虚拟仪器与LabVIEW

　　说起LabVIEW大多数人在接触编程软件时都离不开虚拟仪器。在这里，我们来看看什么是虚拟仪器，什么是虚拟仪器。LabVIEW，他们之间的关系是什么，下面简单说明一下，以便记录和理解。

　　1.什么是虚拟仪器

　　“虚拟仪器”从字面上看，它是一种相对于传统仪器而被称为虚拟的测量仪器。我们知道传统的电子测量仪器，如示波器.频谱仪.信号源等家生产的信号源，具有特定的功能和仪器外观，如典型的数字示波器仪表外观如下图所示：

　　至于虚拟仪器，它具有传统仪器的功能，但其组成部分或组成不同于传统仪器。例如，对于上图中的数字示波器，虚拟示波器的外观可能如下图所示：

　　它与传统仪器的主要区别在于，虚拟仪器的硬件部分由基本的测试硬件模块(如AD由采集模块)和计算机组成，通过某种总线形式的有机组合形成一个基本的硬件平台，然后在计算机屏幕上显示虚拟仪器面板。除了虚拟面板上的数据结果的波形图外，还提供了开关按钮等各种控制器来操作仪器。此外，仪器的内部功能也是通过计算机上的软件编程来实现的。

　　所以，说到这里，虚拟仪器的概念也就出来了，主要包括以下三个要素：

　　硬件部分：虚拟仪器的基础，由计算机和特定的硬件测试模块组成：

　　软件部分：利用计算机强大的计算处理能力来定义仪器的具体功能；

　　面板部分：虚拟面板显示在电脑屏幕上，包括波形图的显示和各种按钮的操作。

　　我们知道，从内部功能的角度来看，电子测量仪器可以分为三个部分：收集和生成部分.分析处理部分.显示和输出部分。所以从这个角度来看，虚拟仪器与传统仪器的区别也很容易理解，即：

　　传统仪器：三部分由硬件完成；

　　虚拟仪器：只有收集和生产的部分是由硬件完成的，而其他两部分都是由软件完成的。

　　综上所述，虚拟仪器以软件为核心，利用计算机强大的数据处理能力，处理传统仪器中硬件电子线路实现的信号.通过计算机软件实现结果显示和仪器控制，用户可以通过虚拟面板操作计算机实现测试仪器的操作。

　　与传统仪器相比，虚拟仪器有什么好处？以下是一些明显的优势，成本低.开发周期短.使用最新的软件和计算机技术.功能灵活灵活可以自定义.美丽的人机交互界面等。虚拟仪器技术的应用简化了现代电子测量仪器的硬件设计，不仅降低了测试系统的成本，而且使测试系统更加高效和灵活。

　　2.何谓LabVIEW

　　什么是虚拟仪器？LabVIEW又是什么？LabVIEW是美国NI（NationalInstrument）一种用于虚拟仪器软件开发的编程语言，其全称是公司的全称LaboratoryVirtualInstrumentEngineeringWorkbench实验室虚拟仪器工程平台的缩写。

　　目前主流的编程语言有很多种，比如C/C++语言.C#语言.Basic语言.Matlab.Python语言等等，那我们为什么要选择呢？LabVIEW开发语言作为虚拟仪器软件的首选？

　　在回答这个问题之前，让我们考虑一下，当您开发虚拟仪器软件时，您选择的编程语言必须具备哪些功能，以便于我们开发或提高开发效率？让我们来谈谈：

　　首先，必须有各种现成的仪器控制，如各种开关和关闭.旋钮.指示灯.这些常见的仪器控件，如图表显示，代表真实仪器的外观；

　　第二，必须有一个现成的各种信号分析和处理数据库。收集数据后，应进行各种处理，如FFT变换.滤波等处理；

　　第三，虚拟仪器软件要处理硬件测试模块，一定要有各种硬件驱动程序库，便于控制硬件；

　　第四，必须具有开放性，能够与其他编程语言编写的功能模块进行交互；

　　第五，要有灵活的调试方法，编程效率要高。

　　针对以上五个方面，LabVIEW能完美满足上述条件。LabVIEW它是一种由数据流驱动的图形编程语言。它创建应用程序而不是文本编程语言。它的源程序完全是图形框图，而不是文本代码。它使复杂性.繁琐.耗时的语言编程可以简化为图形编程，通过使用线条连接不同的图形功能模块LabVIEW编写软件的过程实际上已经成为一个程序流程框图的过程，结合它提供的各种控件.信号分析处理函数库可以大大提高我们的编程效率。一个典型的框图程序代码如下图所示：

　　想一想，如果用的话C++语言开发虚拟仪器软件只是软件界面的一部分。例如，各种仪器显示控件就足够麻烦了。此外，各种信号处理算法.由于缺乏各种仪器的总线驱动，我不知道什么时候写一个简单的波形采集程序，如果你使用它LabVIEW要开发软件，那可能是半天的时间。

　　当然，对于虚拟仪器软件开发的编程语言选择，也有编程语言的选择Agilent公司的图形语言VEE，然而，使用这种语言的人相对较少，在各种支持方面也相对较少LabVIEW也有一定的差距。NI该公司还提供了一个集成在C语言中的编程环境LabWindows/CVI，它为C语言开发人员提供了各种控件库.函数库等功能，但前提是你必须非常熟悉C语言，入门难，用户群也不是特别多。

　　因此，最终，虚拟仪器软件开发的主流编程语言的选择自然落在了LabVIEW平台上了。

　　3.总结

　　在虚拟仪器软件开发领域，LabVIEW简单易学.图形直观的图形编程语言具有丰富的控件库，类似于传统仪器的外观(如旋钮).仪表盘.温度计.波形图等。)，可以构建一个漂亮的专业用户界面，同时提供一个庞大的内部函数库(如数据采集).分析处理.图形显示.数据存储和总线驱动控制等)，可满足各行业、各领域的发展需求。

　　此外，因为它不是一种封闭的语言，而是具有很强的外部接口能力，可以实现和实现，例如C/C++.Basic.Matlab等编程语言交换能力，现在，LabVIEW它不仅限于虚拟仪器软件的开发，而且已经发展成为一种通用.完善的.开放式高级编程语言。

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