LabVIEW是一種程序開發(fā)環(huán)境,,由美國(guó)國(guó)家儀器(NI)公司研制開發(fā)的,,類似于C和BASIC開發(fā)環(huán)境,但是LabVIEW與其他計(jì)算機(jī)語言的顯著區(qū)別是:其他計(jì)算機(jī)語言都是采用基于文本的語言產(chǎn)生代碼,,而LabVIEW使用的是圖形化編輯語言G編寫程序,,產(chǎn)生的程序是框圖的形式,。
與C和BASIC一樣,,LabVIEW也是通用的編程系統(tǒng),,有一個(gè)完成任何編程任務(wù)的龐大函數(shù)庫(kù),。LabVIEW的函數(shù)庫(kù)包括數(shù)據(jù)采集,、GPIB,、串口控制、數(shù)據(jù)分析,、數(shù)據(jù)顯示及數(shù)據(jù)存儲(chǔ),,等等。LabVIEW也有傳統(tǒng)的程序調(diào)試工具,如設(shè)置斷點(diǎn),、以動(dòng)畫方式顯示數(shù)據(jù)及其子程序(子VI)的結(jié)果,、單步執(zhí)行等等,,便于程序的調(diào)試,。 虛擬儀器(virtual instrumention)是基于計(jì)算機(jī)的儀器,。計(jì)算機(jī)和儀器的密切結(jié)合是目前儀器發(fā)展的一個(gè)重要方向,。粗略地說這種結(jié)合有兩種方式,,一種是將計(jì)算機(jī)裝入儀器,,其典型的例子就是所謂智能化的儀器,。隨著計(jì)算機(jī)功能的日益強(qiáng)大以及其體積的日趨縮小,這類儀器功能也越來越強(qiáng)大,目前已經(jīng)出現(xiàn)含嵌入式系統(tǒng)的儀器,。另一種方式是將儀器裝入計(jì)算機(jī),。以通用的計(jì)算機(jī)硬件及操作系統(tǒng)為依托,,實(shí)現(xiàn)各種儀器功能,。虛擬儀器主要是指這種方式。下面的框圖反映了常見的虛擬儀器方案,。 虛擬儀器的主要特點(diǎn)有: 盡可能采用了通用的硬件,,各種儀器的差異主要是軟件。 可充分發(fā)揮計(jì)算機(jī)的能力,,有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理功能,,可以創(chuàng)造出功能更強(qiáng)的儀器。 用戶可以根據(jù)自己的需要定義和制造各種儀器,。 虛擬儀器實(shí)際上是一個(gè)按照儀器需求組織的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),。虛擬儀器的研究中涉及的基礎(chǔ)理論主要有計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集和數(shù)字信號(hào)處理。目前在這一領(lǐng)域內(nèi),,使用較為廣泛的計(jì)算機(jī)語言是美國(guó)NI公司的LabVIEW,。 虛擬儀器的起源可以追溯到20世紀(jì)70年代,那時(shí)計(jì)算機(jī)測(cè)控系統(tǒng)在國(guó)防,、航天等領(lǐng)域已經(jīng)有了相當(dāng)?shù)陌l(fā)展,。PC機(jī)出現(xiàn)以后,,儀器級(jí)的計(jì)算機(jī)化成為可能,甚至在Microsoft公司的Windows誕生之前,,NI公司已經(jīng)在Macintosh計(jì)算機(jī)上推出了LabVIEW2.0以前的版本,。對(duì)虛擬儀器和LabVIEW長(zhǎng)期、系統(tǒng),、有效的研究開發(fā)使得該公司成為業(yè)界公認(rèn)的權(quán)威,。目前LabVIEW的最新版本為L(zhǎng)abVIEW8.6,LabVIEW 8.6為多線程功能添加了更多特性,,這種特性在1998年的版本5中被初次引入,。使用LabVIEW軟件,用戶可以借助于它提供的軟件環(huán)境,,該環(huán)境由于其數(shù)據(jù)流編程特性,、LabVIEW Real-Time工具對(duì)嵌入式平臺(tái)開發(fā)的多核支持,以及自上而下的為多核而設(shè)計(jì)的軟件層次,,是進(jìn)行并行編程的首選,。 普通的PC有一些不可避免的弱點(diǎn)。用它構(gòu)建的虛擬儀器或計(jì)算機(jī)測(cè)試系統(tǒng)性能不可能太高,。目前作為計(jì)算機(jī)化儀器的一個(gè)重要發(fā)展方向是制定了VXI標(biāo)準(zhǔn),,這是一種插卡式的儀器。每一種儀器是一個(gè)插卡,,為了保證儀器的性能,,又采用了較多的硬件,但這些卡式儀器本身都沒有面板,,其面板仍然用虛擬的方式在計(jì)算機(jī)屏幕上出現(xiàn),。這些卡插入標(biāo)準(zhǔn)的VXI機(jī)箱,再與計(jì)算機(jī)相連,,就組成了一個(gè)測(cè)試系統(tǒng),。VXI儀器價(jià)格昂貴,目前又推出了一種較為便宜的PXI標(biāo)準(zhǔn)儀器,。 虛擬儀器研究的另一個(gè)問題是各種標(biāo)準(zhǔn)儀器的互連及與計(jì)算機(jī)的連接,。目前使用較多的是IEEE 488或GPIB協(xié)議。未來的儀器也應(yīng)當(dāng)是網(wǎng)絡(luò)化的,。 LabVIEW(Laboratory Virtual instrument Engineering Workbench)是一種圖形化的編程語言的開發(fā)環(huán)境,,它廣泛地被工業(yè)界、學(xué)術(shù)界和研究實(shí)驗(yàn)室所接受,,視為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)采集和儀器控制軟件,。LabVIEW集成了與滿足GPIB、VXI,、RS-232和RS-485協(xié)議的硬件及數(shù)據(jù)采集卡通訊的全部功能,。它還內(nèi)置了便于應(yīng)用TCP/IP,、ActiveX等軟件標(biāo)準(zhǔn)的庫(kù)函數(shù)。這是一個(gè)功能強(qiáng)大且靈活的軟件,。利用它可以方便地建立自己的虛擬儀器,,其圖形化的界面使得編程及使用過程都生動(dòng)有趣。 圖形化的程序語言,,又稱為“G”語言,。使用這種語言編程時(shí),基本上不寫程序代碼,,取而代之的是流程圖或框圖,。它盡可能利用了技術(shù)人員、科學(xué)家,、工程師所熟悉的術(shù)語,、圖標(biāo)和概念,因此,,LabVIEW是一個(gè)面向最終用戶的工具,。它可以增強(qiáng)你構(gòu)建自己的科學(xué)和工程系統(tǒng)的能力,,提供了實(shí)現(xiàn)儀器編程和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的便捷途徑,。使用它進(jìn)行原理研究、設(shè)計(jì),、測(cè)試并實(shí)現(xiàn)儀器系統(tǒng)時(shí),,可以大大提高工作效率。 利用LabVIEW,,可產(chǎn)生獨(dú)立運(yùn)行的可執(zhí)行文件,,它是一個(gè)真正的32位編譯器。像許多重要的軟件一樣,,LabVIEW提供了Windows,、UNIX、Linux,、Macintosh的多種版本,。 它主要的方便就是,一個(gè)硬件的情況下,,可以通過改變軟件,,就可以實(shí)現(xiàn)不同的儀器儀表的功能,非常方便,,是相當(dāng)于軟件即硬件,!現(xiàn)在的圖形化主要是上層的系統(tǒng),國(guó)內(nèi)現(xiàn)在已經(jīng)開發(fā)出圖形化的單片機(jī)編程系統(tǒng)(支持32位的嵌入式系統(tǒng),,并且可以擴(kuò)展的),,不斷完善中(大家可以搜索CPUVIEW會(huì)有更詳細(xì)信息,;) |
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