[精选]LabVIEW编程及虚拟仪器设计(第一讲).pptx

LabVIEWLabVIEW编程及虚拟仪器设计编程及虚拟仪器设计第一讲第一讲 绪论；绪论；虚拟仪器、虚拟仪器、LabVIEWLabVIEW概述概述 ：黄松岭，吴静黄松岭，吴静 编著；编著；赵伟，侯国屏赵伟，侯国屏 审审.虚拟仪器设计基础教程虚拟仪器设计基础教程.清华大学出版清华大学出版社，社，2023 作为本课程的教材，是本课作为本课程的教材，是本课程课堂课件的基础程课堂课件的基础其他有关其他有关LabVIEW编程和虚拟仪器设计编程和虚拟仪器设计方面的教材很多；版本翻新快方面的教材很多；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科技期刊杂志上的相关文章含教学类本次课内容：本次课内容：本课程的教学方案本课程的教学方案本课程教学实施方式本课程教学实施方式本课程主要特点本课程主要特点何谓虚拟仪器何谓虚拟仪器？何谓何谓LabVIEW?LabVIEW?课课 程程 安安 排排第一次：绪论，教材第第一次：绪论，教材第3、4、5章内容，练习一章内容，练习一第二次：教材第第二次：教材第6章内容，练习二章内容，练习二第三次：教材第第三次：教材第7章内容，练习三章内容，练习三第四次：教材第第四次：教材第8、12章内容，并介绍章内容，并介绍Express VI，练习四练习四第五次：教材第第五次：教材第9章内容，练习五综合练习章内容，练习五综合练习第六次：教材第第六次：教材第10章前半局部内容，练习六章前半局部内容，练习六第七次：教材第第七次：教材第10章后半局部内容，练习七章后半局部内容，练习七第八次：教材第第八次：教材第11章内容；安排大作业选题章内容；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 教学实施方式教学实施方式选择自己感选择自己感兴趣的课题兴趣的课题提出方案并讨论提出方案并讨论完成课题设计和完成课题设计和书面报告书面报告尽你所能尽你所能获取信息获取信息辅导老师参与辅导老师参与灵活运用灵活运用LabVIEW编程语言工具 在学习了在学习了LabVIEWLabVIEW语言基本语言基本 知识之后：知识之后：多门课程知识的综合运用；理论与实际相结多门课程知识的综合运用；理论与实际相结合。重点非合。重点非LabVIEW编程语言掌握水平，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。案设计及调试等相关知识的学习及运用。本课程特点本课程特点多学科知识多学科知识综合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本课程的特点设计与创新设计与创新传统仪器传统仪器用户自己可据需求确定功能用户自己可据需求确定功能有较大设计、优化空间有较大设计、优化空间更灵活，可满足自己需求更灵活，可满足自己需求 功能已功能已由由生产厂家完全确生产厂家完全确定；需要另外仪器功能，就要定；需要另外仪器功能，就要更新、购置新的仪器更新、购置新的仪器虚拟仪器虚拟仪器本课程知识特点本课程知识特点应用广泛应用广泛1 1适合几乎所有理工科专业的测量应用，包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、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。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，利用户据自己需求，利用LabVIEWLabVIEW编制。编制。本课程知识特点本课程知识特点应用广泛应用广泛2 2应用领域应用领域声学声学测试 工厂生工厂生产线自自动化化测控控军工工设备测试 食品食品质量量监测设备的自的自动测试ATE电工工电子子实验平台构建平台构建自自动光学光学检验实验室管理自室管理自动化化汽汽车性能性能测试机械机械测控控生物医学信号生物医学信号测量量机器机器视觉 计量校准量校准石油和天然气信号石油和天然气信号处理理电子子测试制制药生生产质量量监控控光光纤校准校准工工业机器人机器人光学度量和光学度量和测定定过程自程自动化化功率功率测量与量与谐波分析波分析SCADA系系统半半导体器件性能体器件性能测试统计流程控制流程控制电子通信子通信测试晶片晶片传送手臂送手臂振振动测试电机特性参数机特性参数检测本课程知识特点本课程知识特点应用广泛应用广泛3 3运动控制运动控制本课程知识特点本课程知识特点应用广泛应用广泛4 4无损检测领域无损检测领域虚拟仪器举例虚拟仪器举例虚拟电压表虚拟电压表虚拟仪器举例虚拟仪器举例虚拟谐波分析仪虚拟谐波分析仪虚拟仪器举例虚拟仪器举例虚拟示波器虚拟示波器何谓虚拟仪器？何谓虚拟仪器？虚拟仪器虚拟仪器Virtual InstrumentVI计算机计算机化的测量仪器；是计算机与相关面向仪器的软、硬化的测量仪器；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。各个领域的测量和自动控制等应用问题。被测对象传感器信号调理数据采集信号处理仪器面板虚拟仪器的主要特点：虚拟仪器的主要特点：尽尽可可能能采采用用通通用用的的硬硬件件，各各种种虚虚拟拟仪仪器器之间的差异主要是软件。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。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。自主构建新的虚拟仪器。何谓何谓LabVIEW？1LabVIEW Laboratory Virtual Instrument Engineering，1992年由年由 国家仪器公司即国家仪器公司即National Instrument Cop.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、强大能函数库丰富、强大，被工业界、学术界和高校科研教学实验，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。的一种。NI公司的奋斗目标：不断朝着全面图形化方向开展，即希望将公司的奋斗目标：不断朝着全面图形化方向开展，即希望将设计、制造、测试、质量管理等全部集成在同一个设计、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。计、制造、测试实现全过程的效率。何谓何谓LabVIEW？2LabVIEW应用程序应用程序虚拟仪器虚拟仪器VI的的构成：构成：前面板前面板框图框图图标图标/连接器连接器框图：也称框图：也称“框图面板或框图面板或“框图窗口或框图窗口或“后面板后面板。何谓何谓LabVIEW？3 前面板前面板front panelfront panel：何谓何谓LabVIEW？4 框图框图面板；后面板框图框图面板；后面板图标图标/连接器连接器icon/connectoricon/connector 何谓何谓LabVIEW？5基于基于LabVIEW编制的虚拟仪器程序即编制的虚拟仪器程序即VI，具，具有层次化、结构化、模块化特征。有层次化、结构化、模块化特征。VI也可作为子程也可作为子程序，被称作子序，被称作子VI，被其他被其他VI调用。调用。每个每个VI的前面板的前面板和框图面板的右上角都显示了一个默认的图标。和框图面板的右上角都显示了一个默认的图标。图标是图标是VI或子或子VI在程序框图上的图形化表示；在程序框图上的图形化表示；而连接器定义了子而连接器定义了子VI与主程序与主程序VI之间的参数形之间的参数形式和接口。式和接口。启动启动LabVIEW1启动启动LabVIEW2启动启动LabVIEW 3启动启动LabVIEW 4在前面板上，在前面板上，只能看到输入控只能看到输入控制量和程序运行制量和程序运行结果即输出；而结果即输出；而虚拟仪器程序即虚拟仪器程序即VI的图形化设计的图形化设计则在框图面板上则在框图面板上进行。进行。LabVIEW的编程环境的编程环境操作选板操作选板何谓何谓LabVIEW？6工具选板工具选板控件选板控件选板函数选板函数选板A A 工具选板工具选板何谓何谓LabVIEW？7在在LabVIEW的图形化的图形化编程环境下，工具选板提编程环境下，工具选板提供了用于创立、修改和调供了用于创立、修改和调试程序即试程序即VI的多种工具。的多种工具。何谓何谓LabVIEW？8 用于用于向前面板添加向前面板添加各各种种输输入控制入控制对对象和象和各种各种输输出出显显示示对对象象。B B 控件选板控件选板 C C 函数选板函数选板何谓何谓LabVIEW？9 是为是为VIVI编程提供图形化的编程提供图形化的各种功能函数的选择模板。只各种功能函数的选择模板。只有翻开了框图窗口即框图面有翻开了框图窗口即框图面板板/后面板，才能显示函数后面板，才能显示函数选板。选板。何谓何谓LabVIEWLabVIEW？1010前面板上的工具条前面板上的工具条何谓何谓LabVIEW？11框图面板窗口、后面板上的工具条框图面板窗口、后面板上的工具条 编写程序编写程序VIVI举例举例求平均数。求平均数。何谓何谓LabVIEW？12 VIVI的调试技术：的调试技术：何谓何谓LabVIEWLabVIEW？1313执行加亮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。线上移动的气泡来表示。单步执行单步执行单击框图面板上的单击框图面板上的“单步步入或单步步入或“单步步过钮，以观单步步过钮，以观察察VI运行的每一步动作；与执行加亮结合使用效果更好。运行的每一步动作；与执行加亮结合使用效果更好。探针工具探针工具检查检查VIVI运行时的即时数据。必须在数据流动之前加设运行时的即时数据。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。的探针工具，单击数据连线，均可增加探针。断点断点用工具模板上的断点工具为程序中的子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、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修改图标和建立连接器用于构建子VIVI何谓何谓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，以获得更能说明子得更能说明子VI功能的图标。具体地，功能的图标。具体地，用鼠标右键单击用鼠标右键单击前面板前面板或或框图面板框图面板右上角的默认图标，在弹出的快捷菜单中选择右上角的默认图标，在弹出的快捷菜单中选择“编编辑图标辑图标，即翻开了图标编辑器窗口其中，左为工具；中即翻开了图标编辑器窗口其中，左为工具；中是编辑窗；右是黑白、是编辑窗；右是黑白、1616色、色、256256色；确定色；确定/取消键取消键。建立连接器建立连接器：用鼠标右键单击用鼠标右键单击前面板的图标窗格前面板的图标窗格，从其快，从其快捷菜单中选捷菜单中选“显示连接板即可翻开连接器窗格，从而可设置显示连接板即可翻开连接器窗格，从而可设置连接器端子的连接模式连接器端子的连接模式36种，默认；利用鼠标指针在连接种，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，选择捷菜单，选择“接线端类型子菜单下的接线端类型子菜单下的“必需选项。必需选项。数值数据类型数值数据类型何何 谓谓LabVIEW？15 各种类型数据的图标及连线的可视化特征各种类型数据的图标及连线的可视化特征何谓何谓LabVIEWLabVIEW？1616课堂练习一：课堂练习一：练习题练习题1：翻开工具选板的各工具选项，进行结识性翻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。操作训练，以了解它们的功能和基本操作方法。练习题练习题2：翻开控件选版，选择各种控制器和各种显翻开控件选版，选择各种控制器和各种显示器，了解它们的功能、特点及外观特征等。示器，了解它们的功能、特点及外观特征等。练习题练习题3：翻开函数选板只能在框图面板；翻开：翻开函数选板只能在框图面板；翻开其中的一些子选板，初步了解其中的一些子选板，初步了解LabVIEW提供的功能提供的功能函数的丰富性，熟悉它们层次化、模块化的结构特函数的丰富性，熟悉它们层次化、模块化的结构特点。点。练习题练习题4：自己尝试构建一、两个较简单的：自己尝试构建一、两个较简单的VI，如求，如求5次测量结果的平均值；生成一次测量结果的平均值；生成一 个正弦电压信号并个正弦电压信号并显示出来，等等。显示出来，等等。完9、静夜四无邻，荒居旧业贫。11月-2311月-23Sunday,November26,202310、雨中黄叶树，灯下白头人。05:47:0505:47:0505:4711/26/20235:47:05AM11、以我独沈久，愧君相见频。11月-2305:47:0505:47Nov-2326-Nov-2312、故人江海别，几度隔山川。05:47:0505:47:0505:47Sunday,November26,202313、乍见翻疑梦，相悲各问年。11月-2311月-2305:47:0505:47:05November26,202314、他乡生白发，旧国见青山。26十一月20235:47:05上午05:47:0511月-2315、比不了得就不比，得不到的就不要。十一月235:47上午11月-2305:47November26,202316、行动出成果，工作出财富。2023/11/265:47:0505:47:0526November202317、做前，能够环视四周；做时，你只能或者最好沿着以脚为起点的射线向前。5:47:05上午5:47上午05:47:0511月-239、没有失败，只有暂时停止成功！。11月-2311月-23Sunday,November26,202310、很多事情努力了未必有结果，但是不努力却什么改变也没有。05:47:0505:47:0505:4711/26/20235:47:05AM11、成功就是日复一日那一点点小小努力的积累。11月-2305:47:0505:47Nov-2326-Nov-2312、世间成事，不求其绝对圆满，留一份缺乏，可得无限完美。05:47:0505:47:0505:47Sunday,November26,202313、不知香积寺，数里入云峰。11月-2311月-2305:47:0505:47:05November26,202314、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。26十一月20235:47:05上午05:47:0511月-2315、楚塞三湘接，荆门九派通。十一月235:47上午11月-2305:47November26,202316、少年十五二十时，步行夺得胡马骑。2023/11/265:47:0505:47:0526November202317、空山新雨后，天气晚来秋。5:47:05上午5:47上午05:47:0511月-239、杨柳散和风，青山澹吾虑。11月-2311月-23Sunday,November26,202310、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。05:47:0505:47:0505:4711/26/20235:47:05AM11、越是没有本领的就越加自命非凡。11月-2305:47:0505:47Nov-2326-Nov-2312、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。05:47:0505:47:0505:47Sunday,November26,202313、知人者智，自知者明。胜人者有力，自胜者强。11月-2311月-2305:47:0505:47:05November26,202314、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。26十一月20235:47:05上午05:47:0511月-2315、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。十一月235:47上午11月-2305:47November26,202316、业余生活要有意义，不要越轨。2023/11/265:47:0505:47:0526November202317、一个人即使已登上顶峰，也仍要自强不息。5:47:05上午5:47上午05:47:0511月-23MOMODA POWERPOINTLorem ipsum dolor sit amet,consectetur adipiscing elit.Fusce id urna blandit,eleifend nulla ac,fringilla purus.Nulla iaculis tempor felis ut cursus.感感 谢谢 您您 的的 下下 载载 观观 看看专家告诉