基于虚拟仪器的测控技术ppt课件.ppt
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1、为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能充分发挥中小学图书室育人功能第第9 9章章基于虚拟仪器的测控技术主要内容主要内容p 虚拟仪器概述虚拟仪器概述p 典型虚拟仪器系统典型虚拟仪器系统p 基于基于LabVIEW的虚拟仪器设计的虚拟仪器设计p 典型应用典型应用 为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能充分
2、发挥中小学图书室育人功能9.1.1虚拟仪器基本概念虚拟仪器基本概念 虚拟仪器,就是在以通用计算机为核心的硬件平台上,由用户设计定义、具有虚拟面板、其测试功能由测试软件实现的一种计算机仪器系统。用户可以在通用计算机平台上,根据需求定义和设计仪器的测试功能。为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能充分发挥中小学图书室育人功能 虚拟仪器的实质是利用I/O接口设备完成信号的采集与传输,利用计算机强大的软件功能完成信号的运算、分析与存储,利用计算机显示器模拟
3、传统仪器的 控制面板,并以多种形式表达输出测试结果。9.1.1虚拟仪器基本概念虚拟仪器基本概念为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能充分发挥中小学图书室育人功能仪器面板是虚拟的仪器面板是虚拟的 仪器功能由软件编程来实现仪器功能由软件编程来实现 9.1.1虚拟仪器基本概念虚拟仪器基本概念“虚拟虚拟”二字主要包括以下两方面的含义。二字主要包括以下两方面的含义。为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神为深入学习习近平新时代中国特色社会
4、主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能充分发挥中小学图书室育人功能9.1.2 虚拟仪器的构成虚拟仪器的构成 为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能充分发挥中小学图书室育人功能1.通用仪器硬件平台通用仪器硬件平台 9.1.2 虚拟仪器的构成虚拟仪器的构成 PC-DAQ型 GPIB型 VXI型 PXI型 串口型 USB型和IEEE 1394型为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九
5、大精神为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能充分发挥中小学图书室育人功能 2.虚拟仪器软件虚拟仪器软件 虚拟仪器软件包括I/O接口仪器驱动程序、虚拟仪器 开发工具和应用软件三个层次。9.1.2 虚拟仪器的构成虚拟仪器的构成 I/O接口仪器驱动程序 虚拟仪器开发工具 应用程序为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能充分发挥中小学图书室育人功能9.2.1 DAQ
6、DAQ体系虚拟仪器系统体系虚拟仪器系统 通常,DAQ系统主要包括传感器、信号调理、数据采集卡、计算机、软件等几个部分 为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能充分发挥中小学图书室育人功能9.2.1 DAQDAQ体系虚拟仪器系统体系虚拟仪器系统1.DAQ系统的各主要组成部分传感器信号调理数据采集卡计算机软硬件 为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神贯彻
7、全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能充分发挥中小学图书室育人功能9.2.1 DAQ体系虚拟仪器系统体系虚拟仪器系统 2.DAQ仪器的其他设计 总线扩展与接口技术 高速缓存电路 实时采样和等效采样技术为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能充分发挥中小学图书室育人功能9.2.1 DAQDAQ体系虚拟仪器系统体系虚拟仪器系统 总线扩展与接口技术 高速缓存电路 实时采样和等效采样技术 可编程逻辑器件与逻辑电路 为深入学习习近平新时代中国特色社会
8、主义思想和党的十九大精神为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能充分发挥中小学图书室育人功能9.2.1 DAQ体系虚拟仪器系统体系虚拟仪器系统 3.PCI总线板卡设计 PCI总线虚拟仪器硬件模块图为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能充分发挥中小学图书室育人功能9.2.1 DAQDAQ体系虚拟仪器系统体系虚拟仪器系统为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想
9、和党的十九大精神为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能充分发挥中小学图书室育人功能9.2.2 VXI总线仪器系统总线仪器系统1.VXI总线简介VXI总线系统典型结构为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能充分发挥中小学图书室育人功能9.2.2 VXI总线仪器系统总线仪器系统VXI仪器软件框架 为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神为深入学
10、习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能充分发挥中小学图书室育人功能9.2.2 VXI总线仪器系统总线仪器系统 VXI总线仪器系统的设计 确定测试要求 制定总体设计方案 VXI总线仪器模块及其他类型仪器的选择 VXI总线系统控制器的选择 应用软件编程 系统联调 为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能充分发挥中小学图书室育人功能9.2.3 USB总线仪器系统总线仪器系
11、统 USB的结构范围 为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能充分发挥中小学图书室育人功能9.2.3 USB总线仪器系统总线仪器系统 USB物理总线拓扑结构 为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能充分发挥中小学图书室育人功能9.2.3 USB总线仪器系统总线仪器系统 电气方面,USB通过一种4线电缆与
12、主机或USB HUB相连接来传输信号和电源,如图9-9所示。为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能充分发挥中小学图书室育人功能9.2.3 USB总线仪器系统总线仪器系统 USB接口芯片及其选择 USB接口芯片是一种集成了USB协议的微处理器,它能自动对各种USB事件做出响应,以处理USB总线上的数据传输。对于USB系统来说,所有的主机和设备上至少含有一块实现其功能的USB芯片。为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神为深入学习习
13、近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能充分发挥中小学图书室育人功能9.2.3 USB总线仪器系统总线仪器系统USB功能设备芯片分类USB功能设备芯片的选择选择USB芯片应该考虑以下因素:芯片的传输速率 芯片的传输类型 芯片的硬件资源 芯片的功耗 芯片的开发工具包 芯片的其他因素 自我因素为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能充分发挥中小学图书室育人功能9.2.3 US
14、B总线仪器系统总线仪器系统USB总线仪器的开发 硬件的设计 USB控制芯片固件的实现 Windows驱动的编写 应用程序编写 为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能充分发挥中小学图书室育人功能 LabVIEW(Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench,实验室虚拟仪器工程平台)是一种基于G语言(Graphics Language,图形化编程语言)的虚拟仪器软件开发工具。LabVIEW提供
15、了一种全新的程序编写方法,设计者可以在一个便捷、轻松的设计环境中,利用LabVIEW所提供的图形化控件迅速地组建一个测控系统,构造自己的仪器面板,而几乎不需要编写任何程序代码。9.3.1 LabVIEW简介简介为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能充分发挥中小学图书室育人功能为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学
16、图书室育人功能充分发挥中小学图书室育人功能为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能充分发挥中小学图书室育人功能(c)功能模板9.3.1 LabVIEW简介简介(a)工具模板(b)控制模板为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能充分发挥中小学图书室育人功能用LabVIEW设计一个虚拟仪器的主要步骤如下:1
17、.虚拟前面板设计 2.流程图设计:端口节点3.运行检查设置程序运行为高亮方式单步执行探针断点 9.3.2 基于基于LabVIEW的开发步骤的开发步骤为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能充分发挥中小学图书室育人功能9.3.3 正弦波发生器和正弦波发生器和FFT变换变换1.前面板设计为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神贯彻全国教育大会精神,充分发挥
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