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NILabVIEW与虚拟仪器
- 2020-08-10-

说起NILabVIEW编程软件,我们接触的时分大多是与虚拟仪器分不开的,这儿理一下什么是虚拟仪器,什么是NILabVIEW,它们之间联系是怎样的,下面作个简略的阐明,以便记载及了解。

1、何谓虚拟仪器

“虚拟仪器”从字面上简略的了解,它便是一种丈量仪器,只所以称之为虚拟,是相关于传统仪器来说的。咱们知道,传统的电子丈量仪器如示波器、频谱仪、信号源等,都是由专业厂家生产的,具有特定的功用和仪器外观,如一台典型的数字示波器仪器外观如下图所示:

而虚拟仪器呢,它具有传统仪器的功用,仅仅它的组成部分或许构成方式与传统仪器不同。如关于上图的数字示波器来讲,虚拟示波器的样子或许如下图所示:

它与传统仪器的首要差异是,虚拟仪器的硬件部分是由根本的测验硬件模块(如AD收集模块)和计算机组成,两者经过某种总线方式进行有机结合后构成根本的硬件平台,然后在计算机屏幕上显现虚拟的仪器面板,在虚拟面板上除数据成果的波形图显现外,也供给了各种如开关按钮等控件对仪器进行操作。别的,仪器的内部功用也是经过软件编程在计算机上完成的。

因而,说到这儿,虚拟仪器的概念也就出来了,首要包含下面三个要素:

硬件部分:是虚拟仪器的基础,由计算机和详细的硬件测验模块构成:软件部分:是虚拟仪器的中心,使用计算机强壮的计算处理才干定义仪器的详细功用;面板部分:在计算机屏幕上显现虚拟面板,包含波形图的显现及各种按钮的操作。

咱们知道,电子丈量仪器从内部功用构成的角度能够分为三个部分,分别为收集与发生部分、剖析和处理部分、显现和输出部分。那么从这个角度来讲,虚拟仪器与传统仪器的差异也很好了解了,即:

传统仪器:三个部分都是由硬件完结的;虚拟仪器:只要收集和发生部分是由硬件完结的,而其它两部分全由软件完结。

总而言之,虚拟仪器以软件为中心,使用计算机强壮的数据处理才干,将以前传统仪器中由硬件电子线路完成的信号处理、成果显现和仪器控制用计算机软件来完成,用户经过软件完成的虚拟面板操作计算机,即可完成对测验仪器的操作。

那虚拟仪器相关于传统仪器有什么好处呢?以下是几个显着的长处,如生产本钱低、开发周期短、可使用最新的软件及计算机技能、功用柔性灵敏可自定义、人机交互界面美丽美丽等。虚拟仪器技能的使用,使得现代电子丈量仪器的硬件设计愈加简化,既降低了测验体系的组成本钱,又可使测验体系愈加高效和灵敏。

2、何谓NILabVIEW

上面说了什么是虚拟仪器,那NILabVIEW又是什么呢?NILabVIEW是美国NI(National Instrument)公司的用于虚拟仪器软件开发的一种编程言语,其全称是Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench的缩写,其意为实验室虚拟仪器工程平台。

当时干流的编程言语有许多种了,如C/C++言语、C#言语、Basic言语、Matlab、Python言语等等,那咱们为什么要挑选NILabVIEW作为虚拟仪器软件的首选开发言语呢?

在回答这个问题之前,我们先想一下,当你开发一款虚拟仪器软件时,你所选的编程言语有必要具有哪些功用才干方便咱们开发或许进步开发功率呢?咱们略微理一下:

第一,有必要要有现成的各种仪器控件,如各种开关、旋钮、指示灯、图表显现等这些常见的仪器控件来代表真实仪器的外观;第二,有必要要有现成的各种信号剖析处理库,收集到数据后要作各种处理,如FFT变换、滤波等处理;第三,虚拟仪器软件要与硬件测验模块打交道,所有有必要要有各种硬件驱动程序库,方便操控硬件;第四,有必要具有开放性,能与其它编程言语编写的功用模块进行交互;第五,要有灵敏的调试手段,编程功率要高。

针对上面五个方面,NILabVIEW都能完美满足上面的条件。NILabVIEW是一种以数据流驱动的图形化编程言语,它替代文本编程言语来创立使用程序,其源程序完全是图形化的框图,而不是文本代码。它把杂乱、繁琐、费时的言语编程,简化为使用线条把各种不同的图形化功用模块连接起来的图形编程,在LabVIEW中编写软件的进程,其实就变成了一个程序流程框图绘制的进程,结合它供给的各种控件、信号剖析处理函数库,能够大大进步咱们的编程功率。如一个典型的框图程序代码如下图所示:

我们想一下,假如用C++言语开发一款虚拟仪器软件,仅仅软件界面部分,如各种外表显现控件,就够麻烦的了,再加上各种信号处理算法、各种仪器总线驱动的缺乏,写一个简略的波形收集程序,那不知要写到什么时分了,而假如用LabVIEW软件来开发的话,那或许便是半响的时刻就搞定了。

当然,关于虚拟仪器软件开发的编程言语挑选,还有Agilent公司的图形化言语VEE,仅仅这种言语用的人相对少多了,并且在各种支持上相关于NILabVIEW也有一定的距离。此外,NI公司也供给了一种集成于C言语的编程环境LabWindows/CVI,它为C言语开发者供给了各种控件库、函数库等功用,但前提是你有必要非常了解C言语,上手难度较大,用户群也不是特别多。

所以,终究,虚拟仪器软件开发的干流编程言语的挑选自然就落到NILabVIEW平台上了。

3、总结

在虚拟仪器软件开发领域,NILabVIEW是一种简略易学、形象直观的图形化编程言语,具有丰厚的同传统仪器外观相似的控件库(如旋钮、外表盘、温度计、波形图表等),能够构建美丽专业的用户界面,一起,内部供给了巨大的函数库(如数据收集、剖析处理、图形显现、数据存储及总线驱动控制等),能够满足各行业各领域的开发需求。

别的,由于它并非一种关闭的言语,而是具有强壮的外部接口才干,可完成与诸如C/C++、Basic、Matlab等编程言语互通的才干,现在,NILabVIEW不仅仅局限于虚拟仪器软件类的开发,而是现已发展成为了一种通用的、完善的、开放的高档编程言语。