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1.6 本课题的主要工作和本文的主要内容

本课题的主要工作是了解虚拟仪器的特点、现状和实现方法,探索虚拟仪器的发展方向,在LABVIEW平台中设计出常用的函数信号发生器:正弦波信号发生器,锯齿波信号发生器,三角波信号发生器,方波信号发生器。

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海军工程大学毕业设计(论文)

第二章 虚拟仪器开发软件选择

2.1虚拟仪器软件开发平台应有的功能

软件是虚拟仪器技术的关键,但是,一方面众多的测试工作者并非人人都是汇编、VB、VC等语言的熟练程序员,也不可能都很了解软件所控制的那些软件的细节。另一方面,又应让微机尽可能多的去取代原由传统仪器硬件去完成的工作,以最优的方式去控制硬件。因此,与一般的软件平台相比,虚拟仪器软件开发平台应具有以下的功能: 1、便于编程

包括“写”程序,查错和调试程序。 2、内置丰富的函数库,且方便开发者调用

函数库应覆盖时域、频域、幅值域所有成熟的数字处理方法,及与测试分析相关的各种工程运算方法。 3、强有力的人机界面

应提供各类仪器面板的各种功能元件,如表头旋纽、按钮、图表、图形框以至装饰物等,以供开发者快捷组成图、文、声、色并茂,方便操作、控制、观察的仪器“软”面板。 4、方便快捷的通信

 包括对ADC插卡及标准接口总线(RS232、GPIB等)的通讯编程,调用各类可程控仪器驱动程序的编程。

5、提供尽可能多的常规测试虚拟仪器范例

如示波器、信号发生器、谱分析仪等,供用户直接或稍加修改后使用。

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此外,作为基于PC的软件开发平台,它应尽可能多的利用PC的各种技术,并能随PC的发展而同步发展,例如。支持PC的多种操作系统,能调用其它开发平台(VB、VC等)开发的应用软件,生成的数据能被通用的字处理软件、电子表格及图形处理软件、通用数据库调用等等。

2.2 虚拟仪器开发环境

进行虚拟仪器的开发,通常可以采用两种编程方法进行软件编程。一种是传统的方法,才有高级语言如VC++,VB,DELPHI等编写仪器软件;另一种是采用面向仪器的测控过程的图形化编程方法,如NI公司的LABVIEW或HP公司的VEE编程或者是LABWINDOWS/CVI等。本设计采用NI公司的LABVIEW进行开发。

2.3 LABVIEW 介绍

LABVIEW是Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench (实验室虚拟仪器集成开发环境)的简称,是有美国国家仪器公司(National instruments, IN)创立的一个功能强大而又灵活的仪器和分析应用开发工具。LABVIEW是基于数据流的编译型图形编程环境,可以在不同操作系统下保持兼容,为数据的采集、分析、显示提供集成的开发工具,而且还可以通过DDE和TCP/TP实现共享,节约了80%的程序开发时间,而速度几乎不受影响。事实上,LABVIEW已经成为图形化编程语言的工业标准。LABVIEW不同于基于文本的的编程语言(如Fortran和C),他是一种图形编程语言----通常称为G语言,其编程过程就是同过图形符号描述程序的运行。NI LABVIEW使用已获取专利的数据流编程模式,他能是用户从基于文本程序语言的循序结构中解脱出来,他的执行循序是由节点间的数据而不是由文本行的循序决定的。并且,LABVIEW

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是唯一具有编译器的图形化程序环境,所生成的的优化代码的执行速率可以和C语言媲美。

LABVIEW是一种图形化的编程语言和开发环境,被公认为是标准的数据采集和仪器控制软件。它为设计者提供了一个便捷、轻松的设计环境,利用它设计者可以象搭积木一样,轻松组建一个测量系统或数据采集系统,并任意构造自己的仪器面板,而无需进行任何繁琐的计算机程序代码的编写,从而可以大大简化程序的设计。LABVIEW与VC++, Visual Basic, LabWindows/CVI等编程语言不同,后者采用的是基于文本语言的程序代码,而LABVIEW则是使用图形化程序设计语言G,用对话框代替了传统的程序代码。LABVIEW所运用的设备图标与科学家、工程师们习惯的大部分图标基本一致,这使得编程过程和思维过程非常相似。用LABVIEW设计的虚拟仪器可以脱离LABVIEW开发环境,最终用户看一见的是和实际的硬件仪器相似的操作面板。LABVIEW包含有专门用于设计数据采集程序和仪器控制程序的功能库和开发工具库。 LABVIEW的程序设计实质上就是设计一个个的“虚拟仪器”,即“VIs(Virtual Instruments) \。在计算机显示屏幕上利用功能库和开发工具库产生一个前面板(front panel );在后台则利用图形化编程语言编制用于控制前面板的程序。程序的前面板具有与传统仪器类似的界面,可接受用户的鼠标指令。一般来说,每一个VI都可以作为其它VI的调用对象,其功能类似于文本语言的子程序。

LABVIEW是带有可扩展功能库和子程序库的通用程序设计系统。它提供了用于GPIB设备控制、VXI总线控制、串行口设备控制、以及数据分析、显示和存储的应用程序模块。LABVIEW可调用Windows动态链接库和用户自定义的动态链接库中的函数。LABVIEW的CIN节点使用户可以使用由其它语言,如ANSIC编译的程序模块,使LABVIEW成为一个开放的开发平台。LABVIEW

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