labview与DSP串口通信研究 第7页
然用虚拟的方式在计算机屏幕上出现。这些卡插入标准的VXI机箱，再与计算机相连，就组成了一个测试系统。VXI仪器价格昂贵，目前又推出了一种较为便宜的PXI标准仪器。
虚拟仪器研究的另一个问题是各种标准仪器的互连及与计算机的连接。目前使用较多的是IEEE 488或串口协议。未来的仪器也应当是网络化的。
3.1.2 虚拟仪器的优点
我们知道，任何仪器都基本上分三部分组成，即数据通信与控制、数据处理与分析、数据的显示。传统仪器是将这三部分放在一个仪表机箱内，而虚拟仪器则是一种功能意义上的仪器，是具有仪器功能的软硬件组合，它并不强调物理上的实现形式。虚拟仪器相对传统仪器的优势是显而易见的，概括起来有以下几个方面：
（1） 传统仪器功能由仪器厂商定义；虚拟仪器功能由用户自己定义。仪器制造厂仅需提供基本的软硬件，如信号调节器、信号转换器等硬件和仪器应用软件生成环境等软件，真正需要什么样的仪器功能则是用户自己的事情。
（2） 传统仪器与其它仪器设备的连接受限制；而虚拟仪器则是面向应用的系统结构，可方便地与网络、外设及其它应用连接。
（3） 传统仪器图形界面小，人工读数，信息量少；虚拟仪器则展现图形界面，计算机直接读数、分析处理。
（4） 硬件是传统仪器的关键部分；而虚拟仪器中硬件仅是为了解决信号的输入输出，软件才是整个仪器的关键部分，其测试功能均由软件来实现。
（5） 传统仪器系统封闭，功能固定；虚拟仪器则是基于计算机技术的开放灵活的功能模块，可构成多种仪器。
（6） 传统仪器扩展性差，数据无法编辑；虚拟仪器数据可编辑、存储、打印。
（7） 信号每经过一次硬件处理都会引起误差；由于虚拟仪器减少了硬件的使用，因而减少了测量误差。
（8） 传统仪器价格高，技术更新慢（周期为5～10 a），开发和文护费用亦高；虚拟仪器价格低（是传统仪器的五至十分之一），而且可重复利用，技术更新也快（周期为1～2 a），基于软件的体系结构大大节省了开发和文护费用。
虚拟仪器在国际上早已进入实用阶段，在我国虽刚起步，但发展迅速，已在电子测量、物理探伤、电子工程、振动分析、声学分析、物矿勘探、故障分析及教学科研等方面的数据通信和分析中广泛应用。
3.1.3虚拟仪器的应用范围
虚拟仪器如个已经被广泛的应用的社会的各行各业.,具体如下:
表（1-1）虚拟仪器的应用范围
3.2 LabVIEW
3.2.1 LabVIEW 简介
LabVIEW（Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench，简称LabVIEW）是美国国家仪器（NI）公司开发的一种基于图形程序的虚拟仪表编程语言，它广泛地被工业界、学术界和研究实验室所接受，视为一个标准的数据通信和仪器控制软件。LabVIEW使用图标代码来代替编程语言创建应用程序。在基于文本的编程语言中，程序的执行依赖于文本所描述的指令，而LabVIEW使用数据流编程方法来描述程序的执行。LabVIEW用图形语言(G语言)、图标和连线代替文本形式编写程序。为了便于程序调试，LabVIEW还带有传统的程序开发调试工具，例如可以设置断点，可以单步执行，也可以激活程序的执行过程，以动画的方式查看数据在程序中的流动。
像VB、VC等高级语言一样，LabVIEW也是一种带有扩展库函数的通用程序开发系统，集成了与满足串口、VXI、RS-232和RS-485协议的硬件及数据通信卡通讯的全部功能。它还内置了便于应用TCP/IP、ActiveX等软件标准的库函数。这是一个功能强大且灵活的软件。利用它可以方便地建立自己的虚拟仪器，其图形化的界面使得编程及使用过程都生动有趣。
利用LabVIEW，可产生独立运行的可执行文件，它是一个真正的32位编译器。像许多重要的软件一样，LabVIEW提供了Windows、UNIX、Linux、Macintosh的多种版本。
总之，LabVIEW是建立在易于使用的图形数据流编程语言G语言上。G语言大大简化了科学计算、过程监控和测试软件的开发，并可以在更广泛的范围内得以应用。
3.2.2 LabVIEW设计过程
LabVIEW程序称为虚拟仪器程序，简称VI。一个完整的VI包括三个部分：前面板、框图程序和图标连接口，因此一个VI程序的设计主要包括前面板的设计、框图程序的设计以及程序的调试。
（1）首先创建前面板：因为用户使用虚拟仪器时所观察到的就是前面板，并在前面板中执行对仪器的操作，所以应根据实际中的仪器面板以及该虚拟仪器所要实现的功能来设计前面板。前面板主要有输入控制器和输出指示器组成。利用控制摸板来添加输入控制器和输出指示器（添加后会在框图程序窗口中出现对应的控制器或指示器的端口图标）。使用控制器可以输入数据到程序中，而指示器则可以用来显示程序产生的数值。控制器和显示器部件有许多种类，可以从控制摸板的各个子摸板中选取。
（2）框图程序的设计：框图程序相当于源代码，只有在创建了框图程序以后该程序才能真正运行。所以在设计好前面板以后，就要根据各个框图之间的关系以及对数据的处理方法等设计框图程序。对框图程序的设计主要是对节点、数据端口和连线的设计。其中节点是VI程序运行的要素，即一个执行单位，可以把它理解为程序的一条语句，它包括四中类型：函数、VI子程序、结构和代码接口。
（3）程序的调试：当前面板和程序框图设计好以后，程序执行过程中可能会遇到很多方面的错误，因此要对程序进行调试。首先查找错误，如果一个VI程序不能执行，运行按钮将会显示为一个打断的箭头，点击该运行按钮则会列出错误清单，双击列表中的错误项，则出错的对象或窗口就会高亮显示。
程序的调试方法主要有：①设置执行程序为高亮方式：在执行前点击高梁按钮，则运行过程中正在执行的节点会一高亮形式显示。这种执行方式一般用于单步模式，来跟踪框图中的数据流传输情况。②单步执行：如果要使框图程序一个节点一个节点的执行，则按下单步按钮从而进入单步执行模式。这样下一个将要执行的节点就会闪烁，指示它将被执行，再次点击单步按钮，程序将会变成连续执行方式。③探针：从Tools工具摸板中选择探针工具，将探针置于某连线上，可以用来查看运行过程中数据流在该连线时的数据。④断点：使用断点工具可以在程序的某一个地方终止程序执行，用探针或者单步方式查看数据。在实际运用中对于程序中出现的具体问题应选用适当的调试技巧。
3.2.3 LabVIEW的调用
LabVIEW环境下开发的程序称为虚拟仪器，因为它的外型与操作方式可以模拟实际的仪器。所有的LabVIEW应用程序（即VI）包含三个部分。运行LabVIEW程序，就可以看见它的三个部分：前面板（front panel）、框图（block diagram）以及图标/连结器(icon/connector)，但第三部分可以隐藏。
LabVIEW虽有接口卡的驱动和管理程序，但主要是针对NI公司自己生产的卡。对于普通的I/O卡，还不能直接被LabVIEW所应用，必须采取其他方法。其中可以用LabVIEW的PortIn和PortOut功能，但此法应用简单，无法实现较复杂的接口功能。而采用动态链接库，可以根据具体需要编写适当的程序，灵活利用LabVIEW的各项功能。用户可以自己编写DLLs实现LabVIEW
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