哈工大虚拟仪器教学1探析.ppt

虚拟仪器软件设计Virtual Instrumentation Software Design;*;C语言程序设计 软件——虚拟仪器的核心 硬件设计中的应用 工程软件基础 计算机基础 数字信号处理 自动测试系统;《虚拟仪器软件开发环境——LabWindows/ CVI 6.0编程指南》机械工业出版社 《虚拟仪器设计基础教程》清华大学出版社 《LabWindows/CVI开发入门和进阶》北京航空航天大学出版社 《LabVIEW大学实用教程》 电子工业出版社;机房授课安排 地点：G601 时间：第2~8周 周三，7~8节 周五，7~8节 实验安排 地点：科学园2A栋715室 时间：第10~11周 周五和周六，5~10节 (待定);软件设计作业 30%（三次，每次10%） 基于硬件平台的软件设计实验 20%（两次，每次10%，含实验报告） 期末考试 40% 平时出勤 10% ;*;主要内容;传统仪器;传统仪器在测控系统中的应用 现代测控不仅仅要求单台仪器进行测量，要求多台仪器数据共享，多台仪器的测试结果综合分析处理 问题？;计算机技术的进步为新型仪器提供了基础 计算机技术和电子技术的进步改变了传统的设计思想，许多过去由硬件实现的功能可以由软件实现 专业化的设计软件为高效、易用的仪器软件开发提供了工具;*;a. 英国国家物理实验室（NPL）定义（http://www.npl.co.uk） 虚拟仪器是在通用计算机（如PC机、Mac或工作站）中加上软件和／或硬件，并使用计算机屏幕提供仪器虚拟界面的可重用测量仪器 b. NI公司的定义（） 虚拟仪器就是在通用计算机上加上一组软件和／或硬件，使用者在操作这台计算机时，就象是在操作一台他自己设计的专用电子仪器 虚拟仪器是一种软件定义的系统，基于用户需求的软件定义了一般测量硬件的功能 c. VXIplugplay规范定义（） 实现传统分立仪器功能的一组软件模块，也包括与其相关或必须的硬件资源;“虚拟”的含义： 虚拟仪器面板 软件实现仪器功能。比如：同一块数据采集硬件，通过计算机软件编程，可实现“示波器”“频谱仪”“电压表”“频率计”等不同的仪器。甚至用户还可以自己编程实现一些特定的功能。 NI：“软件就是仪器！”（20世纪80年代）; 第一阶段：利用计算机增强传统仪器的功能 使用通讯总线（GPIB等）控制台式仪器; 第二阶段：开放式的仪器构成 出现了插卡式仪器和仪器总线(VXIPXI)，计算机成为仪器的重要组成部分; 第二阶段：开放式的仪器构成 出现了插卡式仪器和仪器总线(VXIPXI)，计算机成为仪器的重要组成部分;VXI机箱和模块 VXI: VME总线在仪器领域的扩展;*;PXI机箱和模块 PXI: CPCI总线在仪器领域的扩展;*; LXI — LAN eXtensions for Instrumentation （2005年）;参照规范 IEEE 802.3（以太网） TCP/IP Web 浏览器 XML IVI-COM 驱动程序 IEEE 1588 精密定时协议（PTP） 机械尺寸 标准19’机柜模块化结构（1U~4U高度 ，全宽或半宽） 信号线从前面板接入，电源线、触发和网线从后面板接入;*;*; 虚拟仪器的组成 按照虚拟仪器的组成划分，它可以分为计算机、应用软件和仪器硬件三个部分。 计算机：提供虚拟仪器通用平台，数据存储，显示等 仪器硬件：获取被测信号，产生激励信号等 应用软件：控制数据采集、控制、分析、处理和显示等，是虚拟仪器的关键 ;按照虚拟仪器的功能划分，可以分为如下三部分： 数据采集 数据分析 结果表达 ;标准I/O硬件（如串行口、PCI/ISA扩展槽或其它硬件标准） 用户界面，特别是图形用户界面（GUI） 通用软件执行平台，如操作系统和各种动态连接库 和其它计算机和设备连网，用于分布式测控 互联网，为用户提供远程测量和监控功能;虚拟仪器软件标准 VXIplugplay (VPP); Virtual Instrument Software Architecture (VISA) Interchangeable Virtual Instruments (IVI) A Broad-Based Environment for Test (ABBET) IEEE1226 早期的仪器命令标准： Standard Commands for Programmable Instrument (SCPI) IEEE488.2;虚拟仪器软件开发环境 通用软件开发环境，包括各种版本的