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什么是LabVIEW

　　LabVIEW是一種程序開發環境，由美國國家儀器（NI）公司研制開發，類似于C和BASIC開發環境，但是LabVIEW與其他計算機語言的顯著區別是：其他計算機語言都是采用基于文本的語言產生代碼，而LabVIEW使用的是圖形化編輯語言G編寫程序，產生的程序是框圖的形式。 LabVIEW軟件是NI設計平臺的核心，也是開發測量或控制系統的理想選擇。 LabVIEW開發環境集成了工程師和科學家快速構建各種應用所需的所有工具，旨在幫助工程師和科學家解決問題、提高生產力和不斷創新。

　　與 C 和BASIC 一樣，LabVIEW也是通用的編程系統，有一個完成任何編程任務的龐大函數庫。LabVIEW［2］ 的函數庫包括數據采集、GPIB、串口控制、數據分析、數據顯示及數據存儲，等等。LabVIEW也有傳統的程序調試工具，如設置斷點、以動畫方式顯示數據及其子程序（子VI）的結果、單步執行等等，便于程序的調試。

　　LabVIEW（Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench）是一種用圖標代替文本行創建應用程序的圖形化編程語言。傳統文本編程語言根據語句和指令的先后順序決定程序執行順序，而 LabVIEW 則采用數據流編程方式，程序框圖中節點之間的數據流向決定了VI及函數的執行順序。VI指虛擬儀器，是 LabVIEW 的程序模塊。

　　LabVIEW提供很多外觀與傳統儀器（如示波器、萬用表）類似的控件，可用來方便地創建用戶界面。用戶界面在 LabVIEW 中被稱為前面板。使用圖標和連線，可以通過編程對前面板上的對象進行控制。這就是圖形化源代碼，又稱G代碼。LabVIEW 的圖形化源代碼在某種程度上類似于流程圖，因此又被稱作程序框圖代碼。

　　labview可以干什么

　?。ㄒ唬?a href="http://m.xsypw.cn/soft/data/50-103/" target="_blank">測試測量

　　LABVIEW最初就是為測試測量而設計的，因而測試測量也就是現在LABVIEW最廣泛的應用領域。經過多年的發展，LABVIEW在測試測量領域獲得了廣泛的承認。至今，大多數主流的測試儀器、數據采集設備都擁有專門的LabVIEW驅動程序，使用LabVIEW可以非常便捷的控制這些硬件設備。同時，用戶也可以十分方便地找到各種適用于測試測量領域的LabVIEW工具包。這些工具包幾乎覆蓋了用戶所需的所有功能，用戶在這些工具包的基礎上再開發程序就容易多了。有時甚至于只需簡單地調用幾個工具包中的函數，就可以組成一個完整的測試測量應用程序。

　　例如，在工程測試信號的分析中， 相關分析是一個非常重要的概念， 通過引入虛擬儀器，解決了傳統分析手段不直觀、效率低的弊端。

　　1.相關分析的基本概念 對于確定性的信號來說， 兩個變量之間可用函數關系來描述，兩者一一對應并為確定的數值。兩個隨機變量之間就不具有這樣確定的關系， 但如果這兩個變量之間具有某種內涵的物理聯系， 那么大量統計發現它們之間還是存在著某種雖不精確但卻具有相應的。表征其特性的近似關系。所謂“相關”是指變量之間的線性關系。我們可以根據需要分析兩個信號或同一信號在不同時刻的相似性。

　　自相關函數的定義和性質信號x（t）的自相關函數描述信號在一個時刻的取值和另一個時刻取值之間的相似關系，可定義為：

　　互相關函數有以下性質：

　?。?） 互相關函數的峰值不一定在 ！ =0 處， 峰值點偏離原點的距離表示兩信號取得最大相關程度的時移！。

　?。?）Rxy（?。?Ryx（-?。?， 互相關函數是一非奇非偶函數， 但當 x（?。┖?y（?。┤≈祷Q時， 則互相關函數的圖形以縱坐標成鏡像對稱。

　?。?） 周期信號的互相關函數也是同頻率的周期信號， 而且還保留了原信號的相位差信息。 2.基于 LabView 的相關函數分析相關函數分析的前面板設計包含了用戶控制、時域波形顯示及相關分析輸出三部分 （見圖 1） 用戶控制部分包含兩個信號類型控件、五個數字控件和一個 STOP 控件。信號類型控件控制兩個信號通道產生的不同信號 ， 包括 sine、cosine、triangle、square、saw- tooth、increasing ramp、decreasing ramp 七種常見信號： 五個數字控件中， 信號頻率數字控件用來控制兩個虛擬信號發生儀所生成信號的頻率， 另外四個數字控件用來分別進行兩個信號的幅值和相位參數設置。用戶可以根據需要選擇鍵入所要分析的信號。

　　（二）控制

　　控制與測試是兩個相關度非常高的領域，從測試領域起家的LabVIEW自然而然地首先拓展至控制領域。LabVIEW擁有專門用于控制領域的模塊----LabVIEWDSC。除此之外，工業控制領域常用的設備、數據線等通常也都帶有相應的LabVIEW驅動程序。使用LabVIEW可以非常方便的編制各種控制程序。

　　例如，在計算機控制中的應用。

　　1 試驗裝置功能介紹

　　本試驗裝置應具備功能如下：可以開展計算機輸入輸出技術的試驗;可以進行試驗法確定控制對象數學模型的試驗;可以開展數據處理試驗;可以進行控制算法試驗。可以開展綜合控制試驗。

　　2 試驗裝置系統主要硬件組成

　　實驗系統由信號發生器、溫控爐、試驗接線印刷板、數據采集卡、計算機等組成如圖1所示。

　　3系統所需電源

　　系統中溫控爐、試驗印刷板所需直流電源由信號發生器供給。試驗系統中所需直流電源范圍為±12 V，±10V， ±5V.其中±12及±5V為溫控爐測量轉換電路所需電源;±10V提供給數據采集卡作A/D轉換試驗使用;溫控爐加熱所需220V電源直接由試驗臺供給。

　　4溫控爐控制原理及電路實現

　　溫控爐主控電路如圖2所示。在加溫前，先有計算機鍵盤或鼠標通過虛擬儀器輸入溫度給定值，上電后溫控爐內的檢測元件檢測到實時溫度后經試驗板、數據采集卡作D/A變換，然后送到計算機進行數據處理。處理完畢后將處理好的控制信號經數據采集卡送到印刷接線板，由印刷接線板送出到溫控爐的控制線路板上CONTROL INPUT端子，通過此信號改變加熱元件功率，達到控溫目的。

　　溫度信號的檢測電路轉換電路如圖3所示。溫度信號檢測采用熱敏電阻作測量元件，實時溫度經過圖2所示轉換放大電路將溫度信號變為-10V——+10V的電壓信號，通過實驗板進入數據采集卡作A/D轉換后，送入計算機作數據處理。圖2中，W1為調零電位器。

　　5 PCL-818數據采集卡

　　本系統采用了研華科技的PCL—818-B數據采集卡。 PCL-818 是一系列高性能、多功能 DAS 卡，能夠提供五種最常用的測量和控制功能：100KHZ的12 位A/D 轉換、D/A 轉換、數字量輸入、數字量輸出和可編程計數器/定時器， 具有較強的數據采集、A/D轉換、D/A轉換、數字量輸入輸出、自動檢測設定的通道和定時/計數等功能， 還帶 DMA 的自動通道/增益掃描，具有較高的性價比。支持單端方式下16 個數字量輸入和 16 個數字量輸出，差分方式下8個數字量輸入和8個數字量輸出。軟件支持包括 VisiDAQ 3.1TM、ActiveDAQ、LabVIEWTM 和Windows 3.1/95/NT 高速 DLL 驅動程序。

　　6系統軟件設計

　　本系統軟件設計采用虛擬儀器（Virtual Instruments， VI）技術，VI是由用戶利用一些基本硬件及軟件編程技術組成的各種各樣的儀器系統，它的功能是可由用戶自己定義的。在VI的技術的支持下，用戶可以隨心所欲地根據自己的意愿，設計自己的儀器系統。它集成測量計、記錄、信號分析、控制等功能于一體，在同一基本硬件上配置不同的軟件而實現。

　　本系統的開發環境是美國國家儀器公司（NationalInstruments，NI）推出的虛擬儀器應用軟件開發平臺LabVIEW7.0， LabVIEW是一個基于圖形化編程語言（G語言）的虛擬儀器開發環境，它提供了一種全新的編程方法，利用LabVIEW，可以通過交互式的圖形化前面板來設計控制系統，例如：可以對幾千種硬件設備（GPIB、VXI、PXI、RS—232、RS—485、PLC、插入式數據采集卡等）進行數據采集;可以通過網絡、交互應用通訊和結構化查詢語言（SQL）等方式與其他數據源相聯;可以利用其功能強大的數據分析程序對原始數據進行分析，得到有意義的結果并加以顯示輸出。

　　7儀器驅動程序

　　儀器驅動程序主要用來初始化虛擬儀器， 并設置特定的參數和工作方式， 使虛擬儀器保持正常的工作狀態。研華科技的PCL-818系列數據采集卡提供了LabVIEW的軟件支持，所以，按照提示就可以完成該卡的驅動程序安裝。各主要選項選擇如下：

　　Board Type：PCL-818L A/D Channels Configuration：8 Differential

　　8應用程序

　　應用程序主要對輸入計算機的數據進行分析和處理，定義虛擬儀器的功能。應用程序包括數據的采集和存儲、波形的顯示和回放、數據的處理。

　　數據采集模塊采用了Function模板/All Functions子模板/Data Acquisition子模板中的節點來控制數據采集卡進行數據采集。在設計時要求系統能對多通道進行數據連續采集，所以必須有通道選擇控制。LabVIEW中的Measurement&Automation Explorer軟件以瀏覽器的形式來配置采集設備及其通道。在使用相關功能時，可以配置設備的虛擬通道，在LabVIEW中進行編程時，直接指定這些虛擬通道的名稱，就可以控制這些通道完成數據采集。在數據采集程序中，主要控制數據采集的通道、采樣點數及掃描頻率等各種參數。系統信號的采樣點數及掃描頻率用戶可以根據不同信號的要求手動在前板上設置。

　　在試驗系統開發中，要求對采集數據的進行顯示、處理， 還要進行保存，實現離線的數據分析。本系統采用的是電子表格文件（Spreadsheet Text File）來存儲信號波形。該系統還能把任意一種試驗數據備份到指定的位置。在已知備份文件的目錄的前提條件下，可以通過數據模擬再現的功能把以前的數據調出來進行研究、分析。

　　為了配合教學，在軟件系統設計時還應用了LabVIEW中分析信號和系統的環境。例如經典控制理論中的PID算法、信號分析的曲線擬合、傅立葉變換、數字濾波等功能;熱敏電阻的非線性溫度特性的曲線擬合等等。此外，也可利用其信號發生器生成了典型測試信號，如脈沖、階躍、正弦等，對系統性能進行仿真分析。其G語言框圖程序如圖4所示。

　　9前面板程序

　　前面板程序與真實的物理儀器面板相似，用來提供虛擬儀器與用戶的接口，用戶可以通過鍵盤和鼠標對虛擬儀器面板上的開關，按鈕等進行各種操作。本系統中加熱爐恒溫控制系統前面板如圖5所示。

　　在前面板上，可以設置模擬通道、數據輸出通道;設定控制參數如給定值、P、I、D參數值;可以利用按鈕對系統的啟動、停止進行控制;可以顯示實時溫度曲線、歷史溫度曲線。

　　此外，還有如下等領域也有很多應用。

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