【文章內(nèi)容簡介】 8章 智能測試系統(tǒng)設(shè)計及虛擬儀器 （ 3） VXI系統(tǒng)：以 VXI標(biāo)準(zhǔn)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(lǐng)域的擴展 。 它具有標(biāo)準(zhǔn)開發(fā) 、 結(jié)構(gòu)緊湊 、 數(shù)據(jù)吞吐能力強 、 定時和同步精確 、 模塊可重復(fù)利用 、 眾多儀器商支持等優(yōu)點 ， 應(yīng)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(xiàn)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(shè)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(shù)據(jù)以一定的格式傳回主控計算機 。 第 8章 智能測試系統(tǒng)設(shè)計及虛擬儀器 （ 4） PXI系統(tǒng)：以 PXI標(biāo)準(zhǔn)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(gòu)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(shù)和控制器的基礎(chǔ)上采用流行的奔騰 MMX處理器 ， 帶有標(biāo)準(zhǔn) GPIB接口 、 、 以太網(wǎng)絡(luò)接口及顯示器接口 ， 為用戶組建速度高 、 成本低 、 結(jié)構(gòu)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(shè)計及虛擬儀器 （ 5） 串口系統(tǒng)：以 Serial標(biāo)準(zhǔn)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(yīng)用軟件將儀器硬件與通用計算機相結(jié)合 。 其中 ， PCDAQ測量系統(tǒng)是構(gòu)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(shè)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(shè)計虛擬儀器應(yīng)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(shè)計及虛擬儀器 (1) 應(yīng)用程序 。 它包含兩個方面的程序： 實現(xiàn)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(qū)動程序。這類程序用來完成特定外部硬件設(shè)備的擴展、 驅(qū)動與通信。 第 8章 智能測試系統(tǒng)設(shè)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(chǎn)生的一系列隨機數(shù)； 還有一個控制對象 —— 開關(guān) ， 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(shè)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(shè)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(shù) 、 結(jié)構(gòu)和連線等 。 圖 88是與圖 87對應(yīng)的流程圖 。 可以看到流程圖中包括了前面板上的開關(guān)和隨機數(shù)顯示器的連線端子 ， 還有一個隨機數(shù)發(fā)生器的函數(shù)及程序的循環(huán)結(jié)構(gòu) 。 隨機數(shù)發(fā)生器通過連線將產(chǎn)生的隨機信號送到顯示控件 ， 為了使它持續(xù)工作下去 ， 設(shè)置了一個 While Loop循環(huán) ， 由開關(guān)控制這一循環(huán)的結(jié)束 。 第 8章 智能測試系統(tǒng)設(shè)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(shè)計及虛擬儀器 3） 圖標(biāo) / VI具有層次化和結(jié)構(gòu)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(diào)用 。 圖標(biāo)與連接器在這里相當(dāng)于圖形化的參數(shù) 。 第 8章 智能測試系統(tǒng)設(shè)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(diào)試 VI程序的工具 。 如果該模板沒有出現(xiàn) ， 則可以在 Windows菜單下選擇 Show Tools Palette以顯示該模板 。 當(dāng)從模板內(nèi)選擇了任一種工具后 ， 鼠標(biāo)箭頭就會變成該工具相應(yīng)的形狀 。 當(dāng)從 Windows菜單下選擇了 Show Help Window功能后 ， 把工具模板內(nèi)選定的任一種工具光標(biāo)放在流程圖程序的子程序 （ Sub VI） 或圖標(biāo)上 ， 就會顯示相應(yīng)的幫助信息 。 第 8章 智能測試系統(tǒng)設(shè)計及虛擬儀器 圖 89 工具模板 第 8章 智能測試系統(tǒng)設(shè)計及虛擬儀器 表 82 工具模板之子模板 圖標(biāo) 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(shù)字或字符串控制中鍵入值時，工具會變成標(biāo)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(dāng)它用于改變對象的連框大小時，會變成相應(yīng)形狀。 ３ Edit Text （編輯文本） 用于輸入標(biāo)簽文本或者創(chuàng)建自由標(biāo)簽。當(dāng)創(chuàng)建自由標(biāo)簽時它會變成相應(yīng)形狀。 ４ Connect Wire （連線） 用于在流程圖程序上連接對象。如果聯(lián)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(yīng)的數(shù)據(jù)類型。 ５ Object Shortcut Menu （對象菜單） 用鼠標(biāo)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(shè)置／清除） 使用該工具在 VI 的流程圖對象上設(shè)置斷點。 ８ Prob e Data （數(shù)據(jù)探針） 可在框圖程序內(nèi)的數(shù)據(jù)流線上設(shè)置探針。通過控針窗口來觀察該數(shù)據(jù)流線上的數(shù)據(jù)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(shè)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(shè)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(diào)用該模板 。 ） 控制模板用來給前面板設(shè)置各種所需的輸出顯示對象和輸入控制對象 。 每個圖標(biāo)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(biāo)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(shè)計及虛擬儀器 圖 810 控制模板 第 8章 智能測試系統(tǒng)設(shè)計及虛擬儀器 表 83 控制模板之子模板 圖標(biāo) 子模板名稱 功 能 １ Numeric （數(shù)值量） 數(shù)值的控制和顯示。包含數(shù)字式、指針式顯示表盤及各種輸入框。 ２ Boolean （布爾量） 邏輯數(shù)值的控制和顯示。包含各種布爾開關(guān)、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(shù)組和簇） 數(shù)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(shù)據(jù)結(jié)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(shè)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(shù) 10 Digilog Controls（數(shù)字控制） 數(shù)字控制 11 Clussic Controls（經(jīng)典控制） 經(jīng)典控制，指以前版本軟件的面板圖標(biāo)。 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(diào)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(shè)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(xiàn)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(biāo)都表示一個子模板 。 若功能模板不出現(xiàn) ， 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(biāo)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(shè)計及虛擬儀器 圖 811 功能模板 第 8章 智能測試系統(tǒng)設(shè)計及虛擬儀器 表 84 功能模板之子模板