【正文】 智能測試系統(tǒng)設計及虛擬儀器 圖 825是多通道數(shù)據(jù)采集 第 8章 智能測試系統(tǒng)設計及虛擬儀器 圖 826 多通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的程序框圖 第 8章 智能測試系統(tǒng)設計及虛擬儀器 3． 設計一個虛擬儀器 （ VI） 的基本步驟 通常 ， 設計一個 VI的步驟如下： (1) 在前面板設計窗口中設置控件 ， 并創(chuàng)建 “ 流程圖 ”中的端口 。 首先在前面板開發(fā)窗口使用工具模板中的相應工具 ， 從Controls(控制 )模板中選擇并放置好所需控件 ， 進行控件屬性參數(shù)設置 ， 標貼文字說明標簽 。 (2) 在流程圖編輯窗口中放置節(jié)點 、 圖框 ， 并創(chuàng)建前面板控件 。 在流程圖編輯窗口使用工具模板中的相應工具 ， 從Functions（ 功能 ） 模板中選擇并放置好所需圖標 ， 它們是流程圖中的 “ 節(jié)點 ” 和 “ 圖框 ” 。 第 8章 智能測試系統(tǒng)設計及虛擬儀器 (3) 數(shù)據(jù)流編程 。 數(shù)據(jù)流編程就是使用連線工具按數(shù)據(jù)流的方向將端口 、 節(jié)點 、 圖框依次相連 ， 實現(xiàn)數(shù)據(jù)從源頭按規(guī)定的運行方式到達目的終點 。 第 8章 智能測試系統(tǒng)設計及虛擬儀器 (4) 運行檢驗 。 當完成步驟 (1)、 (2)、 (3)后 ， 前面板程序與流程圖圖形化程序的設計則已進行完畢 ， 一個 VI已基本建立 ， 是否達到預期功能 ， 還需運行檢驗 。 ① 仿真檢驗 。 該檢驗方式不使用 I/O接口硬件設備 。 對VI檢驗運行所需的信號數(shù)據(jù)采用由 “ 數(shù)組 ” 或 “ 信號生成函數(shù) ”產生的 “ 仿真信號 ” 。 ② 實測檢驗 。 該檢驗方式通過 I/O接口硬件設備 ， 采集輸入標準信號 ， 來檢驗虛擬儀器的功能 。 仿真檢驗在實測檢驗之前進行 ， 它是虛擬儀器所特有的優(yōu)勢 ， 因為它對反復檢驗 、 調試及不斷完善改進 VI極為方便 ， 是傳統(tǒng)儀器無法采用的檢驗手段 。 第 8章 智能測試系統(tǒng)設計及虛擬儀器 (5) 程序調試技術 。 利用快捷工具欄中的 “ 運行 ” 、 “ 高亮執(zhí)行 ” 、 “ 單步執(zhí)行 ” 、 “ 斷點設置 ” ① 找出語法錯誤 。 如果存在語法錯誤 ， 則當啟動快捷工具欄的 “ 運行 ” 按鈕時 ， 該按鈕將變成一個折斷的箭頭 ， 程序不能被執(zhí)行 。 用鼠標左擊該按鈕 ， 則將彈出錯誤清單窗口 ， 窗口中列出了錯誤的項目 ， 然后左擊其中任何一個所列出的錯誤 ， 再左擊 “ Find”按鈕 ， 則出錯的對象或端口就會變成高亮 。 第 8章 智能測試系統(tǒng)設計及虛擬儀器 ② 慢速跟蹤程序的運行 。 利用快捷工具欄中的 “ 高亮執(zhí)行 ” 按鈕 ， 左擊該按鈕 ，該按鈕圖標變成高亮形式 ， 再點擊 “ 運行 ” 按鈕 ， 程序就以較慢的速度運行 。 沒有被執(zhí)行的代碼灰色顯示 ， 執(zhí)行后的代碼高亮顯示 ， 并顯示數(shù)據(jù)流上的數(shù)據(jù)值 。 這樣就可以根據(jù)數(shù)據(jù)流動的狀態(tài) ， 跟蹤程序的執(zhí)行 。 第 8章 智能測試系統(tǒng)設計及虛擬儀器 ③ 斷點與單步執(zhí)行 。 為了查找程序中的邏輯錯誤 ， 用戶也許希望框圖程序一個節(jié)點一個節(jié)點地執(zhí)行 。 使用斷點工具可以在程序的某一地點中止程序執(zhí)行 ， 用探針或者單步執(zhí)行方式查看數(shù)據(jù) 。 斷點的設置 。 用工具模板上的 “ 斷點 ” 工具點擊希望設置或者清除斷點的地方 ， 該處即為所設置的斷點 。 斷點的顯示 。 對于節(jié)點或者圖框表示為紅框 ， 對于連線表示為紅點 。 當 VI程序運行到斷點設置處時 ， 程序被暫停在將要執(zhí)行的節(jié)點 ， 以閃爍表示 。 按下單步執(zhí)行按鈕 ， 閃爍的節(jié)點被執(zhí)行 ， 下一個將要執(zhí)行的節(jié)點變?yōu)殚W爍 ， 表明它將執(zhí)行 。 也可以點擊快捷工具欄中的 “ 暫停 ” 按鈕 ， 這樣程序將連續(xù)執(zhí)行直到下一個斷點 。 第 8章 智能測試系統(tǒng)設計及虛擬儀器 ④ 設置探針 。 可以通過設置探針來查看框圖程序流經某一根連接線的數(shù)據(jù)值 。 探針的設置方法有二： 利用工具模板上的 “ 探針 ” 工具 ， 用鼠標左擊欲放置探針的連接線 。 把工具模板上的 “ 選擇 ” 工具或 “ 連線 ” 工具放在欲放置探針的連線上 ， 用鼠標右擊該連線 ， 將彈出一個對話框 ， 選擇 Probe選項 。 當探針設置完畢后 ， 會出現(xiàn)一個探針顯示窗口 。 該顯示窗口中的數(shù)據(jù)即為該連線上的數(shù)據(jù)值 。 第 8章 智能測試系統(tǒng)設計及虛擬儀器 (6) 數(shù)據(jù)觀察 。 當檢驗觀察中發(fā)現(xiàn)有錯誤時 ， 可用鼠標點擊 “ Highlight Execution”按鈕 ， 觀察數(shù)據(jù)流中各個節(jié)點的數(shù)值 。 (7) 命名存盤。 保存設計好的 VI。 第 8章 智能測試系統(tǒng)設計及虛擬儀器 4． LabVIEW程序設計的其他有關問題 1) 人機交互界面 人機交互過程主要是對程序的控制和對程序執(zhí)行結果的觀察 ， 因此人機交互界面的定制包含兩個方面的內容：一是程序運行時界面的顯示模式；二是程序對操作的響應方式 。 可控制的對象包括按鈕 、 鍵盤輸入前面板對象和選擇框等 。 LabVIEW前面板的最大特色是所見即所得 ， 即在編程中排布的界面就是軟件運行時的界面 。 設計人機交互界面時 ， 主要從審美和方便實用的角度出發(fā) 。 第 8章 智能測試系統(tǒng)設計及虛擬儀器 2) LabVIEW 提供了許多定時的節(jié)點 ， 它們主要完成關于時間的計算 、 換算和定時等功能 ， 同時 ， LabVIEW還提供了一些顯示提示信息的對話框 ， 這些節(jié)點并不處理任何信息 ， 只是輸出用戶信息 ， 對話框包括提示對話框和輸入對話框兩種 。 3) LabVIEW的文件管理方式有兩種：一是將各個文件分散獨立保存； 二是將相關文件集中起來保存于一個庫文件 （ *.LLB）中 。 第 8章 智能測試系統(tǒng)設計及虛擬儀器 4) LabVIEW 環(huán)境本身不能產生可執(zhí)行文件 ， 所以在程序完成后 ， 不能脫離 LabVIEW環(huán)境運行 ， 這給發(fā)布應用程序帶來了極大的不便 。 Application Build工具包彌補了這一不足 ， 它將程序轉換成可執(zhí)行文件 ， 使之能和普通的應用程序一樣運行在操作系統(tǒng)中 。 第 8章 智能測試系統(tǒng)設計及虛擬儀器 例 1 基于 LabVIEW信號發(fā)生器的設計 。 設計的信號發(fā)生器應具有系統(tǒng)控制 ， 產生標準正弦波 、 方波 、 三角波波形 ， 數(shù)據(jù)存儲顯示以及輸出模擬信號等功能 。 1） 在 LabVIEW ， 計算機產生波形的流程框圖如圖 827所示。 第 8章 智能測試系統(tǒng)設計及虛擬儀器 圖 827 計算機產生波形流程框圖 第 8章 智能測試系統(tǒng)設計及虛擬儀器 2） （ 1） 前面板的設計 。 根據(jù)傳統(tǒng)信號發(fā)生器面板控鍵的功能 ， 利用 LabVIEW中的控制模板 ， 分別在設計面板上放入模擬實際信號發(fā)生器控鍵的數(shù)據(jù)輸入控鍵 、 顯示器 、 數(shù)據(jù)輸出控件 、 開關和選擇器 。顯示器用于顯示輸出的信號波形；數(shù)據(jù)輸入控鍵用于輸出信號的信號頻率 、 采樣頻率 、 采樣數(shù) 、 振幅和相位；數(shù)據(jù)輸出控鍵則用于選擇信號類型 。 設計的前面板如圖 828所示 。 第 8章 智能測試系統(tǒng)設計及虛擬儀器 圖 828 虛擬信號發(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） 流程圖的設計 。 ① 對于虛擬信號發(fā)生器而言 ， 它的主要功能就是為我們提供激勵信號 ， 所以在流程圖設計中 ， 我們首先要選擇一個產生信號的圖標以及用于循環(huán)控制的 While循環(huán) 。 在流程圖設計窗口中打開 Functions模塊 ， 執(zhí)行 All Functions→Analyze→Signal Generation→Basic Function ， 通過開關選擇信號類型 。 執(zhí)行 All Functions→Structures→While Loop操作 ， 調入While循環(huán) 。 第 8章 智能測試系統(tǒng)設計及虛擬儀器 圖 829 虛擬信號發(fā)生器的程序框圖 第 8章 智能測試系統(tǒng)設計及虛擬儀器 ② 運行檢驗 。 當完成了設計后 ， 若流程圖設計窗口工具條中的箭頭圖標顯示為 ， 就說明我們的流程圖設計是正確的 ， 接下來可以運行檢驗該程序了 。 在前面板中 ， 輸入所使用的板卡設備號和輸出信號所接的輸出通道號 ， 把頻率和幅度調節(jié)到需要的刻度值 ， 點擊窗口工具條中的箭頭圖標或在 Operate選項中選擇 Run運行程序 。 若將控件調至產生方波 ， 則將在示波器中看到生成的波形 。 第 8章 智能測試系統(tǒng)設計及虛擬儀器 例 2 利用研華 I/O接口設備 PCI 1711型數(shù)據(jù)采集板卡組成數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) 。 該 PCI測試系統(tǒng)可以采集和顯示一路信號 ， 參數(shù)為： 頻率范圍 0～ 1 MHz；幅值范圍 ～ 6 V。 信號由第 0通道輸入 。 1） PCI 1711型數(shù)據(jù)采集板卡是非 NI公司的采集卡 ， 在安裝了研華公司的板卡驅動程序后 ， 必須安裝 LabVIEW驅動程序 。 其DAQ節(jié)點在 All Functions→User Libraries中 ， 如圖 830所示 。利用研華 I/O接口設備 PCI 1711型數(shù)據(jù)采集板卡組成數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) 。 該 PCI測試系統(tǒng)可以采集和顯示一路信號 ， 參數(shù)為： 頻率范圍 0～ 1 MHz； 幅值范圍 ～ 6 V。 信號由第 0通道輸入 。 第 8章 智能測試系統(tǒng)設計及虛擬儀器 1） PCI 1711型數(shù)據(jù)采集板卡是非 NI公司的采集卡 ， 在安裝了研華公司的板卡驅動程序后 ， 必須安裝 LabVIEW驅動程序 。 其 DAQ節(jié)點在 All Functions→User Libraries中 ， 如圖 830所示 。 2） 軟件設計 設計的前面板如圖 831所示 ， 程序框圖如圖 832所示 。 第 8章 智能測試系統(tǒng)設計及虛擬儀器 圖 830 非 NI公司的采集卡 DAQ子模板 第 8章 智能測試系統(tǒng)設計及虛擬儀器 圖 831 用 PCI 1711設計的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)前面板 第 8章 智能測試系統(tǒng)設計及虛擬儀器 圖 832 用 PCI 1711設計的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)程序框圖 第 8章 智能測試系統(tǒng)設計及虛擬儀器 思考與練習題 1. 2. 3. 4. 5. 虛擬儀器的硬件平臺有哪兩部分？ 6. PCDAQ 7. 如何構建一個簡單的虛擬儀器？