虛擬儀器設計編著：詹惠琴等制作：計算機與信息工程學院主講：晏密英授課：16課時實驗：16課時(含8個實驗)教學參考書1．《虛擬儀器軟件開發環境LabWindows/CVI6.0編程指南》張毅剛，喬立巖等，機械工業出版社2002.82．《基于LabWindows/CVI的虛擬儀器設計》劉君華，電子工業出版社2004.1學習本書的前導知識主要是C語言的編程技術；計算機的硬件與接口技術（如串口、PCI總線等）；測試的硬件技術（如單片機）；Windows的運行機制（如程序的加載和卸載）；各種高級的數據分析和處理技術（如FFT變換）、控制技術（如各種控制理論）等。本課程構架軟件開發環境介紹；應用程序設計；基本函數庫的使用；高級函數庫（略講）；數據庫應用程序開發；高級程序設計（略講）。光盤的使用說明CVI5.0的安裝版說明；實用例程的使用及演示，如設安裝路徑在D盤，則串口的使用例程在D:\CVI\samples\rs232\serial.prj\,讀者可以直接在其開發環境下運行；參考文檔說明：打開工程文件（*.prj）的help選項或按快捷鍵F1,可以查找到有關的幫助文件。CVI的主要目錄說明：見P7.CVI---Cforvirtualinstrument;CVI是NI(Nationalinstrument)公司推出的交互式C語言開發環境；CVI將C語言與用于數據采集分析和顯示的測控專業工具有機的結合；CVI是測控領域最受歡迎的軟件開發平臺之一；應用：建立檢測系統、自動測試環境、數據采集系統、過程監控系統、虛擬儀器等。1.1CVI簡介1.2虛擬儀器概述虛擬儀器（VI）是現代計算機技術和儀器技術深層次結合的產物，是當今計算機輔助測試（CAT）領域的一項重要技術。虛擬儀器技術是計算機硬件資源、儀器與測控系統硬件資源和虛擬儀器軟件資源三者的有機結合。一.虛擬儀器的基本概念見P1頁的定義。“虛擬”二字含義：（1）虛擬儀器的硬件是通用的（P1）；(2)虛擬儀器的面板是虛擬的；如各種開關、按鈕與實際儀器上的實物有區別。(3)虛擬儀器測量功能是由軟件來實現的。（軟件就是儀器）二.虛擬儀器的構成虛擬儀器由通用儀器硬件平臺（簡稱硬件平臺）和應用軟件兩大部分構成；其中硬件平臺包括：計算機和I/O接口設備（1.3）；開發軟件也有兩大類：文本式編程語言（如VC++、VB、CVI等）和圖形化編程語言（LabView、HPVEE等）(1.4)。三.虛擬儀器的發展及特點

電子儀器發展至今，大致經歷過四代：第一代模擬儀器：如指針式萬用表；第二代分立元件儀器：由20世紀50年代出現的電子管和60年代出現的晶體管組成的電子電路儀器；第三代數字化儀器：70年代出現的以集成電路芯片為基礎的儀器，如數字電壓表等；第四代智能儀器：以微處理器為核心的智能式儀表，既能進行自動測試，又能進行一定的數據處理，可取代部分腦力勞動。其缺點是其功能全部是以硬件（或固化軟件）的形式存在，無論是開發還是應用，都缺乏靈活性；目前，隨著微電子技術和計算機技術的飛速發展，測試技術與計算機的深層次結合引起了測試儀器領域里一場新的革命一種全新的儀器結構概念導致了新一代儀器---虛擬儀器的出現。國際上從1988年開始陸續有虛擬儀器產品面市，當時有5家制造商推出了30種產品。此后，虛擬儀器產品成倍增加。四.虛擬儀器的發展方向網絡化虛擬儀器：可在任何時刻、任何地點都能獲取測量數據信息。實例一：數據采集系統

—含RS-232接口的I/O卡的測試環境系統的總體功能設計；系統的底層硬件設計(見下圖）；系統的界面功能設計；演示如下兩個功能界面窗體：單片機多路I/O口PCA/DD/A定時控制實例二蓄電池容量測試儀

系統的構成：硬件平臺、計算機的I/O接口、軟件（VCVI）；系統的演示。實例三凈化項目見各圖片。深一步的應用CVI與MATLAB的接口；基于一般信號分析技術的虛擬儀器設