利用LabVIEW进行仪器控制与测量

摘 要：LabVIEW被认为是虚拟仪器技术最有影响力和发展前景的软件平台。本文阐述了LabVIEW 虚拟仪器的设计原理，详细介绍了LabVIEW的发展历程和研究进展，并举例介绍其应用现状。最后对基于LabVIEW虚拟仪器技术的前景做出展望。

关键词：LabVIEW 虚拟仪器 发展历程 研究进展 应用现状

1 引言

在这个信息技术日新月异的时代，利用计算机和网络等技术对传统产业进行改造已是大势所趋。虚拟仪器技术正是计算机技术及网络通信技术与传统仪器技术融合的产物。美国国家仪器公司（National Instruments，简称NI）于20世纪80年代中期，首先提出了“软件就是仪器（The Software is the Instrument）”这一虚拟仪器新概念。所谓的虚拟仪器（Virtual

Instrument，简称VI），就是在以计算机为核心所组成的硬件平台上，利用其显示功能虚拟仪器控制面板，测试分析功能由软件实现的一种计算机仪器系统。虚拟仪器技术充分利用了最新的计算机技术来实现和扩展传统仪器的功能，一直成为发达国家自动测控领域的研究热点。虚拟仪器的核心是仪器软件化设计理念。近年来，世界各国的许多大型自动测控和仪器公司均相继研制了为数不少的虚拟仪器开发软件平台，如美国HP公司的HP－VEE与HP－TIG，Tektronix公司的Ez－Test和Tek－TNS，以及HEM Data公司的Snap－Master平台等，但最早和最具影响力的要数NI公司的LabVIEW开发环境。

LabVIEW（Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench，实验室虚拟仪器集成环境）是NI公司推出的具有革命性的图形化虚拟仪器设计平台，它内置信号采集、测量分析与数据显示功能，摒弃了传统开发工具的复杂性，在提供强大测控功能的同时，还保持系统的灵活性，让您可以无缝地集成一套完整的应用方案[1]。虽然只有近二十年的发展史，可它已经渗透到各行各业，成为科学家和工程师们进行自动测控与仪器应用开发的首选工具。本文就LabVIEW虚拟仪器技术的研究、现状及发展前景作一个概述。

在ＬａｂＶＩＥＷ下仪器控制的实现方法　

郭占山　史永彬　

（海军计量测试中心，辽宁葫芦岛　１２５０００）　张德山　

（９１４０４部队计量站，秦皇岛０６６０００）　

摘要本文介绍了串口、ＧＰＩＢ通讯的基本概念，及在ＬａｂＶＩＥＷ下进行仪器控制的方法。　关键词ＬａｂＶＩＥＷ仪器控制通讯编程　

一、引言　

组建微机化仪器系统时，如果仪器带ＲＳ一２３２　

接口，可以利用ＰＣ机提供的ＲＳ一２３２接口来联接，　如果仪器带ＧＰＩＢ（也叫ＩＥＥＦＡ８８，ＨＰＩＢ）接口，需要买　

一块插在ＰＣ机上的ＧＰＩＢ接口卡，选择一种编程语　

言，根据被测量要求，设计软件。如果使用ＬａｂＶＩＥＷ　（Ｌａｂｏｒａｔｏｒ　Ｖｉｒｔｕａｌ　Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｗｏｒｋｂｅｎｃｈ），　编程工作就大大地减少了，在这个平台上，各种领域　

的专业工程师和科学家们通过定义和连接代表各种　

功能模块的图标来方便迅速地建立高水平的应用程　序，但对一些人来说可能要走一些弯路，为此根据我　们的工作经验，对串行通讯、ＧＢＩＢ通讯和基于Ｌａｂ．　

ＶＩＥＷ的仪器控制等问题进行了探讨。　

二、串行通讯　

串行通讯是一种古老但目前仍常用的数据传输　方法，它用于计算机与外设，例如一台可编程仪器，　

或者与另外一台计算机之间的通讯。串行通讯中发　

送方通过一条通讯线，一次一个字节，把数据传送到　接收方。由于大多数电脑都有一至两个串行通讯接　

口，因此，串行通讯非常流行。　

在ＬａｂＶＩＥＷ功能模板的Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ　Ｉ／０＞Ｓｅｒｉａｌ　程序库中包含进行串行通讯操作的一些功能模块：　

图１　

盐量堇　维普资讯 １．Ｓｅｒｉａｌ　Ｐｏｒｔ　Ｉｎｉｔ　ＶＩ模块用于初始化所选择的　

串行口。Ｆｌｏｗ　ｃｏｎｔｒｏｌ设置握手方式的参数。Ｂｕｆｆｅｒ　ｓｉｚｅ设置程序分配的输入／输出缓冲区的大小。Ｐｏｒｔ　

ｎｕｍｂｅｒ决定通讯接口地址。Ｂａｕｄ　ｒａｔｅ，ｄａｔａ　ｂｉｔｓ，　

如何利用LabVIEW进行虚拟仪器设计和仿真

利用LabVIEW进行虚拟仪器设计和仿真

LabVIEW（Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench）是一种集数据采集、信号处理、仪器控制和虚拟仪器设计于一身的集成开发环境，广泛应用于各个领域的工程实验和测试中。本文将介绍如何利用LabVIEW进行虚拟仪器设计和仿真，并提供一些实际案例来说明其应用价值。

一、LabVIEW介绍

LabVIEW是由美国国家仪器公司（National Instruments, NI）于1986年推出的一种图形化编程语言。与传统的文本编程语言相比，LabVIEW通过将函数块拖拽到界面上并进行连接来组成程序，使得程序的开发更加直观、易于理解。LabVIEW提供了丰富的工具箱和函数库，可用于数据采集、信号处理、仪器控制和用户界面设计等方面。

二、虚拟仪器设计

虚拟仪器是指利用计算机软件和硬件模拟真实仪器的功能。利用LabVIEW可以轻松地设计各种虚拟仪器，如示波器、信号发生器、频谱分析仪等，用于实现数据采集和信号处理等功能。LabVIEW提供了众多的仪器模拟器和控件，用户只需简单地拖拽和配置这些组件，即可实现一个功能完备的虚拟仪器。

三、虚拟仪器仿真 利用LabVIEW进行虚拟仪器仿真可以帮助用户在设计阶段快速验证算法和性能，并且可以方便地进行多种参数的调整和测试。LabVIEW提供了灵活且强大的仿真工具，用户可以根据需要配置仿真场景、定义仿真信号和操作流程，并通过动态调整参数和监测仿真结果来完成虚拟仪器的性能评估。

四、LabVIEW在工程实践中的应用

1. 数据采集和处理

利用LabVIEW可以方便地搭建数据采集系统，并通过各种传感器和硬件设备获取实时数据。同时，LabVIEW提供了丰富的信号处理函数和算法，可以对采集的数据进行滤波、降噪、频谱分析等处理，从而提取出有效信息。

利用LabVIEW进行电子设备测试和验证

随着电子技术的快速发展，电子设备在我们的生活中起着越来越重要的作用。为了确保电子设备的质量和性能，进行测试和验证是必不可少的环节。LabVIEW是一种强大的电子设备测试和验证工具，它能够提供高效、准确的测试解决方案。本文将介绍利用LabVIEW进行电子设备测试和验证的步骤和方法。

一、LabVIEW简介

LabVIEW是一种图形化编程语言，由National Instruments公司开发。它通过将功能块称为虚拟仪器和连接它们来构建程序，使得用户能够快速开发测试和测量应用。LabVIEW具有直观的界面和广泛的硬件设备支持，使得它成为电子设备测试和验证的理想工具。

二、电子设备测试和验证的步骤

1.需求分析：在开始测试和验证之前，我们首先需要明确测试目标和要求。通过与客户和设计团队进行沟通，了解设备的功能和性能要求，确定需要测试和验证的项目。

2.测试系统设计：根据需求分析的结果，进行测试系统的设计。这包括选择需要的硬件设备，编写测试脚本，设计测试界面等。LabVIEW提供了丰富的工具和函数，能够帮助用户快速搭建测试系统。

3.测试程序编写：利用LabVIEW的图形化编程能力，编写测试程序。根据需求分析和测试系统设计的结果，使用LabVIEW提供的函数和工具，构建测试程序的框架。通过连接不同的模块和功能块，实现测试流程的控制和数据的采集。

4.设备连接和配置：将待测试的电子设备与测试系统连接，并进行相应的配置。LabVIEW支持多种通信协议和接口，可以方便地与不同类型的设备进行通信。利用LabVIEW提供的工具和函数，可以进行设备的初始化、数据采集和控制等操作。

5.测试执行和数据分析：在测试系统搭建完成后，可以开始进行测试执行和数据分析。运行测试程序，根据设备的响应和采集的数据，判断设备是否符合要求。利用LabVIEW强大的图形化数据分析工具，可以对测试结果进行可视化的展示和分析。