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关于NI LabView平台的搭建一，首先需要清楚所需的各个模块，及其功能用途。
1.1NI LabView 2010评估版LabVIEW 2010 ，用于设计、测试、测量与控制。
LabVIEW 2010新增了即时编译技术，可将执行代码的效率提高20%，并针对更多应用市场推出各种附加工具包的收费与评估版，用户还可轻松将自定义功能集成到平台上，这些全新特性进一步提高了LabVIEW 2010的效率。
对于使用现场可编程门阵列（FPGA ）的用户来说，LabVIEW 2010提供全新IP集成节点，能够将所有第三方FPGA IP集成到LabVIEW应用中，并可与Xilinx 内核生成器兼容。
此外，NI研发工程师通过在LabVIEW技术在线论坛上与用户进行广泛深入的交流与合作，为新版LabVIEW添加了十多种客户建议的新特性。
自1986年推出首款以来，LabVIEW通过流程图的方式提供拖放式图形化功能块与线，大大简化了复杂系统的开发。
LabVIEW可与数千种硬件设备集成，内置数百种高级分析和数据可视化的函数库，能够用于多种操作系统，并可用于x86处理器、实时操作系统（RTOS）和FPGA。
从LEGO® MINDSTORMS® NXT机器人到CERN大型强子对撞机，世界上大多数工程师与科学家们都采用了LabVIEW。
1.2NI-IMAQ for IEEE 1394 CamerasNI-IMAQ是为用于移动产品的IEEE 1394接口类型相机提供易用的解决方案。
驱动程序将NI测量和自动探测器结合在一起，所以你能很容易地配置你的相机。
你能快速在系统里建立IEEE 1394接口类型的相机与电脑的连接并立刻获得相机中的图象，就一套易用的程序来说，你能在LabVIEW 或Measurement Studio中建立应用，通过VIs建立或直接访问C库功能。
可与NI 8252或其他任何OHCI IEEE 1394接口设备配合使用与LabVIEW、LabWindows/CVI、C、Visual Basic和C++兼容从支持IIDC的IEEE 1394摄像头采集图像通过软件交互地配置摄像头1.3，NI vision Development ModuleNI公司的视觉开发模块是专为开发机器视觉和科学成像应用的工程师及科学家而设计。
利用LabVIEW进行电路板设计与布局LabVIEW是一种功能强大的可视化编程语言和开发环境，它可以用于电路板设计和布局。
在本文中，将介绍如何使用LabVIEW进行电路板设计和布局的基本步骤和技巧。
一、概述电路板设计与布局是电子工程中非常关键的环节。
一个良好设计的电路板可以提高电路的性能与可靠性，并节省电路板的空间。
而LabVIEW作为一种流行的工具，为电路板设计和布局提供了丰富的功能和灵活性。
二、LabVIEW基础知识在开始之前，我们先了解一些LabVIEW的基础知识。
1. 控件和工具栏：LabVIEW提供了各种各样的控件和工具栏，用于实现电路板的设计和布局。
例如，我们可以使用按钮控件来表示开关，使用数值显示控件来表示电流和电压等。
2. 连线和框图：LabVIEW以框图的方式表示程序的流程和结构。
我们可以使用连线来连接各个控件和模块，实现电路的连接和信号传输。
3. 功能模块：LabVIEW提供了多种功能模块，用于完成各种电路板设计和布局的任务。
例如，我们可以使用滤波器模块来实现滤波功能，使用数据存储模块来保存数据等。
三、电路板设计与布局的基本步骤下面是使用LabVIEW进行电路板设计与布局的基本步骤：1. 理清电路结构：首先，我们需要根据电路的功能和需求，理清电路的结构和模块之间的关系。
这一步骤可以帮助我们确定所需的控件和模块。
2. 建立框图：在LabVIEW中，我们可以使用框图语言来建立电路的流程和结构。
使用LabVIEW提供的控件和工具栏，我们可以方便地创建和配置框图。
3. 连接控件和模块：使用LabVIEW提供的连线功能，将各个控件和模块连接起来。
确保信号的正确传输和连接。
4. 参数设置：根据电路的需求，对各个控件和模块进行参数设置。
例如，设置滤波器的截止频率，设置数据采集的采样率等。
5. 优化和测试：在完成电路的设计和布局后，我们可以使用LabVIEW提供的调试和测试功能，对电路进行优化和测试。
LabVIEW组成方案引言LabVIEW（Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench）是一款由美国国家仪器公司（National Instruments）开发的图形化编程语言与开发环境。
LabVIEW广泛应用于工程、科学和研究领域，以其易于使用、灵活性和强大的功能而受到广大用户的青睐。
本文将介绍LabVIEW的主要组成方案，包括软件和硬件方面的内容。
软件组成LabVIEW开发环境LabVIEW开发环境是LabVIEW的核心组成部分，是用户进行编程开发和实验控制的界面。
它提供了一套完整的工具集，包括图形编辑器、函数库、调试工具、数据分析工具等。
通过直观的图形化编程，用户可以轻松地创建虚拟仪器控制界面（Virtual Instrument）。
LabVIEW应用程序LabVIEW应用程序是用户在开发环境中创建的实际运行的程序。
它可以用于各种用途，如数据采集、控制系统、信号处理等。
LabVIEW应用程序可以以exe 可执行文件的形式发布，也可以嵌入到其他软件中作为组件使用。
LabVIEW模块LabVIEW还提供了丰富的模块，用于扩展其功能。
这些模块包括： - 数据采集模块：用于接口与各种硬件设备进行数据采集，如DAQ卡，传感器等。
- FPGA模块：用于对FPGA进行编程，实现硬件加速和高速控制。
- 即时嵌入系统模块：用于开发控制和嵌入式系统应用，如嵌入式系统和实时操作系统。
- 通信模块：用于进行网络通信、数据库访问等。
- 图像处理模块：用于图像采集、处理和分析。
硬件组成数据采集硬件LabVIEW可与各种数据采集硬件相结合，实现数据的实时采集和处理。
常见的数据采集硬件包括DAQ卡、传感器、采样仪等。
这些硬件设备可通过LabVIEW 提供的底层驱动程序进行控制和管理。
控制器控制器是LabVIEW与外部设备进行通信和控制的关键元件。
常见的控制器包括： - PXI：一种工业控制器，具有高性能和可扩展性，适用于复杂的实时控制和数据采集应用。
LabVIEW中的硬件模块和外部设备的集成在现代科技领域中，LabVIEW（Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench）是一个非常重要的工具，被广泛应用于数据采集、仪器控制和系统集成等方面。
LabVIEW的便利之处在于它可以与各种硬件模块和外部设备进行集成，进而实现对其的控制和数据处理。
本文将介绍LabVIEW中硬件模块和外部设备的集成方法和应用。
一、硬件模块的集成在LabVIEW中，硬件模块的集成主要是通过使用特定的硬件驱动程序实现的。
这些驱动程序可以将硬件模块的功能与LabVIEW进行连接，实现对硬件模块的控制和数据交互。
1. 选择适配的硬件驱动程序在开始集成硬件模块之前，首先需要确定所使用硬件模块的类型，并选择适配的硬件驱动程序。
LabVIEW提供了丰富的硬件驱动程序库，可以支持多种硬件设备的集成，如传感器、运动控制器、数据采集卡等等。
2. 安装并配置硬件驱动程序安装硬件驱动程序后，需要在LabVIEW中进行相应的配置。
在LabVIEW的软件平台上，一般会有一个设备配置向导，通过该向导可以选择所需要操作的硬件设备，并进行配置和初始化操作。
这样LabVIEW就能正确识别和控制所选择的硬件模块。
3. 编写程序代码在配置完硬件驱动程序后，就可以开始编写相应的程序代码了。
LabVIEW通过一种称为“G语言”的图形化编程语言来控制硬件模块。
通过拖拽、连线和配置节点等方式，可以实现对硬件模块的读取、控制和数据处理等功能。
二、外部设备的集成除了硬件模块的集成，LabVIEW还可以与各种外部设备进行集成，例如相机、激光器、运动平台等等。
通过与这些外部设备的集成，可以实现更加复杂的系统控制和数据处理。
1. 使用相应的外部设备驱动程序与硬件模块不同，外部设备一般需要使用相应的驱动程序或者软件开发工具来进行集成。
这些驱动程序和工具可以帮助LabVIEW与外部设备进行通信，并传递相应的控制指令和数据。
使用LabVIEW进行模拟仿真和建模LabVIEW是一种强大的虚拟仪器平台，可用于模拟仿真和建模。
它提供了一种直观且灵活的方式，使工程师和科学家能够设计和测试各种系统，从而加速产品开发和研究过程。
本文将介绍如何使用LabVIEW进行模拟仿真和建模。
一、LabVIEW简介LabVIEW（Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench）是一种基于图形化编程语言G（G语言）的开发环境。
通过将函数块拖放到工作区并连接它们，用户可以创建功能强大的虚拟仪器和应用程序。
LabVIEW提供了丰富的工具和功能，适用于各种领域，如控制系统、信号处理、数据分析等。
二、LabVIEW的模拟仿真功能LabVIEW具有强大的模拟仿真功能，可以模拟各种物理现象和系统行为。
通过构建数学模型，并将其转化为LabVIEW代码，用户可以模拟和分析从简单电路到复杂系统的各种问题。
1. 建立模型在LabVIEW中，可以使用信号生成器、函数生成器、样条插值等工具建立数学模型。
通过选择适当的工具和建模方法，可以准确地描述系统的特性和行为。
2. 设置参数LabVIEW允许用户在模拟仿真过程中灵活地设置参数。
用户可以使用调节器、控件等工具来改变模型的输入，观察系统的响应，并进行进一步的分析。
3. 进行仿真完成模型的建立和参数设置后，用户可以通过LabVIEW的仿真模块进行仿真。
仿真模块提供了多种仿真方法，如时间域仿真、频域仿真和多体动力学仿真等。
用户可以根据需要选择适当的仿真方法，并进行仿真分析。
4. 分析结果LabVIEW提供了丰富的数据分析工具，可以对仿真结果进行详细的分析。
用户可以绘制波形图、频谱图、功率谱图等，以可视化的方式展示仿真结果。
同时，LabVIEW还支持数据导出功能，可将结果导出为Excel、文本等格式，便于进一步的处理和分析。
三、LabVIEW的建模功能除了模拟仿真，LabVIEW还具有强大的建模功能。
LabVIEW中的虚拟仪器设计与制作虚拟仪器是利用计算机软、硬件来模拟实际物理仪器从而进行测试、测量和控制的技术。
LabVIEW作为一种强大的虚拟仪器设计与制作工具，为工程师提供了各种各样的功能模块和编程环境，可以简化仪器设计过程，提高工作效率。
本文将介绍LabVIEW中的虚拟仪器设计与制作的基本原理和应用示例。
一、LabVIEW虚拟仪器设计原理LabVIEW是一种图形化编程语言，通过将模块进行连接和编程，实现虚拟仪器功能。
主要包括以下几个方面：1. 数据采集与处理：LabVIEW可以通过各种传感器或数据采集卡获取实际物理量，并对其进行实时采集和处理。
用户可以选择不同的数据处理方法，比如滤波、FFT等，以获得所需的测量结果。
2. 仪器控制与操作：LabVIEW提供了丰富的控制和操作功能，可以模拟实际仪器的各种功能和操作。
用户可以设计按钮、滑块等用户界面来控制虚拟仪器的各个参数和状态，实现对实际系统的控制。
3. 数据可视化：LabVIEW具有强大的数据可视化功能，可以通过图形、图像或者曲线等方式展示采集到的数据。
用户可以根据需要选择合适的数据表示方式，以便更直观地分析和理解数据。
二、LabVIEW虚拟仪器设计与制作示例下面以一个温度测量和控制系统为例，介绍LabVIEW虚拟仪器的设计与制作过程。
1. 硬件配置：首先，需要选择合适的温度传感器和数据采集卡，并通过LabVIEW提供的接口将其连接到计算机。
确保硬件正常连接后，开始进行软件配置。
2. 创建虚拟仪器VI：打开LabVIEW软件，在工具栏中选择新建VI，开始创建虚拟仪器的VI。
在VI中，可以添加各种测量、控制和显示模块，实现对温度的实时测量与控制。
3. 设置数据采集和处理模块：通过LabVIEW的模块库，选择合适的数据采集和处理模块，配置数据采样率和采集通道等参数。
根据实际需要，可以添加滤波、数据处理和数据转换等模块，以获得准确的温度测量结果。
5）虚拟仪器（NI ELVIS）基础实验[实验目的]1．了解虚拟仪器概念2．学习NI ELVIS软面板仪器的使用，并进行实际测量3．了解G语言，LabVIEW编程初步[实验原理]一．虚拟仪器简介1．软件即仪器虚拟仪器（Virtual Instrument，简称VI）是基于计算机的软硬件测试平台。
虚拟仪器技术的优势在于可由用户定义自己的专用仪器系统，且功能灵活，很容易构建，所以应用面极为广泛。
20世纪80年代，随着计算机技术的发展，个人电脑可以带有多个扩展槽，就出现了插在计算机里的数据采集卡。
它可以进行一些简单的数据采集，数据的后处理由计算机软件完成，这就是虚拟仪器技术的雏形。
1986年，美国National Instruments公司（简称NI公司）提出了“软件即仪器”的口号，推出了NI-LabVIEW开发和运行程序平台，以直观的流程图编程风格为特点，开启了虚拟仪器的先河。
2．与传统仪器比较虚拟仪器∙使用者定义功能∙软件定义的界面∙网络/互联网的连接传统仪器∙制造商定义功能∙固定的界面∙有限的扩展功能3．LabVIEW图形化开发环境LabVIEW是一种图形化的编程语言和开发环境。
它功能强大且灵活，包含内容丰富的数据采集、分析、显示和存储工具。
LabVIEW用于实现对实际物理量的采集、分析和表达，利用它可以方便快捷地建立自己的虚拟仪器。
以LabVIEW为代表的图形化程序语言，又称为G语言。
使用这种语言编程时，基本上不需要编写程序代码，而是“绘制”程序流程图。
LabVIEW与虚拟仪器有着紧密联系，在LabVIEW中开发的程序都被称为VI（或虚拟仪器），其扩展名为vi。
VI包括三个部分：前面板（Front Panel）、程序框图（Block Diagram）和图标/连接器（Icon and Connector Pane）。
程序前面板用于设置输入数值和观察输出量，用于模拟真实仪表的前面板。
在程序前面板上，输入量称为控制器（Control），输出量称为显示器（Indicator）。
LabVIEW虚拟仪器快速搭建自定义测量系统LabVIEW（Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench）是一款由美国国家仪器公司（National Instruments）开发的图形化编程环境和集成开发环境（IDE）。
LabVIEW以其易于使用、灵活性强的特点，成为了科学研究、工程设计和测量控制领域的重要工具。
本文将介绍如何利用LabVIEW快速搭建自定义测量系统。
一、LabVIEW概述LabVIEW是一种以数据流为基础的编程语言，其图形化的编程界面使得用户无需编写传统的代码，而是通过拖拽和连接不同的功能模块（称之为虚拟仪器）来构建程序。
LabVIEW提供了丰富的工具箱，包括数据采集、信号处理、仪器控制等功能，用户可以根据自己的需求选择相应的模块进行组合，快速搭建自定义的测量系统。
二、LabVIEW快速搭建自定义测量系统的步骤1. 硬件连接与配置首先，需要将测量设备（如传感器、仪器等）连接到计算机上，并确保它们能够与LabVIEW进行通信。
LabVIEW支持多种数据采集设备和通信接口，用户可以根据实际情况选择合适的设备并进行相应的配置。
2. 创建虚拟仪器在LabVIEW中，虚拟仪器是构成测量系统的基本单元。
用户可以通过LabVIEW的开发环境，创建自己的虚拟仪器，并为其添加相应的功能模块。
比如，对于温度测量系统，可以创建一个虚拟仪器，并在其内部添加数据采集、信号处理和显示功能。
3. 连接虚拟仪器在LabVIEW中，通过连接虚拟仪器的输入和输出接口，可以将多个虚拟仪器连接起来，形成完整的测量系统。
用户可以根据测量需求，通过拖拽和连接功能模块，将虚拟仪器进行适当的组合，实现数据的采集、处理和展示。
4. 编写程序逻辑在连接虚拟仪器的基础上，用户可以使用LabVIEW提供的图形化编程工具，编写程序逻辑。
LabVIEW提供了丰富的函数库和工具箱，用户可以通过拖拽和连接这些函数，实现数据的处理、分析和控制。
电子温度计【实验目的】热敏电阻是用半导体材料制造的二线元件。
它具有非线性响应曲线和负温度系数。
本实验将可变电源（VPS）嵌入到LabVIEW 程序中，VPS 激励在分压电路中的10kΩ热敏电阻。
热敏电阻两端测量到的电压与其电阻值相关（即与温度相关），从而完成虚拟电子温度计的设计与实现。
【实验仪器与材料】(1)软前面板(SFP)工具(数字欧姆计DMM [Ω]，数字电压计DMM [V]，可变电源（VPS）)(2)10kΩ电阻R1(3)10kΩ热敏电阻R T【实验原理】事件结构，类似于单片机的中断功能，优点在于不占用CPU资源。
比如按键按下串口发送或接收数据，以及设置键盘快捷键等等功能，事件结构比查询结构要节省很多系统资源。
“测量”按键可以通过事件结构中键值改变来实现。
公式节点（Formula Node）和表达式节点（Expression Node）是LabVIEW中与文本代码相结合的两种编程结构，可使用类似于C语言的文本代码进行编程，在复杂的逻辑和数学运算过程的表达中比较简洁实用。
已知华氏温度=摄氏温度×9/5+32，摄氏温度单位为℃，华氏温度单位为℉。
【实验内容和步骤】1.测量测量电阻元件阻值(1)启动NI ELVIS II。
(2)从仪器软件前面板列表中选择数字万用表（DMM）。
(3)点击欧姆按钮。
(4)将测试接头分别连接到DMM 的【VΩ】和【COM】端。
(5)测量10 kΩ电阻和热敏电阻。
(6)填写下表：R1：9.847 kΩ(10.0k，标称值)R T：8.8868 kΩ(10.0k，标称值)R1R T R T（指尖处）(7)保持连接热敏电阻的状态下，将热敏电阻拿在指尖处，使它升温，观察电阻变化。
2.操作可变电源(1)从软件前面板菜单中，选择【VPS】图标。
NI ELVIS II共有两个可控电源，0至-12V以及0至+12V，每个最大都可以输出500 mA电流。
图2-2 可变电源的虚拟软件前面板在默认模式下，您可以使用上述虚拟面板控制VPS。
如何使用LabVIEW进行电路设计与分析LabVIEW是一种基于图形化编程的集成开发环境，广泛应用于各种科学与工程领域。
对于电路设计与分析而言，LabVIEW提供了丰富的工具和函数，可以帮助工程师和研究人员快速、准确地完成相关任务。
本文将介绍如何使用LabVIEW进行电路设计与分析，包括电路建模、仿真和结果分析等方面。
一、电路建模在使用LabVIEW进行电路设计与分析之前，首先需要将电路建模。
LabVIEW提供了各种电路元件的建模工具，可以根据实际情况选择适合的元件进行建模。
在建模过程中，需要考虑电路拓扑、元件参数、功率和信号等因素，并将其映射到LabVIEW的图形化编程框图中。
1.1 创建电路模型使用LabVIEW时，可以选择自带的电路元件库或者自定义的元件库进行电路建模。
打开LabVIEW，选择电路模块，拖动所需元件到框图中，并按照电路拓扑连接元件，完成电路的初始化。
1.2 设置元件参数在建模过程中，需要设置电路元件的参数。
LabVIEW提供了参数配置界面，可以通过输入/输出控件设置元件的数值和状态，并与其他元件进行连接。
1.3 建立连接关系建立电路元件之间的连接关系是电路建模的重要步骤。
LabVIEW 提供了连接线的工具，可以通过连接线将元件连接在一起。
在建立连接的过程中，需要确保连接的正确性和有效性。
二、电路仿真完成电路建模后，可以使用LabVIEW进行电路仿真，即模拟电路的运行情况。
LabVIEW提供了多种仿真工具和器件，可以模拟电路的输入和输出信号，并根据设定的参数计算电路的工作状态。
2.1 设置输入信号在进行电路仿真之前，需要设置电路的输入信号。
LabVIEW提供了多种信号源和波形发生器，可以生成各种形式的输入信号。
通过设置输入信号的幅值、频率和相位等参数，可以模拟真实电路的输入条件。
2.2 运行仿真设置好输入信号后，即可运行电路仿真。
LabVIEW会根据电路模型和输入信号计算电路的输出结果，并在仿真界面上显示相应的波形图和工作状态。
LabVIEW高级程序设计1. 简介LabVIEW（Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench）是一种图形化程序设计环境，主要用于快速开发和部署数据采集、控制系统和测试系统等应用。
LabVIEW具有丰富的工具和功能，可以帮助工程师和科学家高效地进行系统设计和开发。
本文将介绍LabVIEW高级程序设计的一些常用技巧和技术。
2. 高级数据处理2.1 数据滤波LabVIEW提供了多种滤波器函数和工具，用于对实时采集的数据进行滤波处理。
可以使用FIR滤波器或IIR滤波器对数据进行平滑处理或去除噪声。
滤波器函数可以灵活地应用于不同的应用场景，并且可以自定义滤波器参数。
// 示例：使用FIR滤波器对数据进行平滑处理double[] data = GetSensorData();double[] filteredData = Filter.FIR(data, filterCoefficients);2.2 数据拟合LabVIEW提供了多种数据拟合函数和工具，用于对实验数据进行曲线拟合。
可以根据实验数据的特点选择适当的拟合函数，例如线性拟合、多项式拟合、指数拟合等。
数据拟合功能可以帮助用户分析数据并找出趋势和规律。
// 示例：使用线性拟合函数对数据进行拟合double[] xData = GetXData();double[] yData = GetYData();double[] coefficients = Fit.Linear(xData, yData);2.3 数据分析LabVIEW提供了丰富的数据分析函数和工具，用于对实验数据进行统计分析和趋势分析。
可以计算数据的平均值、标准差、最大值、最小值等统计指标，还可以绘制直方图、散点图、曲线图等图表。
数据分析功能可以帮助用户理解数据的特性和分布。
// 示例：计算数据的平均值和标准差double[] data = GetExperimentalData();double mean = Analysis.Mean(data);double std = Analysis.StandardDeviation(data);3. 高级界面设计3.1 自定义控件LabVIEW允许用户自定义控件，以满足特定需求和界面设计的要求。
《虚拟仪器》实验指导书电气与信息工程学院实验中心前言现代化技术的进步以计算机技术的进步为代表。
不断革新的计算机技术，从各个层面上影响着、引导着各行业的技术更新。
基于计算机技术的虚拟仪器系统技术正以不可逆转的力量推动着测控技术的革命。
虚拟仪器系统的概念不仅推进了以仪器为基础的测控系统的改造，同时也影响了以数据采集为主的测控系统的传统构造方法的进化。
过去独立分散、互不相干的许多领域，在虚拟仪器系统的概念之下，正在逐渐靠拢、相互影响，并形成新的技术方法和技术规范。
虚拟仪器系统技术的基础是计算机系统，核心是软件技术。
因此，美国国家仪器公司提出其著名的口号：软件就是仪器。
可以说，组建现代化测控系统的成败很大程度上取决于软件平台和工具以及相关硬件设备的选择。
《虚拟仪器》实验分为软件实验部分和硬件实验部分：实验一至实验三为软件实验部分，主要学习图形化编程软件LabVIEW的原理及编程方法，按照实验内容和要求进行操作，循序渐进地掌握VI 程序及子程序的创建和调用，编辑和调试，各种结构、图表、图形和数组的使用，以及字符串和文件I/O的操作，熟悉LabVIEW的各种函数以及菜单，选项的作用和功能。
实验四至实验十一为硬件实验部分，主要了解NI ELVIS II平台的使用方法，NI ELVIS II与全新驱动软件NI ELVISmx配合使用更佳。
它具有更轻的重量、更好的控制布局、更多的接口、集成数据采集设备、及高速USB连接性。
我们可在NI ELVIS II开发板上创建真实电路，并用与设计调试同样的工具进行测试(软面板[SFP]仪器)。
本指导书可供我校自动化、通信工程及电子信息工程等专业的实验指导书，同时也可作为其他电气信息类和相近专业的实验参考书。
目录实验一LabVIEW软件基本操作（一）（验证性实验） (4)实验二LabVIEW软件基本操作（二）（设计性实验） (9)实验三LabVIEW软件基本操作（三）（设计性实验） (11)实验四NI ELVISII平台工作环境（验证性实验） (14)实验五电子温度计实验（设计性实验） (21)实验六AC电路工具实验（验证性实验） (23)实验七运放滤波器实验（设计性实验） (30)实验八LED营救实验（设计性实验） (35)实验九磁场传感器实验（设计性实验） (37)实验十数字I/O实验（设计性实验） (40)实验十一机械运动实验（综合性实验） (43)实验一LabVIEW软件基本操作（一）（验证性实验）一、实验目的1、了解LabVIEW的编程与运行环境；2、掌握LabVIEW的基本操作方法，并编制简单的程序；3、掌握使用调试工具调试VI程序；4、掌握VI子程序的建立和调用过程。
LabVIEW中的模块化设计和架构优化LabVIEW（Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench）是一种基于图形化编程的开发环境，专门用于实时数据采集、控制和监测。
在开发LabVIEW应用程序的过程中，模块化设计和架构优化是非常重要的。
本文将介绍LabVIEW中的模块化设计和架构优化的方法和技巧。
一、模块化设计的意义和好处模块化设计是将一个复杂的系统或应用程序拆分为多个独立的模块，每个模块都具有特定的功能和责任。
模块化设计的主要目的是提高系统的可维护性、可重用性和可扩展性。
首先，模块化设计使得系统的各个模块之间相互独立，改变一个模块不会影响其他模块的功能和逻辑。
这样，在修改和维护系统时，只需关注特定的模块，而不必担心其他模块的影响。
其次，模块化设计提供了更好的可重用性。
每个模块都可以被独立地测试和验证，并且可以在不同的应用程序中重复使用。
这样，可以大大减少开发和测试的时间和成本。
最后，模块化设计使系统更易于扩展。
当需要添加新的功能或模块时，只需开发新的模块并将其集成到现有的系统中，而不必重新设计整个系统。
二、LabVIEW中的模块化设计方法在LabVIEW中，可以使用以下几种方法实现模块化设计。
1. 使用子VI（SubVI）将复杂的功能模块拆分为多个独立的VI。
每个VI代表一个独立的模块，具有特定的功能和输入输出接口。
通过将这些VI集成到一个主VI中，可以构建一个完整的系统。
2. 使用公共变量（Global Variable）和局部变量（Local Variable）实现模块间的数据传输。
公共变量可以提供多个VI之间的全局共享变量，而局部变量则只在单个VI内部有效，可以实现局部数据传递。
3. 使用事件（Event）和消息队列（Message Queue）来实现模块间的通信和协调。
通过事件和消息队列，不同的模块可以异步地进行通信，并相互传递数据和命令。
http : ZZ HD.chinaj ou rna.l n et .cn E m ai:l ZZHD @chai n aj ou rna.l n et .cn 机械制造与自动化基金项目:宁夏职业技术学院科研基金资助项目(编号:GZ0910)作者简介:李学东(1974 ),男,天津人,副教授,工学硕士,主要从事机械设计、虚拟仪器、传感检测技术的研究。
基于Lab VIE W 的虚拟示波器的构建李学东(宁夏职业技术学院机械系,宁夏银川750002)摘 要:虚拟仪器的应用可解决高校电子测试仪器更新与投入不足的矛盾。
介绍了虚拟仪器的构建方式,提出一款虚拟示波器的构建方案。
以选定的硬件设备为前提,通过L abV IE W 实现了该示波器的软件开发。
此款虚拟示波器具有传统示波器的基本功能,并具有波形存储与回放、信号测量和频谱分析等扩展功能。
实际应用表明,该虚拟示波器可以满足使用要求。
关键词:虚拟仪器;L abV IE W;示波器中图分类号:TM 935;TP319 文献标志码:B 文章编号:1671 5276(2011)02 0116 03Construction of V irtual O scilloscope Based on LabVI E WL I X ue dong(D epa rt m en t ofM echanica l and E lectronic Eng ineer i ng,N i ngx i a V ocati onal and T echnicalCo ll ege ,Y inchuan 750002,Ch i na)Abstrac t :T he app licati on of v i rtual instrum en ts can solve the prob le m bet w een upd ati n g el ectron i c test equ i pm en t and s h ortage of f und s .Th e m ethod to bu il d v irtua l i ns trum en ts and the sche m e of a v i rtual oscill oscope are presen ted.A fter h ardw are is chosen ,the s oft w are of t h e syste m is d evel oped by L abV I EW.Th is v i rtual oscilloscop e has f un da m ental f un cti on of a trad iti on al oscilloscop e ,an d also h as other f un c tions such as w avefor m storage ,w avefor m red i sp lay ,si gna lm easure m en t ,frequency spectrum ana l ys i s and s o on.Its res u lt show s t h at it can m eet t h e practical n eed .K ey word s :virtual i n strum ent ;LabV I EW;oscill oscope0 引言随着办学规模的扩大和实验教学改革的深化,高校电子测试类实验室面临一个突出矛盾:原有电子测量仪器的数量及功能日益不能满足实际需要,而仪器的更新却受建设经费的制约,难以在短期内实现。
使用LabVIEW进行电气系统的建模与仿真LabVIEW（Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench）是一种图形化编程软件，广泛应用于实验室、工程和科研领域。
它具备强大的数据采集、分析和控制功能，适用于各种电气系统的建模与仿真。
本文将介绍如何使用LabVIEW进行电气系统的建模与仿真，并给出相应的案例分析，以便读者更好地理解和应用。
一、引言电气系统的建模与仿真是一种重要的工程技术手段，可以用于预测系统行为、优化设计和解决问题。
传统的建模与仿真方法往往需要编写大量的代码和公式，而LabVIEW提供了直观的图形化编程界面，使建模与仿真变得更加简单和高效。
二、LabVIEW的基本概念1. 前面板（Front Panel）：用户界面的设计界面，用于显示和输入数据。
2. 代码编辑界面（Block Diagram）：用于编写和调试LabVIEW程序的主要界面。
3. 控件和指示器：通过控件向程序输入数据，通过指示器显示程序的输出结果。
4. 连接线（Wire）：用于传递数据和信号的路径。
三、电气系统建模与仿真的步骤1. 确定系统的输入和输出在进行建模与仿真之前，需要明确系统的输入和输出，即系统的控制变量和被控变量。
2. 进行系统建模根据系统的特性和需求，利用LabVIEW提供的函数库和工具进行图形化建模，将系统的元件和连接线组合在一起，形成系统模型。
3. 设置参数和初始条件根据实际情况，对建模中的元件参数和初始条件进行设定，以确保仿真结果的准确性和可靠性。
4. 编写仿真程序将系统模型与控制算法相结合，编写仿真程序。
通过连接线将输入信号和输出信号相连，构建完整的仿真过程。
5. 运行仿真程序设置仿真的时间段和步长，并运行仿真程序。
LabVIEW将根据设置的参数和初始条件，模拟系统的运行过程，并得到仿真结果。
四、电气系统建模与仿真案例分析以交流电路为例，通过LabVIEW进行建模与仿真的案例进行分析。
基于LabVIEW的SFP光模块测试平台的设计与实现随着近几年光通信的迅速发展，光通信接入网对实现光电、电光转换的光收发模块的要求越来越高，光收发模块的测试也越来越复杂。
早期一般使用Visual Basic、Visual C++开发测试软件，存在开发周期长、测试效率低等问题，本文提出了使用LabVIEW虚拟仪器技术来完成测试工作的方法，解决了测试成本高、测试效率低、测试系统松散等问题，同时它还具备远程测试以及仪器定制或自制等特点。
虚拟仪器技术已经深远地影响着测试测量领域，是企业和科研单位的测试工作的重要解决方案之一。
本文正是利用此项技术解决了SFP光模块测试平台开发的几个关键问题。
1 SFP光模块测试软件的设计1.1软件结构软件由四个界面构成，实时监控界面、阈值设置界面、校准界面和光模块信息设置界面。
实时监控界面是软件的主界面，它显示数字诊断功能[1]中的五个模拟量与其Alarm和Warning标志；阈值设置界面的功能是设定Alarm与Warning阈值，当实时监控值不在阈值内时会出现工作异常警示；校准界面主要是解决数据漂移，从而保证测得数据准确；模块信息设置界面是完成光模块在出厂前信息设置。
软件运行的过程中用到的数据库是由Access数据库构成。
如图1所示为软件结构图。
1.2计算机并口模拟I2C总线I2C总线由四种信号组成：开始信号、停止信号、响应信号和数据发送。
在计算机并口产生这些信号就要对数据地址、状态地址和控制地址进行程序设计和控制。
在LPT1端口中，它们对应的地址分别为0x378、0x379和0x37A。
计算机并口中的8个数据端口分别对应0x378中的B7~B0；5个状态端口分别对应0x379中的B7~B3；4个控制端口分别对应0x37A中的B3~B0。
如果在以上地址的某一位上写1，计算机并口的对应端口就会产生逻辑电平高。
I2C 总线的SDA和SCL分别需要并口的两个端口模拟，这是因为计算机并口的特性，对地址中的数据的操作要么一直读操作要么一直写操作。
介绍了一种利用LabVIEW构建SFP(Small Form-factor Pluggable)光模块测试平台的方法。
测试平台通过读写计算机并口来映射地址上的数据，控制并口端口的逻辑电平实现计算机并口模拟I2C总线。
计算机利用模拟的I2C总线与SFP光模块实现通信。
分析了生产者/消费者结构队列状态机并用于设计中,该设计模式可以及时响应前面板动作或外部事件,并且使得状态机的状态变换更加灵活多变。
关键词： SFP光模块；生产者/消费者结构队列状态机；计算机并口模拟I2C总线随着近几年光通信的迅速发展，光通信接入网对实现光电、电光转换的光收发模块的要求越来越高，光收发模块的测试也越来越复杂。
早期一般使用Visual Basic、Visual C++开发测试软件，存在开发周期长、测试效率低等问题，本文提出了使用LabVIEW虚拟仪器技术来完成测试工作的方法，解决了测试成本高、测试效率低、测试系统松散等问题，同时它还具备远程测试以及仪器定制或自制等特点。
虚拟仪器技术已经深远地影响着测试测量领域，是企业和科研单位的测试工作的重要解决方案之一。
本文正是利用此项技术解决了SFP 光模块测试平台开发的几个关键问题。
1 SFP光模块测试软件的设计1.1软件结构软件由四个界面构成，实时监控界面、阈值设置界面、校准界面和光模块信息设置界面。
实时监控界面是软件的主界面，它显示数字诊断功能[1]中的五个模拟量与其Alarm和Warning标志；阈值设置界面的功能是设定Alarm与Warning阈值，当实时监控值不在阈值内时会出现工作异常警示；校准界面主要是解决数据漂移，从而保证测得数据准确；模块信息设置界面是完成光模块在出厂前信息设置。
软件运行的过程中用到的数据库是由Access 数据库构成。
如图1所示为软件结构图。
1.2计算机并口模拟I2C总线I2C总线由四种信号组成：开始信号、停止信号、响应信号和数据发送。
在计算机并口产生这些信号就要对数据地址、状态地址和控制地址进行程序设计和控制。
在LPT1端口中，它们对应的地址分别为0x378、0x379和0x37A。
计算机并口中的8个数据端口分别对应0x378中的B7~B0；5个状态端口分别对应0x379中的B7~B3；4个控制端口分别对应0x37A中的B3~B0。
如果在以上地址的某一位上写1，计算机并口的对应端口就会产生逻辑电平高。
I2C 总线的SDA和SCL分别需要并口的两个端口模拟，这是因为计算机并口的特性，对地址中的数据的操作要么一直读操作要么一直写操作。
对LPT1端口地址操作要使用LabVIEW函数库中的Out Port函数和In Port函数。
Out Port函数和In Port函数是在指定的16位I/O端口地址读取和写入带符号的整数。
读操作要先利用In Port函数读取LPT1端口地址上的整数数据，再转化为无符号数据并求出特定位的布尔量，最后得到该位对应端口的逻辑电平。
写操作就是先利用In Port函数读取LPT1端口地址上的整数数据，再转化为无符号数据并修改其中某一位的值，最后利用Out Port 函数把修改后的数据转化为整数数据并写入LPT1端口地址，从而改变对应端口的逻辑电平。
I2C总线的四种信号通过SDA和SCL的组合形式如下：(1)开始信号：在SCL高电平期间，SDA由高变为低，将产生一个开始信号;(2)停止信号：在SCL高电平期间，SDA由低变高，将产生一个停止信号;(3)应答信号：传输一个字节后的第9个时钟，若从设备把SDA拉低，表明有应答信号，反之则无;(4)数据传输：数据传输过程中，数据的改变都必须在SCL低电平期间，在SCL为高电平期间必须保持SDA信号的稳定[2]。
按照时序要求依次可以编写出I2C start、I2C send、I2C ack和I2C stop四种I2C总线信号的vi，其中I2C send这个vi既能发送地址又能发送数据。
最后由这些vi组成如图2所示的完整I2C总线数据传输。
1.3 生产者/消费者结构队列状态机设计模式是在解决问题的过程中，由一些良好思路的经验集成的。
在LabVIEW中，它包括结构、函数、控件和错误处理的布局，它形成了一个通用的结构来完成一些常见的任务。
设计模式可实现模块重用，并提高软件生产效率和质量[3]。
生产者/消费者结构是一种常用的设计模式，它主要用于数据采集系统。
一般的数据采集系统包括数据采集、数据分析和结果显示三个步骤。
如果将这三个步骤按照常规的顺序执行,则数据分析导致的时间延迟会增大数据采集的周期。
采用生产者/消费者结构的数据采集系统,它通过并行的方式实现多个循环，可以很好地解决这一问题。
一个循环不断地采集数据(生产者),另一个循环不断地处理数据(消费者),这两个循环互相通信,但又不产生干涉。
队列状态机也是一种常用的设计模式，它对经典状态机做了很大的改进。
在经典状态机中，移位寄存器的状态转移方式受限于每个循环间隔内一个指定新状态或应用程序的状态。
而队列状态机则通过LabVIEW的队列结构缓存一个队列的多状态，使得应用程序的任何状态都可以通过调用Enqueue Element函数在该队列的后端增加任意数量的新状态,这类似于先进先出缓冲器。
生产者/消费者结构队列状态机最早是由Anthony Lukindo提出和改进，它结合以上两种设计模式优点，其结构示意图如图3所示。
从图中可以看出,该设计模式由四部分组成：队列引用、事件循环、主循环和并行子vi。
事件循环和并行子vi为生产者，主循环是消费者，生产者和消费者之间的消息与数据的传递是通过队列引用来实现的。
事件循环由Event结构和While循环组成。
主循环由Case结构和While循环组成，其中Case结构有两个，分别是主Case结构和错误Case结构。
队列引用是由LabVIEW中的队列操作中的函数组成，其中最常用的函数为Obtain Queue、Enqueue Element、Dequeue Element和Release Queue等。
图中的虚线是指并行子vi可以不通过队列引用而和主循环进行连接。
生产者/消费者结构队列状态机的实现如下：Obtain Queue函数和Enqueue Element函数在While循环左侧初始化队列。
枚举类型定义控件端子连接到Obtain Queue函数的数据类型端子，这样就可以指定队列的数据类型。
枚举常量由枚举类型创建，并连线到Enqueue Element函数的端子。
Initialize状态是添加到队列中的第一项，它是状态机执行的第一个状态。
Dequeue Element函数位于主Case结构之外的错误Case结构的NO Error事例中。
如果在错误簇中没有出现错误，则下一状态就会从队列移出，并传送到主Case结构的选择器端子；如果发生错误，则有General Error Handle VI来报告错误，并且执行Shutdown 状态。
Case结构的每个事例中，事件循环和并行子vi都可以使用Enqueue Element函数来增加其他的状态。
此外，为了能够立即执行，可以使用Enqueue Element At Opposite End 函数在队列的前端增加一个状态。
这使得应用程序能够及时响应高优先级的操作或事件。
当用户要退出应用程序时，必须利用Release Queue函数释放队列引用，同时释放队列所占用的内存空间。
当队列中需要传递状态和数据时，队列元素数据类型就需要由一个簇组成，这个簇包括一个与变体打包到一起的枚举类型定义。
通常，该枚举类型包含了事例选择器中需要的状态。
变体用来将数据从时间循环或并行子vi传递给主循环，这些数据的传递体现了生产者/消费者结构。
同时，这个变体可以是多种类型的数据，但是必须为其中每个成员指定一种数据类型。
SFP光模块测试程序首先初始化队列引用和主界面中的控件，然后进入检测光模块。
如果检测到光模块的插入，则主程序会读取数字诊断功能中电压、温度和偏置电流等。
在大部分时间里，主程序都是在轮询地读取这些数据。
如果用户在前面板有操作，此时事件循环将利用Flush Queue函数把队列清空，然后加载下几个状态，及时地响应用户的操作并且最后回到读取数字诊断功能中模拟量。
2 测试与验证2.1测试环境测试平台的硬件包括计算机、测试板、并口线、电源以及待测光模块。
首先在计算机中安装本文开发的测试软件，其次利用并口线把计算机和测试板连接起来，再次把待测光模块插入到测试版中，并加载电源，最后打开测试软件进行测试。
连接到I2C总线的器件输出端要是漏极开路或集电极开路才能执行传输的功能。
因为计算机并口不满足这两种结构，所以本设计中在并口外接2N3906使得SDA和SCL满足集电极开路结构。
2.2 I2C总线验证为了保证光模块测试平台稳定地工作，必须测试I2C总线通信的稳定性。
利用 I2C总线对EEPROM进行连续读或者连续写。
在图4中，C1和C2信号是对Z1和Z2信号框内部分的放大，这部分是主设备向从设备写数据。
主设备首先发送器件地址0xA0，在第9个时钟，从设备给出了一个拉低SDA的应答信号。
主设备然后发送寄存器地址0x00,同样得到了应答信号。
最后发送要写入的数据0x55。
图中的两个时间标尺测量出写入数据操作距离下一次操作的时间,这个时间要大于等于5 ms。
重复此读写过程10 000次，没有错误则证明I2C总线非常稳定。
2.3 光模块测试软件的验证如图5所示，是对一个Maxim DS1856方案的光收发模块的检测结果。
其中5个模拟量的监控值直接反映光模块的工作状态。
表1是DS1856方案实测值与软件监控值对比。
在SFF-8472协议中规定了每个模拟量的精度范围：温度误差在±3℃之内；电压误差不超过厂家标称值的3%；偏置电流误差不超过厂家标称值的10%;发射功率误差在±3 dBm之内；接收功率在±3 dBm之内。
通过表1结果显示,此测试软件满足SFF-8472协议规定的误差范围。
本文使用LabVIEW设计实现了针对SFP光收发模块的测试平台。
重点介绍了测试软件与SFP光模块的I2C总线通信的实现，论述了生产者/消费者结构队列状态机设计模式，提供了对该设计模式的具体实现方法，并把它应用在SFP光模块测试软件。
该测试平台已经应用到企业的实际生产过程中，减少了对SFP光模块测试工作量，提高了测试效率，并且保证了所需的测试精度，具有一定的工程应用价值。
参考文献[1] SFF-8472 specification for diagnostic monitoring interface for Optical Transceivers Rev 10.4[S]. 2009-01.[2] The I2C-Bus specification version 2.1[S]. 2000-01.[3] Blume, Peter A. The LabVIEW style book[M]. Prentice Hall, 2007-03.[4] 程社成.带数字诊断功能的小封装光模块研究[D].武汉:武汉理工大学，2006.。
