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1、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，是本课（作为本课程的教材，是本课程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）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
2、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，章内容，练习一练习一第二次：教材第第二次：教材第6章内容，章内容，练习二练习二第三次：教材第第三次：教材第7章内容，章内容，练习三练习三第四次：教材第第四次：教材第8、12章内容，并介绍章内容，并介绍Expre
3、ss VI，练习四练习四第五次：教材第第五次：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：教材第第六次：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：教材第第七次：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：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
4、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
5、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
6、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
7、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
8、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
9、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？（？（1）Lab
10、VIEW（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
11、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
12、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
13、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或或子子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；而连接器定义了而连接器定义了子子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LabVIEW（1）启动启动LabVIEW（2）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
14、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建、修改和调供了用于创建、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
15、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。只有打开了框图窗口（即框图面有打开了框图窗口（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？（？（
16、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“单步步入单步步入”或或“单步步过单步步过”钮，以观钮，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
17、捷菜单、选择在希望探查的数据连线上弹出快捷菜单、选择“探针探针”或用工具模板上或用工具模板上的探针工具的探针工具，单击数据连线，均可增加探针。，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：修改图标：为构建子程序
18、，可对默认图标进行修改，以获为构建子程序，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”，即打开了图标编辑器窗口（其中，左为工具；中即打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
19、中选“显示连接板显示连接板”即可打开连接器窗格，从而可设置即可打开连接器窗格，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“接线端类型接线端类型”子菜单下的子菜单下的“必需必需”选项。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各种类型数据的图标及连线的可视化特征可视化特征何谓何谓LabVIEWLabVIEW？（？（1616）课堂练习一：课堂练习
20、一：练习题练习题1：打开工具选板的各工具选项，进行结识性打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：打开控件选版，选择各种控制器和各种显打开控件选版，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：打开函数选板（只能在框图面板）；打开打开函数选板（只能在框图面板）；打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
21、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1、有时候读书是一种巧妙地避开思考的方法。3月-233月-23Monday,March 6,20232、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。08:30:4608:30:4608:303/6/2023 8:30:46 AM3、越是没有本领的就越加自命不凡。3月-2308:30:4608:30Mar-2306-Mar-234、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。08:30:4
22、608:30:4608:30Monday,March 6,20235、知人者智，自知者明。胜人者有力，自胜者强。3月-233月-2308:30:4608:30:46March 6,20236、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。06三月20238:30:46上午08:30:463月-237、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。三月238:30上午3月-2308:30March 6,20238、业余生活要有意义，不要越轨。2023/3/68:30:4608:30:4606 March 20239、一个人即使已登上顶峰，也仍要自强不息。8:30:47上午8:30上午08:30:473月-2
23、310、你要做多大的事情，就该承受多大的压力。3/6/2023 8:30:47 AM08:30:4706-3月-2311、自己要先看得起自己，别人才会看得起你。3/6/2023 8:30 AM3/6/2023 8:30 AM3月-233月-2312、这一秒不放弃，下一秒就会有希望。06-Mar-2306 March 20233月-2313、无论才能知识多么卓著，如果缺乏热情，则无异纸上画饼充饥，无补于事。Monday,March 6,202306-Mar-233月-2314、我只是自己不放过自己而已，现在我不会再逼自己眷恋了。3月-2308:30:4706 March 202308:30谢谢大家谢谢大家