LabVIEW编程及虚拟仪器设计(第一讲).ppt

1、LabVIEWLabVIEW编程及虚拟仪编程及虚拟仪器设计器设计授课教师：周红标电话：电话：15189544918E-mail:第一讲第一讲 绪论绪论；虚拟仪器、虚拟仪器、LabVIEWLabVIEW概述概述参考文献：参考文献：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，2008（作为本课程的教材，是形成（作为本课程的教材，是形成本课程本课程课堂课件课堂课件的基础）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

2、）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：本课程的教学计划本课程的教学计划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LabVIEWLabVIEW?本课程教学计划本课程教学计划（课内（课内32学时）学时）讲授讲授3030学时、上交操作学时、上交操作1010学时；学时；完成随堂作业完成随堂作业7 7次，次，WORDWORD完成，考前统一完成，考前统一封面、打印上交；封面

3、、打印上交；完成大作业一次（计算机仿真实验室或自完成大作业一次（计算机仿真实验室或自带笔记本）；带笔记本）；虚拟仪器设计总结交流虚拟仪器设计总结交流2 2学时（最后一堂学时（最后一堂课，请自带安装好软件的笔记本）。课，请自带安装好软件的笔记本）。课课 程程 安安 排排第一次第一次（3学时）学时）：绪论，教材第：绪论，教材第3、4、5章内容，章内容，练习一练习一第二次第二次（3学时）学时）：教材第：教材第6章内容，章内容，练习二练习二第三次第三次（3学时）学时）：教材第：教材第7章内容，章内容，练习三练习三第四次第四次（4学时）学时）：教材第：教材第8、12章内容，并介绍章内容，并介绍Expre

4、ss VI，练习四练习四第五次第五次（3学时）学时）：教材第：教材第9章内容，章内容，练习五（综合练习）练习五（综合练习）第六次第六次（4学时）学时）：教材第：教材第10章前半部分内容，章前半部分内容，练习六练习六第七次第七次（4学时）学时）：教材第：教材第10章后半部分内容，章后半部分内容，练习七练习七第八次第八次（4学时）学时）：教材第：教材第11章内容；安排大作业选题章内容；安排大作业选题第十七周之前：完成一个虚拟仪器的设计（大作业）第十七周之前：完成一个虚拟仪器的设计（大作业）第十八周第十八周（2学时）学时）：大作业完成情况交流（具体时间待定）：大作业完成情况交流（具体时间待定）教学大

5、纲（一）教学大纲（一）一、一、虚拟仪器及虚拟仪器及LabVIEW基础基础 1.1 虚拟仪器概述虚拟仪器概述 1.2 何谓何谓LabVIEW？1.3 LabVIEW的运行机制的运行机制 1.4 LabVIEW的初步操作的初步操作二、二、程序结构程序结构 2.1 循环结构循环结构 2.2 条件结构条件结构 2.3 顺序结构和公式节点顺序结构和公式节点三、三、数据类型：数组、簇和波形数据类型：数组、簇和波形 3.1 数组和簇数组和簇 3.2 数组的创建及自动索引数组的创建及自动索引 3.3 数组功能函数数组功能函数 3.4 多态化（多态化（Polymorphism）3.5 簇和波形簇和波形 教学大纲

6、（二）教学大纲（二）四、图形显示四、图形显示 4.1 波形图控件波形图控件 4.2 波形图表控件波形图表控件 4.3 XY图控件图控件 4.4 强度图表控件强度图表控件 4.5 数字波形图控件数字波形图控件 4.6 三维图形控件三维图形控件 4.7 Express VI 4.8局部变量、全局变量、属性节点局部变量、全局变量、属性节点 五、字符串和文件五、字符串和文件I/O 5.1 字符串字符串 5.2 文件的输入文件的输入/输出（输出（I/O）5.3 数据记录文件数据记录文件六、六、数据采集数据采集 6.1 数据采集卡简介数据采集卡简介 6.2 模拟输入模拟输入 6.3 模拟输出模拟输出 6.

7、4 采样应遵循的相关原则采样应遵循的相关原则 教学大纲（三）教学大纲（三）七、信号的七、信号的数字化数字化分析与处理分析与处理 7.1 快速傅里叶变换快速傅里叶变换FFT 7.2 加窗加窗 7.3 Chirp信号及其频谱信号及其频谱 7.4 数字滤波数字滤波 7.5 相关分析及处理相关分析及处理 7.6 曲线拟合曲线拟合 注：注：教材中，后几章的部分内容技巧性、教材中，后几章的部分内容技巧性、应用性较强，不在本课程讲授之列；感应用性较强，不在本课程讲授之列；感兴趣者可自学。兴趣者可自学。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

8、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

9、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、

10、水利、汽车、环境等。生物、化工、水利、汽车、环境等。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；软件要由用户根据自己需求，利用户根据自己需求，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

11、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本课程知识特点本课程知识特点应用广泛（应

12、用广泛（5 5）油气管道外磁场测量系统油气管道外磁场测量系统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

13、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

14、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？（？（1）LabVIEW（Laboratory Virtual Instrument Engineering），），1992年由美国国家仪器公司（即年由美国国家仪器公司（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，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

15、大功能函数库丰富、强大，被工业界、学术界和高校科研教学实，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。功的一种。NI公司的奋斗目标公司的奋斗目标：不断朝着全面图形化方向发展，即希望将：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

16、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？（？（2）LabVIEW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“框图面板框图面板”或或“框图窗口框图窗口”或或“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/connector)(icon/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V