)是構成虛擬儀器的最基本的方式 ， 也是最廉價的方式 。 第 8章 智能測試系統(tǒng)設計及虛擬儀器 2． 開發(fā)虛擬儀器 ， 必須有合適的軟件工具 。 目前已有多種虛擬儀器的軟件開發(fā)工具 ， 主要分為以下兩類： （ 1） 文本式編程語言 ， 如 C、 Visual C＋＋ 、 Visual Basic、 Labwindows/CVI等 。 （ 2) 圖形化編程語言 ， 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條件與良好的開發(fā)環(huán)境 。 LabVIEW 圖形化虛擬儀器編程語言和文本式編程語言相比更直觀 、 可視化更強 ， 因此使用較為廣泛 。 第 8章 智能測試系統(tǒng)設計及虛擬儀器 (1) 應用程序 。 它包含兩個方面的程序： 實現虛擬面板功能的前面板軟件程序和定義測試功能的流程圖軟件程序 。 (2) I/O接口儀器驅動程序。這類程序用來完成特定外部硬件設備的擴展、 驅動與通信。 第 8章 智能測試系統(tǒng)設計及虛擬儀器 虛擬儀器的軟件開發(fā)平臺 LabVIEW 1. LabVIEW 1） 圖 87所示是一個隨機信號發(fā)生器 VI的前面板 。 它的上面有一個顯示對象 ， 以曲線的方式顯示了所產生的一系列隨機數； 還有一個控制對象 —— 開關 ， 可以啟動和停止工作 。 顯然 ， 并非簡單地畫兩個控件就可以運行 ， 在前面板后還有一個與之配套的流程圖 。 第 8章 智能測試系統(tǒng)設計及虛擬儀器 圖 87 隨機信號發(fā)生器的前面板 第 8章 智能測試系統(tǒng)設計及虛擬儀器 2） 流程圖提供 VI的圖形化源程序 。 在流程圖中對 VI編程 ， 以控制和操縱定義在前面板上的輸入和輸出功能 。 流程圖中包括前面板上的控件的連線端子 ， 還有一些前面板上沒有但編程必須有的東西 ， 例如函數 、 結構和連線等 。 圖 88是與圖 87對應的流程圖 。 可以看到流程圖中包括了前面板上的開關和隨機數顯示器的連線端子 ， 還有一個隨機數發(fā)生器的函數及程序的循環(huán)結構 。 隨機數發(fā)生器通過連線將產生的隨機信號送到顯示控件 ， 為了使它持續(xù)工作下去 ， 設置了一個 While Loop循環(huán) ， 由開關控制這一循環(huán)的結束 。 第 8章 智能測試系統(tǒng)設計及虛擬儀器 圖 88 隨機信號發(fā)生器的流程圖 第 8章 智能測試系統(tǒng)設計及虛擬儀器 3） 圖標 / VI具有層次化和結構化的特征 。 一個 VI可以作為子程序 ， 這里稱為子 VI（ Sub VI） ， 它被其他 VI調用 。 圖標與連接器在這里相當于圖形化的參數 。 第 8章 智能測試系統(tǒng)設計及虛擬儀器 2. LabVIEW 1） 工具模板 （ Tools Palette） 工具模板如圖 89所示 ， 其子模板見表 82。 該模板提供了各種用于創(chuàng)建 、 修改和調試 VI程序的工具 。 如果該模板沒有出現 ， 則可以在 Windows菜單下選擇 Show Tools Palette以顯示該模板 。 當從模板內選擇了任一種工具后 ， 鼠標箭頭就會變成該工具相應的形狀 。 當從 Windows菜單下選擇了 Show Help Window功能后 ， 把工具模板內選定的任一種工具光標放在流程圖程序的子程序 （ Sub VI） 或圖標上 ， 就會顯示相應的幫助信息 。 第 8章 智能測試系統(tǒng)設計及虛擬儀器 圖 89 工具模板 第 8章 智能測試系統(tǒng)設計及虛擬儀器 表 82 工具模板之子模板 圖標 名稱 功 能 １ Operate Value（操作值） 用于操作前面板的控制和顯示。使用它向數字或字符串控制中鍵入值時，工具會變成標簽工具 ２ P os i t i on/ S i z e / S e l ect （選擇） 用于選擇、移動或改變對象的大小。當它用于改變對象的連框大小時，會變成相應形狀。 ３ Edit Text （編輯文本） 用于輸入標簽文本或者創(chuàng)建自由標簽。當創(chuàng)建自由標簽時它會變成相應形狀。 ４ Connect Wire （連線） 用于在流程圖程序上連接對象。如果聯機幫助的窗口被 打開時，把該工具放在任一條連線上，就會顯示相應的數據類型。 ５ Object Shortcut Menu （對象菜單） 用鼠標左鍵可以彈出對象的彈出式菜單。 ６ Scro ll Wind ows（窗口漫游） 使用該工具就可以不需要使用滾動條而在窗口中漫游。 ７ Set/Clear Breakpoint （斷點設置／清除） 使用該工具在 VI 的流程圖對象上設置斷點。 ８ Prob e Data （數據探針） 可在框圖程序內的數據流線上設置探針。通過控針窗口來觀察該數據流線上的數據變化狀況。 ９ Get Color （顏色提?。? 使用該工具來提取顏色用于編輯其他的對象。 10 Set Color （顏色設置） 用來給對象定義顏色。它也顯示出對象的前景色和背景色。 第 8章 智能測試系統(tǒng)設計及虛擬儀器 2） 控制模板 （ Control Palette） 控制模板是多層的 ， 其中每一個子模板下還包括多個對象 。 （ 注意： 只有打開前面板時才能調用該模板 。 ） 控制模板用來給前面板設置各種所需的輸出顯示對象和輸入控制對象 。 每個圖標代表一類子模板 。 如果控制模板不顯示 ， 可以用 Windows菜單的 Show Controls Palette功能打開它 ， 也可以在前面板的空白處點擊鼠標右鍵 ， 以彈出控制模板 。 控制模板如圖 810所示， 它包括表 83所示的一些子模板。 第 8章 智能測試系統(tǒng)設計及虛擬儀器 圖 810 控制模板 第 8章 智能測試系統(tǒng)設計及虛擬儀器 表 83 控制模板之子模板 圖標 子模板名稱 功 能 １ Numeric （數值量） 數值的控制和顯示。包含數字式、指針式顯示表盤及各種輸入框。 ２ Boolean （布爾量） 邏輯數值的控制和顯示。包含各種布爾開關、按鈕以及指示燈等。 ３ String Path （字符串和路徑） 字符串和路徑的控制和顯示。 ４ Ar ra y Cl us te r（數組和簇） 數組和簇 的控制和顯示。 ５ Li st Ta bl e （列表和表 格） 列表和表格的控制和顯示 ６ Graph （圖形顯示） 顯示數據結果的趨勢圖和曲線圖。 ７ Ring Enum （環(huán)與枚舉） 環(huán)與枚舉的控制和顯示。 第 8章 智能測試系統(tǒng)設計及虛擬儀器 ８ I/O （輸入 / 輸出功能） 輸入 / 輸出功能。于操作 OLE 、 ActiveX 等功能。 ９ Refnum 參考數 10 Digilog Controls（數字控制） 數字控制 11 Clussic Controls（經典控制） 經典控制，指以前版本軟件的面板圖標。 12 Activex 用于 ActiveX 等 功能。 13 Decorations （裝飾） 用于給前面板進行裝飾的各種圖形對象。 14 Select a Controls（控制選擇） 調用存儲在文件中的控制和顯示的接口。 15 User Controls （用戶控制） 用戶自定義的控制和顯示。 第 8章 智能測試系統(tǒng)設計及虛擬儀器 3） 功能模板 (Functions Palette) 功能模板是多層的 ， 其中每一個子模板下還包括多個對象 。 （ 注意：只有打開了流程圖程序窗口 ， 才能出現功能模板 。 ） 功能模板是創(chuàng)建流程圖程序的工具 。 該模板上的每一個頂層圖標都表示一個子模板 。 若功能模板不出現 ， 則可以用Windows菜單下的 Show Functions Palette功能打開它 ， 也可以在流程圖程序窗口的空白處點擊鼠標右鍵 ， 以彈出功能模板 。 功能模板如圖 811所示， 其子模板見表 84（個別不常用的子模板未包含）。 第 8章 智能測試系統(tǒng)設計及虛擬儀器 圖 811 功能模板 第 8章 智能測試系統(tǒng)設計及虛擬儀器 表 84 功能模板之子模板