LabVIEW编程及虚拟仪器设计(第一讲).ppt

LabVIEW编程及虚拟仪器设计,第一讲绪论；虚拟仪器、LabVIEW概述,参考文献：,黄松岭，吴静编著；赵伟，侯国屏审.虚拟仪器设计基础教程.清华大学出版社，2008（作为本课程的教材，是本课程课堂课件的基础）其他有关LabVIEW编程和虚拟仪器设计方面的教材（很多；版本翻新快）检测技术、电工电子测量、数字信号处理等方面知识的教材（很多）科技期刊杂志上的相关文章（含教学类）,本次课内容：,本课程的教学计划本课程教学实施方式本课程主要特点何谓虚拟仪器？何谓LabVIEW?,课程安排,第一次：绪论，教材第3、4、5章内容，练习一第二次：教材第6章内容，练习二第三次：教材第7章内容，练习三第四次：教材第8、12章内容，并介绍ExpressVI，练习四第五次：教材第9章内容，练习五（综合练习）第六次：教材第10章前半部分内容，练习六第七次：教材第10章后半部分内容，练习七第八次：教材第11章内容；安排大作业选题第十周末前：完成一个虚拟仪器的设计（大作业）,教学实施方式,选择自己感兴趣的课题,提出方案并讨论,完成课题设计和书面报告,尽你所能获取信息,辅导老师参与,灵活运用LabVIEW编程语言工具,在学习了LabVIEW语言基本知识之后：,多门课程知识的综合运用；理论与实际相结合。重点非LabVIEW编程语言掌握水平，而是数据采集、实际信号分析处理、测量方案设计及调试等相关知识的学习及运用。,本课程特点多学科知识综合,虚拟仪器设计,机械力学车船,物理化学,计算机软硬件,信号处理,电工电子技术,测量技术,传感器技术,网络技术,本课程的特点设计与创新,传统仪器,用户自己可据需求确定功能有较大设计、优化空间更灵活，可满足自己需求,功能已由生产厂家完全确定；需要另外仪器功能，就要更新、购置新的仪器,虚拟仪器,本课程知识特点应用广泛（1）,适合几乎所有理工科专业的测量应用，包括：电工电子、机械、力学、物理、化学、生物、化工、水利、汽车、环境、工物等。在实际应用中，传感器和信号调理器会因应用领域不同而不同，但虚拟仪器所依托的计算机等硬件的差异很小；软件要由用户据自己需求，利用LabVIEW编制。,本课程知识特点应用广泛（2）,应用领域,本课程知识特点应用广泛（3）,运动控制,本课程知识特点应用广泛（4）,无损检测领域,虚拟仪器举例虚拟电压表,虚拟仪器举例虚拟谐波分析仪,虚拟仪器举例虚拟示波器,何谓虚拟仪器？,虚拟仪器（VirtualInstrumentVI）计算机化的测量仪器；是计算机与相关面向仪器的软、硬件产品的有机结合。使用者通过友好的图形界面即虚拟仪器的前面板操作计算机，就像在操控自己定义、设计的测量仪器一样，并可以方便地组合、更新和扩展它，从而更快捷、更经济、更灵活地解决各个领域的测量和自动控制等应用问题。,虚拟仪器的主要特点：,尽可能采用通用的硬件，各种虚拟仪器之间的差异主要是软件。充分发挥计算机的能力，具有强大的数据分析和处理功能，可以创造出功能更多、更强的测量或测控仪器及系统。用户可根据自己的实际需求，很便利地自主构建新的虚拟仪器。,何谓LabVIEW？（1）,LabVIEW（LaboratoryVirtualInstrumentEngineering），1992年由美国国家仪器公司（即NationalInstrumentCop.NI公司）推出，之后不断翻新，是用于计算机化的仪器设计用的编程工具软件，具有图形化编程语言特征，人机界面友好，功能函数库丰富、强大，被工业界、学术界和高校科研教学实验室等广泛认同，被视为一个标准的数据采集、仪器设计及控制的优秀工具软件。是多种计算机化仪器设计工具软件中最成功的一种。NI公司的奋斗目标：不断朝着全面图形化方向发展，即希望将设计、制造、测试、质量管理等全部集成在同一个LabVIEW软件平台上实施、完成，以不断提高各个应用领域的工程（设计、制造、测试）实现全过程的效率。,何谓LabVIEW？（2）,LabVIEW应用程序（虚拟仪器VI）的构成：前面板框图图标/连接器,框图：也称“框图面板”或“框图窗口”或“后面板”。,何谓LabVIEW？（3）,前面板（frontpanel）：,何谓LabVIEW？（4）,框图（框图面板；后面板）,图标/连接器(icon/connector),何谓LabVIEW？（5）,基于LabVIEW编制的虚拟仪器程序即VI，具有层次化、结构化、模块化特征。VI也可作为子程序，被称作子VI，被其他VI调用。每个VI的前面板和框图面板的右上角都显示了一个默认的图标。图标是VI或子VI在程序框图上的图形化表示；而连接器定义了子VI与主程序（VI）之间的参数形式和接口。,启动LabVIEW（1）,启动LabVIEW（2）,启动LabVIEW（3）,启动LabVIEW（4）,在前面板上，只能看到输入控制量和程序运行结果即输出；而虚拟仪器程序即VI的图形化设计则在框图面板上进行。,LabVIEW的编程环境操作选板,何谓LabVIEW？（6）,工具选板,控件选板,函数选板,A)工具选板,何谓LabVIEW？（7）,在LabVIEW的图形化编程环境下，工具选板提供了用于创建、修改和调试程序即VI的多种工具。,何谓LabVIEW？（8）,用于向前面板添加各种输入控制对象和各种输出显示对象。,B)控件选板,C)函数选板,何谓LabVIEW？（9）,是为VI编程提供图形化的各种功能函数的选择模板。只有打开了框图窗口（即框图面板/后面板），才能显示函数选板。,何谓LabVIEW？（10）,前面板上的工具条,何谓LabVIEW？（11）,框图面板（窗口、后面板）上的工具条,编写程序（VI）举例求平均数。,何谓LabVIEW？（12）,VI的调试技术：,何谓LabVIEW？（13）,执行加亮单击框图面板上的加亮按钮；节点间的数据流动便以在连线上移动的气泡来表示。单步执行单击框图面板上的“单步步入”或“单步步过”钮，以观察VI运行的每一步动作；与执行加亮结合使用效果更好。探针工具检查VI运行时的即时数据。必须在数据流动之前加设在希望探查的数据连线上弹出快捷菜单、选择“探针”或用工具模板上的探针工具，单击数据连线，均可增加探针。断点用工具模板上的断点工具为程序中的子VI、节点或连线等添加断点。程序运行到断点处会自动中止，可在此处开始作单步运行、使用探针探测即时数据，等等。,修改图标和建立连接器（用于构建子VI）,何谓LabVIEW？（14）,修改图标：为构建子程序，可对默认图标进行修改，以获得更能说明子VI功能的图标。具体地，用鼠标右键单击前面板或框图面板右上角的默认图标，在弹出的快捷菜单中选择“编辑图标”，即打开了图标编辑器窗口（其中，左为工具；中是编辑窗；右是黑白、16色、256色；确定/取消键）。建立连接器：用鼠标右键单击前面板的图标窗格，从其快捷菜单中选“显示连接板”即可打开连接器窗格，从而可设置连接器端子的连接模式（36种，默认）；利用鼠标指针在连接器端子与前面板上的控件建立连接，并在连接器左端口弹出快捷菜单，选择“接线端类型”子菜单下的“必需”选项。,数值数据类型,何谓LabVIEW？（15）,各种类型数据的图标及连线的可视化特征,何谓LabVIEW？（16）,课堂练习一：,练习题1：打开工具选板的各工具选项，进行结识性操作训练，以了解它们的功能和基本操作方法。练习题2：打开控件选