虛擬儀器開(kāi)發(fā)平臺(tái)LabVIEW

1、虛擬儀器開(kāi)發(fā)平臺(tái)LabVIEW第第4 4章章虛擬儀器虛擬儀器軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)LabVIEW 教學(xué)內(nèi)容LabVIEW概述概述 LabVIEW8.2編程環(huán)境編程環(huán)境創(chuàng)建虛擬儀器創(chuàng)建虛擬儀器4.1 LabVIEW概述n構(gòu)造一個(gè)虛擬儀器系統(tǒng)，基本硬件確定以后，構(gòu)造一個(gè)虛擬儀器系統(tǒng)，基本硬件確定以后，就可以通過(guò)不同的軟件實(shí)現(xiàn)不同的功能，軟就可以通過(guò)不同的軟件實(shí)現(xiàn)不同的功能，軟件是虛擬儀器系統(tǒng)的關(guān)鍵。件是虛擬儀器系統(tǒng)的關(guān)鍵。n目前流行的虛擬儀器軟件開(kāi)發(fā)工具有兩類(lèi)：目前流行的虛擬儀器軟件開(kāi)發(fā)工具有兩類(lèi)： 1)文本式編程語(yǔ)言有文本式編程語(yǔ)言有C、C+、VB、VC、Labwindows/CVI等；等；

2、2 ) 圖 形 化 編 程 語(yǔ) 言 有圖 形 化 編 程 語(yǔ) 言 有 L a b V I E W 、AgilentVEE等。等。4.1.1 LabVIEW的含義nLabVIEW (Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench， 實(shí)驗(yàn)室虛擬儀器工實(shí)驗(yàn)室虛擬儀器工程平臺(tái)程平臺(tái) ) 是美國(guó)是美國(guó) NI 公司推出的一種基于公司推出的一種基于G 語(yǔ)言語(yǔ)言(Graphics Language，圖形化編，圖形化編程語(yǔ)言程語(yǔ)言) 的虛擬儀器軟件開(kāi)發(fā)工具；的虛擬儀器軟件開(kāi)發(fā)工具；n目的：簡(jiǎn)化程序的開(kāi)發(fā)工作，使用戶能快目的：簡(jiǎn)化程序的開(kāi)發(fā)工作，使用戶能快

3、速、簡(jiǎn)便地完成自己的工作。速、簡(jiǎn)便地完成自己的工作。 4.1.2 LabVIEW的特點(diǎn)（1）編程簡(jiǎn)單，不需要記憶編程語(yǔ)言；）編程簡(jiǎn)單，不需要記憶編程語(yǔ)言；（2）開(kāi)發(fā)周期短；）開(kāi)發(fā)周期短；（3）高效性，這主要是以軟件做保證；）高效性，這主要是以軟件做保證；（4）開(kāi)放性，可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行更新擴(kuò)展，）開(kāi)放性，可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行更新擴(kuò)展，發(fā)展迅速；發(fā)展迅速；（5）自定義性，工程師們可以在非常廣泛的）自定義性，工程師們可以在非常廣泛的測(cè)量和控制應(yīng)用中自定義芯片級(jí)硬件功能；測(cè)量和控制應(yīng)用中自定義芯片級(jí)硬件功能；（6）性價(jià)比高，能一機(jī)多用。）性價(jià)比高，能一機(jī)多用。4.1.3 LabVIEW8.2n2006

4、年年8月，美國(guó)國(guó)家儀器有限公司正式推月，美國(guó)國(guó)家儀器有限公司正式推出出LabVIEW 8.20版本。版本。這是專(zhuān)用于控制、這是專(zhuān)用于控制、測(cè)試和嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的測(cè)試和嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的LabVIEW圖形化圖形化系統(tǒng)設(shè)計(jì)平臺(tái)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)平臺(tái)的20周年紀(jì)念版。周年紀(jì)念版。 2006年年10月，月，NI首次推出簡(jiǎn)體中文版首次推出簡(jiǎn)體中文版LabVIEW 8.2。簡(jiǎn)體中文版的。簡(jiǎn)體中文版的LabVIEW發(fā)發(fā)布極大地降低中國(guó)工程師使用這一工具的門(mén)布極大地降低中國(guó)工程師使用這一工具的門(mén)檻，為他們帶來(lái)更高的效率。檻，為他們帶來(lái)更高的效率。4.2 LabVIEW8.2編程環(huán)境nLabVIEW8.2程序開(kāi)發(fā)環(huán)境采用

5、圖形化的編程序開(kāi)發(fā)環(huán)境采用圖形化的編程方式，無(wú)需編寫(xiě)任何代碼，它不僅包含有程方式，無(wú)需編寫(xiě)任何代碼，它不僅包含有豐富的數(shù)據(jù)采集、分析及存儲(chǔ)的庫(kù)函數(shù)，還豐富的數(shù)據(jù)采集、分析及存儲(chǔ)的庫(kù)函數(shù)，還提供了提供了PCI，GPIB，PXI，VXI，RS-232，USB等通訊總線標(biāo)準(zhǔn)的功能函數(shù)，可以驅(qū)動(dòng)等通訊總線標(biāo)準(zhǔn)的功能函數(shù)，可以驅(qū)動(dòng)不同總線接口的設(shè)備和儀器。不同總線接口的設(shè)備和儀器。nLabVIEW8.2具有強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)功能，支持常具有強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)功能，支持常用的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，可以方便地設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)網(wǎng)絡(luò)測(cè)用的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，可以方便地設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)網(wǎng)絡(luò)測(cè)控儀器，并有多種程序調(diào)試手段，如斷點(diǎn)設(shè)控儀器，并有多種程序調(diào)試手段，如斷點(diǎn)設(shè)

6、置、單步調(diào)試等。置、單步調(diào)試等。 4.2.1 LabVIEW8.2的基本開(kāi)發(fā)平臺(tái)n使用使用LabVIEWLabVIEW開(kāi)發(fā)平臺(tái)編制的程序稱(chēng)為虛開(kāi)發(fā)平臺(tái)編制的程序稱(chēng)為虛擬儀器，簡(jiǎn)稱(chēng)擬儀器，簡(jiǎn)稱(chēng)VIVI。VIVI由以下由以下3 3部分構(gòu)成：部分構(gòu)成： 前面板：前面板： 即用戶界面；即用戶界面； 程序框圖：包含用于定義程序框圖：包含用于定義VIVI功能的圖形化功能的圖形化源代碼；源代碼； 圖標(biāo)和連線板：用以識(shí)別圖標(biāo)和連線板：用以識(shí)別VIVI的接口，以便的接口，以便在創(chuàng)建在創(chuàng)建VIVI時(shí)調(diào)用另一個(gè)時(shí)調(diào)用另一個(gè)VIVI。當(dāng)一個(gè)。當(dāng)一個(gè)VIVI應(yīng)用應(yīng)用 在其他在其他VIVI中，則稱(chēng)為子中，則稱(chēng)為子VIVI

7、。子。子VIVI相當(dāng)相當(dāng) 于文本編程語(yǔ)言中的子程序。于文本編程語(yǔ)言中的子程序。1.前面板 n前面板是前面板是VIVI的用戶界面。創(chuàng)建的用戶界面。創(chuàng)建VIVI時(shí)，通常應(yīng)時(shí)，通常應(yīng)先設(shè)計(jì)前面板，然后設(shè)計(jì)程序框圖執(zhí)行在前先設(shè)計(jì)前面板，然后設(shè)計(jì)程序框圖執(zhí)行在前面板上創(chuàng)建的輸入、輸出任務(wù)。面板上創(chuàng)建的輸入、輸出任務(wù)。2. 程序框圖n程序框圖是圖形化源代碼的集合，圖形程序框圖是圖形化源代碼的集合，圖形化源代碼又稱(chēng)化源代碼又稱(chēng)G G代碼或程序框圖代碼。代碼或程序框圖代碼。程序框圖由接線程序框圖由接線端、節(jié)點(diǎn)、連線端、節(jié)點(diǎn)、連線和結(jié)構(gòu)等構(gòu)成。和結(jié)構(gòu)等構(gòu)成。程序框圖對(duì)象n程序框圖由接線端、節(jié)點(diǎn)、連線和結(jié)構(gòu)等構(gòu)程

8、序框圖由接線端、節(jié)點(diǎn)、連線和結(jié)構(gòu)等構(gòu)成成: :n接線端：是程序框圖中傳遞數(shù)據(jù)的起點(diǎn)和終點(diǎn)。接線端：是程序框圖中傳遞數(shù)據(jù)的起點(diǎn)和終點(diǎn)?？丶泳€端用來(lái)為前面板上的對(duì)象與程序框圖傳控件接線端用來(lái)為前面板上的對(duì)象與程序框圖傳遞數(shù)據(jù)。遞數(shù)據(jù)。n節(jié)點(diǎn)：是實(shí)現(xiàn)程序功能的基本單元，具有輸入、節(jié)點(diǎn)：是實(shí)現(xiàn)程序功能的基本單元，具有輸入、輸出端，在輸出端，在VIVI運(yùn)行時(shí)完成一定的操作。運(yùn)行時(shí)完成一定的操作。 n連線：是程序框圖中各個(gè)對(duì)象之間傳遞數(shù)據(jù)的通連線：是程序框圖中各個(gè)對(duì)象之間傳遞數(shù)據(jù)的通道。道。n結(jié)構(gòu)：是文本編程語(yǔ)言中的循環(huán)和條件語(yǔ)句的圖結(jié)構(gòu)：是文本編程語(yǔ)言中的循環(huán)和條件語(yǔ)句的圖形化表示。形化表示。 3.

9、圖標(biāo)和連線板n創(chuàng)建創(chuàng)建VIVI的前面板和程序框圖后，可創(chuàng)建圖標(biāo)的前面板和程序框圖后，可創(chuàng)建圖標(biāo)和連線板，以便將該和連線板，以便將該VIVI作為子作為子VIVI調(diào)用。調(diào)用。 n圖標(biāo)和連線板圖形：圖標(biāo)和連線板圖形：圖標(biāo)是圖標(biāo)是VIVI的圖形化表的圖形化表示，可包含文字、圖示，可包含文字、圖形或圖文組合。形或圖文組合。 連線板用于顯示連線板用于顯示VIVI中所有輸入控件中所有輸入控件和顯示控件的接線端，類(lèi)似于文本和顯示控件的接線端，類(lèi)似于文本編程語(yǔ)言中調(diào)用函數(shù)時(shí)使用的參數(shù)編程語(yǔ)言中調(diào)用函數(shù)時(shí)使用的參數(shù)列表。列表。 4.2.2 LabVIEW8.2的操作選板nLabVIEW8.2包含包含3 3個(gè)操作選

10、板個(gè)操作選板 : 工具選板工具選板 控件選板控件選板 函數(shù)選板函數(shù)選板 1. 工具選板2. 控件選板控件選板包括控件選板包括創(chuàng)建前面板所創(chuàng)建前面板所需的輸入控件需的輸入控件和顯示控件。和顯示控件。經(jīng)典控經(jīng)典控件子選件子選板板3. 函數(shù)選板函數(shù)選板中函數(shù)選板中包含創(chuàng)建程包含創(chuàng)建程序框圖所需序框圖所需的的VIVI和函數(shù)。和函數(shù)。編程子選編程子選板的圖標(biāo)、板的圖標(biāo)、名稱(chēng)及功名稱(chēng)及功能能 4.2.3 LabVIEW8.2的菜單和工具欄 LabVIEW8.2菜單菜單LabVIEW8.2的工具欄的工具欄 中止執(zhí)行 文本設(shè)置 對(duì)齊對(duì)象 分布對(duì)象 顯示即時(shí)幫助窗口 單步步入 單步步過(guò) 單步步出 4.2.4 L

11、abVIEW8.2中的數(shù)據(jù)類(lèi)型n支持的數(shù)據(jù)類(lèi)型有：支持的數(shù)據(jù)類(lèi)型有： 數(shù)值型數(shù)值型 布爾型布爾型 數(shù)組型數(shù)組型 字符串型字符串型 波形數(shù)據(jù)類(lèi)型波形數(shù)據(jù)類(lèi)型 簇簇 路徑路徑 4.3 創(chuàng)建虛擬儀器1.1.創(chuàng)建一個(gè)虛擬儀器的一般步驟創(chuàng)建一個(gè)虛擬儀器的一般步驟 （1）前面板設(shè)計(jì)）前面板設(shè)計(jì) （2）程序框圖）程序框圖 （3）數(shù)據(jù)流編程）數(shù)據(jù)流編程 （4）功能檢驗(yàn)）功能檢驗(yàn) （5）保存文件）保存文件 創(chuàng)建一個(gè)虛擬儀器兩數(shù)相加與兩數(shù)相減兩數(shù)相加與兩數(shù)相減VIVI2.2.調(diào)試虛擬儀器調(diào)試虛擬儀器 n虛擬儀器的一般調(diào)試步驟虛擬儀器的一般調(diào)試步驟 （1）運(yùn)行）運(yùn)行VI （2）清除語(yǔ)法錯(cuò)誤）清除語(yǔ)法錯(cuò)誤 （3）高亮顯示執(zhí)行過(guò)程）高亮顯示執(zhí)行過(guò)程 （4）單步執(zhí)行）單步執(zhí)行 （5）探針工具）探針工具 （6）斷點(diǎn)）斷點(diǎn) 3. 創(chuàng)建和調(diào)用子VIn構(gòu)造一個(gè)子構(gòu)造一個(gè)子VI的主要工作就是需先為子的主要工作就是需先為子VI創(chuàng)創(chuàng)建連線板和圖標(biāo)建連線板和圖標(biāo) 調(diào)用子VI示例 n前面板前面板 框圖程序框圖程序 4. 虛擬儀器創(chuàng)建舉例虛擬溫度計(jì)n測(cè)溫范圍：測(cè)溫范圍：