现代测试技术试验指导书孔忻孙晓华白洁骆一萍
测控技术与仪器教研室
2010年5月
目 录
基础训练模块：
现代测试系统软件平台基础训练
练习一：熟悉LabWindows/CVI集成软件开发环境 (1)
练习二：虚拟波形发生器演示仪 (23)
练习三：虚拟频谱分析演示仪 (43)
练习四：频率测量与虚拟频率计 (51)
现代测试系统硬件平台基础训练
练习一：练习NI6024E数采卡的A/D转换 (55)
练习二：PCI9111数采卡的使用 (62)
自主设计模块：
电气量测量系统的设计
理论准备 (72)
自主设计 (75)
设计一：交流电压参数测量与虚拟电压表的设计 (75)
设计二：功率的测量与虚拟功率表的设计 (78)
复阻抗测试及虚拟RLC测试仪的设计
理论准备 (82)
自主设计 (85)
设计一：虚拟RLC测试仪设计 (85)
静态磁特性的测量和虚拟动态磁特性测试仪的设计磁性材料静态磁特性的测量 (88)
虚拟动态磁特性测量系统的设计 (92)
理论准备 (92)
自主设计 (95)
设计一：虚拟动态磁特性测量仪的设计 (95)
创新实验模块：
温度测量系统的设计
理论准备 (99)
自主设计 (103)
设计一：热阻型温度测量系统的设计 (103)
创新设计 (105)
创新实验一：热阻型温度测量系统调理电路的改进 (105)
创新实验二：计算测温系统的时间常数τ值 (107)
创新实验三：热电偶型温度测量系统的设计 (109)
现代测试系统软件平台基础训练
练习一熟悉LabWindows/CVI集成软件开发环境
一、实验目的
1．掌握工程项目窗口(Project Window)中各菜单选择项的使用方法。 2．掌握用户接口编辑窗口（User Interface Editor window)的使用和功能 3．掌握源代码窗口（Source window）的使用和功能
4．了解函数面板（Fuction Panel）的使用和功能
二、实验原理
在这个实验中，我们主要是通过几个典型的示例让大家熟悉LabWindows/CVI的集成开发环境。
2.1 LabWindows/CVI下虚拟仪器软件的组成
让大家熟悉LabWindows/CVI的集成开发环境，就是为以后用其编写虚拟仪器软件打好基础。首先需要了解LabWindows/CVI编写的虚拟仪器软件组成框图，如图1-1所示。
图1-1 LabWindows/CVI编写的虚拟仪器软件组成框图
从软件组成框图中可以看出，LabWindows/CVI编写的虚拟仪器软件的文件类型有如下4类：
*.prj文件：工程文件，它是最终的运行文件。由*.uir、*.c和*.h文件组成。
*.c文件：源程序文件，用户编写的程序代码就在此文件中，是标准的C语言程序。
*.uir文件：用户接口文件，该文件为虚拟仪器的面板文件，类似VB或VC
中的窗口体文件，包含如旋钮、开关等各类控件。
*.h文件：头文件，在*.uir文件存盘的同时自动生成。它是对*.uir文件中创建的所有控件的桌面句柄及回调函数的说明。与C语言中的*.h文件结构完全一致。
2.2． LabWindows/CVI 编程环境
LabWindows/CVI开发环境有4个主要的界面窗口（window）：
·工程项目窗口(Project Window) ——生成*.prj文件
·用户接口编辑窗口（User Interface Editor window) ——设计*.uir 文件
·源代码窗口（Source window）——编辑*.c文件
·函数面板窗口（Function Panel）。
下面详细介绍这4个窗口的功能。
2.2.1 工程项目窗口(Project Window)
启动LabWindows/CVI后，出现的界面窗口即为工程项目窗口(Project Window)，如图1-2所示，列出了组成V_To_P.prj工程文件的所有的文件，包括V_To_P.c、 V_To_P.uir和 V_To_P.h。它的菜单项共有11项，可完成有关LabWindows/CVI的全部操作，菜单项功能如下，如图1-2所示。
图1-2 工程项目窗口口
1 菜单项功能
1） File
完成对文件新建（New）、打开(Open)、保存(Save)、另存(Save As)、保存所有（Save All）、自动保存工程文件（Auto Save Priject）、打印（Print）、最新关闭文件(Most Recently Closed Files)、退出(Exit LabWindows/CVI)等功能。其菜单屏幕如图1-3所示。
图1-3 LabWindows/CVI菜单运行屏幕
2）EDIT
完成将有关文件加入到工程文件、执行所创建的文件、移除文件、上移文件、下移文件等内容。其菜单屏幕如图1-4所示。
图1-4 LabWindows/CVI菜单运行屏幕
3） View
显示视图，可显示有关文件的全路径名、日期及各类排列方法。
图1-5 LabWindows/CVI菜单运行屏幕
4） Build
完成有关文件编译的操作。其具体内容有：编译文件、创建工程文件、
连接工程文件、从磁盘修改文件、标记编译文件、标记所有编译文件等内容。
图1-6 LabWindows/CVI菜单运行屏幕
5） Run
运行工程文件。同时还包含一些调试功能：比如设置断点、继续运行、终止运行等，合理运用本项功能，在调试软件时将会带来极大的方便。
图1-7 LabWindows/CVI菜单运行屏幕
6） Instrument
编辑仪器文件。包括将存在的仪器文件调入、卸载和编辑等功能。
图1-8 LabWindows/CVI菜单运行屏幕
7） Library
库函数设置。完成用户界面、信号分析、信号输入/出及各类协议设置等
功能。
图1-9 LabWindows/CVI菜单运行屏幕
8） Tools
提供实用工具。包括运行向导（wizard）和向Tools添加一些工具。可建立ActiveX控件和IVI仪器驱动程序。
图1-10 LabWindows/CVI菜单运行屏幕
9） Windows
窗口操作。完成窗口的最大化、最小化、关闭等功能。也可用来访问某个已经打开的窗口。例如，用户接口编辑窗口。
图1-11 LabWindows/CVI菜单运行屏幕
10）Options
开发环境信息设置。完成LabWindows/CVI 编程环境有关信息的设置。
图1-12 LabWindows/CVI菜单运行屏幕
11） Help
提供系统帮助信息。LabWindows/CVI 在线帮助及Windows SDK 的函数帮助。
图1-13 LabWindows/CVI菜单运行屏幕
2 文件状态
工程项目文件 *.prj文件中所包含的 *.c文件；*.h文件；*.fp文件的状态可在工程项目窗口中显示。图1-14显示了所列文件的状态，各项的含义如下：
文件名 这个标志是指源代码 最后修改该文件
文件是否是打开的 的日期时间
S是指该文件已经修 C是指运行该文件之 O是指你可以让该文件 I是指这是一个
改过了，请保存该文件 前必须先经过编译 编译而无需debugging 仪器驱动程序
图1-14 工程项目文件的状态
§2.2.2 用户接口编辑窗口（User Interface Edit window） 用户接口编辑窗口是用来创建，编辑用户界面(Graph Uer Interface)的，形成*.uir文件，它相当于真实仪器的操作面板。包括个面板（Panel）以及在面板上的各种控件元素（Control Element）。图形用户接口编辑窗口为你提供了快捷创建、编辑面板和控件的安放、属性的设置等功能。可在短时间里创建出符合要求的图形界面。
图形用户接口编辑窗口如图1-15所示，下面详细讨论图形用户接口编辑窗口各菜单项的功能和模式选择的用法。
图1-15 图形用户接口编辑窗口
1 功能
1）File
完成用户接口文件（*.uir）的新建（New）、打开(Open)、保存(Save)、另存(Save As)、保存所有（Save All）、保存复制的用户接口文件（Save Copy As）、设置用户接口文件为只读(Read Only)、添加文件到工程(Add File To Project)、打印(Print)、关闭文件(Close)、退出(Exit LabWindows/CVI)等功能。如图1-16所示。
图1-16 用户接口文件编辑窗口的File菜单项
2）Edit
可用来编辑面板或控件元素。完成重复/撤消、剪切、复制、粘贴、删除、复制仪器面板、剪切仪器面板、菜单项的编辑、仪器面板的编辑、控件的编辑、显示顺序及有关字体的设置等内容。其菜单屏幕如图1-17所示。
图1-17 Edit菜单项
3）Creat
用来创建面板、菜单项和面板中各种控件。控件共有15种，如图1-18 所示。
说明：当创建Panel后，在 Panel上任意位置点击鼠标右键，会弹出一个快捷菜单，选择所想创建的对象即可。
图1-18 Create菜单项
4）View
当创建多个面板后就可用该项来查看想要看的面板。具体功能分为3类： 查找用户界面对象：查找用户接口文件中的对象。
显示仪器面板：包括显示/隐藏仪器面板、显示重叠仪器面板中的某一个、显示下一个仪器面板、显示上一个仪器面板等功能。
预览用户接口的头文件：显示仪器面板中所涉及的控件、变量等的头文件。
View菜单项如图1-19 所示。
图1-19 View菜单项
说明：当某面板选中后，面板的上部的标题栏会出现线条，如图2-20所示。当控件选中后，控件的周围会出黑色方框，如图2-21所示。在 Panel 上的任意位置点击鼠标右键，会弹出一个快捷菜单，选择所想创建的对象即可。
图1-20 选中某面板
图1-21 选中某命令按钮控件
5）Arrange
用来调节各个控件元素的位置、大小、对齐方式、控件顺序等。Arrange 菜单项如图1-22所示。
图1-22 Arrange菜单项
说明：当控件选中后，用鼠标拖动控件，可改变控件的位置。
6）Code
产生源代码和事件消息类型。包括生成全部代码、生成Main函数、仪器面板和控件的回调函数、查看回调函数及事件设置等，Code菜单项如图1-23所示。
图1-23 Code菜单项
说明：在用户接口编辑窗口中有一快捷菜单是非常有用的，当你把鼠标指在某一控件元素上点击右键后便弹出一快捷菜单，通过该菜单你可以生成回调函数及查看回调函数，而无须你再切换到源代码窗口后再查看。这是在编程中要掌握的技巧。
7）Run
运行程序。其功能和工程项目编辑窗口的 Run 功能类似。
8）Library
函数库。包括界面和接口标准设置，完成用户界面、信号分析、信号输入/出及各类协议设置的功能，其功能和工程项目编辑窗口的 Library 功能类似。
说明：我们将在后面详细地介绍LabWindows/CVI的函数库。
9）Tools
提供一些工具项。包括建立ActiveX控件的控制和创建IVI仪器的驱动程序。Tools菜单项如图1-24所示。
图1-24 Tools工具菜单项
10）Windows
完成对窗口的操作，其功能和工程项目编辑窗口的 Windows 功能类似。11）Options
设置编辑环境。包括对仪器面板的操作、模式工具的转换、颜色的设置、
保存/调入以文本形式保存的用户接口文件等功能，Options菜单项如图1-25所示。
图1-25 Options菜单项
12）Help
LabWindows/CVI 在线帮助及Windows SDK 的函数帮助。
2 模式选择
图形用户接口编辑窗口中还有4个模式选择按扭，介绍如下：
当该按扭被按下后，可以操作面板上的控件，同时在图形用户接口编
辑窗口的右上角处来观察面板上的事件消息。
在这种模式下可以创建、编辑面板和控件元素以及修改它们的属性。
在这种模式下可以直接修改控件元素的名字、标签等文字相关方面的
东西。
在这种模式下可以直接修改面板，控件元素的颜色。先把鼠标移动
到想修改颜色的对象上，点击右键会弹出一个选色对话框，选择颜
色后点击后即可。
在图形用户接口编辑窗口中Panel 的灰色区域中，单击鼠标右键，便会弹出一个快捷菜单如图1-26所示。
图1-26 控件的快捷菜单
说明：这个菜单用于控件类型的选择，请读者用鼠标点击各项自己体会一下。
§2.2.3 源代码编辑窗口(Sourse window）
可在此窗口中创建C 语言代码文件。例如：添加、删除、插入函数等编程所需的基本编辑操作。但是LabWindows/CVI 又有其独特的简捷快速的开发、编辑工具，可在短时间内完成一个较复杂的C程序代码程序。
1 菜单项功能
一个源代码编辑窗口(Source window)如图1-27所示，下面讨论各菜单项的功能。
图1-27 源代码编辑窗口
File：创建、保存或打开文件。
Edit：可用来编辑源代码文件。
View：设置源代码编辑窗口的风格等功能。
Build：编译文件以及编译设置。
Run：运行程序。
Instrument：装入仪器驱动程序。
Library：函数库。
Tools：一些可使用的工具。
Windows：用来访问某个已经打开的窗口，例如：工程项目窗口，用户接口编辑窗口，源代码窗口等。
Options：设置接口编辑窗口的编辑环境。
Help：LabWindows/CVI 在线帮助及Windows SDK 的函数帮助。
说明：源代码编辑窗口菜单项的功能和C语言的菜单项功能基本相似。编程中有一快捷菜单是非常有用的，当你把鼠标指在某一函数上点击右键后便弹出一快捷菜单，通过该菜单你可以查看回调函数以及与该函数对应控件元素。这是以后在编程中要掌握的技巧。
2.2.4 函数面板（Fuction Panel）
在LabWindows/CVI 编程环境下，当你想在源程序某处插入函数时，你只需从函数所在的库中选择该函数后便会弹出一个与之对应的函数面板，填入该函数所需的参数后即可完成插入。更为方便的是若参数为一已有的常量或变量，只需点击常量或变量工具按扭后选择你所需的量即可。若参数是一变量，可直接声明该变量无须切换至源代码窗口。
在函数面板中经常用到的几个快捷命令按钮如下所示。
常量或变量工具按扭。
插入工具按扭。
选择属性或UIR常量工具按扭。
声明变量按扭。
下面以在源代码编辑窗口中加入SineWave函数为例，说明函数面板使用方法。
1 设置方法
启动函数面板可按照下列的操作实现：
1）切换至源代码编辑窗口
2）移动鼠标到加入函数的位置
3）按照Library >Advanced Analysis>Signal Generate>Select>SineWave> Select 选择函数，出现的函数面板如图
1-28所示。
图1-28 函数面板
这是产生一个正弦波的函数，其中Sine Wave项是用来存放正弦波的数组，在程序中使用数组Wave[128] 来存放正弦波。在Sine Wave项填入Wave 后，由于Wave是一变量，所以我们需要声明该变量：让鼠标指在Wave上然后点击工具条中的声明变量按扭后，出现如图1-29所示的声明变量对话框，可声明该变量为局域变量或为全局变量。
图1-29 声明变量对话框
当所填参数是一常量或变量，只需点击选择常量或变量工具按扭，选择所需的常量或变量即可。
上述的技巧可加快编程速度，在编程时会频繁使用。而这些也正是LabWindows/CVI 开发环境所独具的加快你编程速度的特色。
三、实验内容
1．练习在工程项目窗口调入已经存在的虚拟仪器文件的方法。
假如已经设计好了一个虚拟仪器的工程文件（比如虚拟非线性校正器fei.prj）保存在磁盘中（路径为：c:\cvi实验\fei中），现在我们希望把它调入工程项目窗口，并运行它。
步骤
1)启动LabWindows/CVI
当LabWindows/CVI启动后，出现图1-30所示的运行屏幕。
图1-30 LabWindows/CVI运行屏幕
2)调入虚拟仪器文件(fei.prj)
在当前窗口中，选择File>Open>Project(*.prj),在文件选择对话框中选择c:\cvi实验\fei文件夹下的 fei.prj ,如图1-31所示。
图1-31 调入文件的运行屏幕
当选择 Load 后,有如图1-32所示的运行屏幕，表示所选择的工程文件fei.prj被装入，包含3个文件fei.c、 fei.uir和 fei.h。