一章labview簡(jiǎn)介模板創(chuàng)建VI

第一章虛擬儀器及l(fā)abview基礎(chǔ)1.1虛擬儀器概述1.2labview簡(jiǎn)介1.3啟動(dòng)labview1.4labview程序的基本構(gòu)成1.5labview的模板1.6labview中的基本數(shù)據(jù)類型及操作1.7創(chuàng)建一個(gè)VI傳統(tǒng)儀器虛擬儀器待測(cè)模擬信號(hào)信號(hào)處理前置預(yù)處理數(shù)據(jù)顯示信號(hào)輸入硬件電子系統(tǒng)A/D轉(zhuǎn)換數(shù)字信號(hào)處理數(shù)據(jù)顯示信號(hào)產(chǎn)生信號(hào)輸出手動(dòng)/模擬信號(hào)控制待測(cè)模擬信號(hào)輸出模擬信號(hào)D/A轉(zhuǎn)換計(jì)算機(jī)數(shù)字信號(hào)控制數(shù)字信號(hào)產(chǎn)生輸出模擬信號(hào)ClassicalInstrumentVirtualInstrument(VI)計(jì)算機(jī)DAQ卡 利用計(jì)算機(jī)強(qiáng)大、高效的數(shù)字信號(hào)處理和控制能力，配合高速高精度A/D、D/A轉(zhuǎn)換卡，實(shí)現(xiàn)與傳統(tǒng)專用儀器相同乃至更強(qiáng)的功能，組成虛擬儀器前置預(yù)處理對(duì)比測(cè)量顯示類儀表輸出控制類儀表1.1虛擬儀器概述比較內(nèi)容虛擬儀器傳統(tǒng)儀器系統(tǒng)構(gòu)成軟件和通用硬件。軟件是關(guān)鍵專用硬件系統(tǒng)開發(fā)周期開發(fā)時(shí)間短、技術(shù)要求低、系統(tǒng)通用性強(qiáng)開發(fā)時(shí)間長(zhǎng)、技術(shù)要求高、系統(tǒng)功能較專一開發(fā)費(fèi)用軟件使得開發(fā)和維護(hù)費(fèi)用降至最低開發(fā)與維修開銷高技術(shù)更新周期短（1~2年）長(zhǎng)（5~10年）價(jià)格價(jià)格低、可復(fù)用與可重配置性強(qiáng)價(jià)格昂貴功能可塑性用戶定義儀器功能，柔性廠商定義儀器功能，剛性系統(tǒng)開放性開放、靈活，與計(jì)算機(jī)技術(shù)同步發(fā)展封閉、固定構(gòu)成復(fù)雜系統(tǒng)能力易與網(wǎng)絡(luò)及其他周邊設(shè)備互連功能單一的獨(dú)立設(shè)備人機(jī)交互無限的顯示選項(xiàng)、界面友好有限的顯示選項(xiàng)虛擬儀器與傳統(tǒng)儀器的比較：1.1虛擬儀器概述虛擬儀器之“虛擬”含義：虛擬儀器面板；軟件實(shí)現(xiàn)儀器功能。如：基于高速數(shù)據(jù)采集硬件，通過計(jì)算機(jī)軟件編程可實(shí)現(xiàn)“虛擬示波器”、“虛擬頻譜儀”、“虛擬交流數(shù)字電壓表”、“虛擬頻率計(jì)”、“虛擬相位計(jì)”等不同儀器。“軟件定義儀器”與純軟件的”虛擬””仿真”不同

NI公司推出的LabVIEW——虛擬儀器開發(fā)平臺(tái)是一種嶄新的圖形化編程語言，其源程序完全是圖形化的框圖，而不是文本代碼。它把復(fù)雜、繁瑣、費(fèi)時(shí)的語言編程簡(jiǎn)化為利用線條把各種不同的圖形化功能模塊連接起來的圖形編程。用LabVIEW編寫程序的過程就變成一個(gè)程序流程框圖的繪制過程。編程方式界面編程舉例(1)文本運(yùn)行時(shí)才可見，文本行和圖形文本行TuroCQBASIC(2)可視化（面向?qū)ο缶幊蹋﹫D形，編程時(shí)編輯文本行VC、VB、CVI(3)圖形化編程圖形，編程時(shí)編輯流程框圖LabVIEW、VEE1.2labview簡(jiǎn)介

1.2.2LabVIEW特點(diǎn)：（1）圖形化的儀器編程環(huán)境提供顯示和控制對(duì)象，如表頭、旋鈕、圖表等。（2）內(nèi)置高效的程序編譯器編譯方式運(yùn)行32位應(yīng)用程序，內(nèi)置代碼評(píng)估器。（3）靈活的程序調(diào)試手段可設(shè)斷點(diǎn)，探針，高亮，單步。（4）支持各種數(shù)據(jù)采集與儀器通信應(yīng)用支持ISA、EISA、PCI、PCMCIA和MacintoshNuBus等各種總線。（5）功能強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理和分析函數(shù)庫包括數(shù)值函數(shù)、字符串處理函數(shù)、數(shù)據(jù)運(yùn)算函數(shù)和文件I/O函數(shù)，還包括概率與統(tǒng)計(jì)、回歸分析、線性代數(shù)、信號(hào)處理、數(shù)字濾波器、窗函數(shù)、三維圖形處理等高級(jí)分析函數(shù)。（6）支持多種系統(tǒng)平臺(tái)可在LabVIEW平臺(tái)上調(diào)用其他軟件平臺(tái)編譯的模塊。（7）開放式的開發(fā)平臺(tái)（8）網(wǎng)絡(luò)功能1.3啟動(dòng)LabVIEW1．啟動(dòng)界面LabVIEW7Express的啟動(dòng)界面單擊，會(huì)生成一個(gè)新VI，新VI包括前面板窗口、框圖程序窗口LabVIEW中開發(fā)的應(yīng)用程序稱為虛擬儀器（Virtualinstruments）程序，簡(jiǎn)稱VI。

一個(gè)基本的VI包括：前面板（frontpanel）框圖程序（blockdiagram）圖標(biāo)/連結(jié)端口(icon/connector)1.4LabVIEW程序基本構(gòu)成LabVIEW開發(fā)環(huán)境包括三個(gè)部分：前面板、框圖程序和圖標(biāo)/連接口。前面板主要用于輸入量的設(shè)置和輸出量的顯示，它模擬了真實(shí)儀表的面板，包括旋鈕、開關(guān)、按鈕、圖表、圖形。用戶使用虛擬儀器時(shí)所觀察到的就是前面板，并在前面板中執(zhí)行對(duì)儀器的操作。框圖程序用圖形編程語言編寫，可以把它理解成傳統(tǒng)程序的源代碼；通過圖標(biāo)/連接口可以在其他程序中調(diào)用VI子程序。新的VI界面前面板窗口框圖程序窗口圖標(biāo)和連接器窗口前面板：包括三類控件：控制型控件（control），包括開關(guān)、旋鈕、按鈕和其他輸入設(shè)備；指示型控件（indicator），包括圖表，圖形、LED以及其它顯示輸出對(duì)象；裝飾類控件?？驁D程序：由節(jié)點(diǎn)（node）、端口（terminal）和數(shù)據(jù)連線（wire）組成。前面板框圖程序例如：求兩個(gè)數(shù)的和與差控制型控件指示型控件

節(jié)點(diǎn)端口1．節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)是程序的執(zhí)行單元，節(jié)點(diǎn)之間由數(shù)據(jù)連線按照一定的邏輯關(guān)系互聯(lián)，定義數(shù)據(jù)流動(dòng)的方向，

LabVIEW有4種節(jié)點(diǎn)類型：函數(shù)（functions）：執(zhí)行各種數(shù)學(xué)運(yùn)算、文件輸入/輸出等基本操作。節(jié)點(diǎn)代碼不能修改。結(jié)構(gòu)控制（structures）：實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)化程序控制。代碼端口（CIN、DLL）：是與C語言程序或動(dòng)態(tài)連接庫的接口。子VI：節(jié)點(diǎn)代碼可以修改。2．端口－數(shù)據(jù)交互和傳輸?shù)亩丝冢ㄇ懊姘鍖?duì)象的端口和節(jié)點(diǎn)的端口3．?dāng)?shù)據(jù)連線定義了框圖程序中的數(shù)據(jù)流動(dòng)方向。2．窗口主菜單包括文件(File)、編輯(Edit)、操作(Operate)、工具(Tools)、瀏覽(Browse)、窗口(Windows)、幫助(Help)。

3．窗口工具欄前面板窗口工具欄如下圖。主菜單框圖程序窗口的工具欄與前面板類似，只增加了4個(gè)調(diào)試按鈕。窗口主菜單與前面板相同。高亮、單步步入、單步步過、單步步出點(diǎn)擊該高亮執(zhí)行按鈕可使VI程序的運(yùn)行以一種緩慢的節(jié)奏一步一步地執(zhí)行程序，所執(zhí)行到的節(jié)點(diǎn)都以高亮方式顯示，并可觀察到數(shù)據(jù)的流動(dòng)，這樣用戶可以清楚地了解到程序的運(yùn)行過程，也可以很方便地查找錯(cuò)誤。窗口工具欄功能圖標(biāo)

名稱

功能說明

運(yùn)行按鈕單擊此按鈕運(yùn)行VI。當(dāng)執(zhí)行按鈕變?yōu)樾螤顣r(shí)，表明VI有錯(cuò)誤，不能運(yùn)行。單擊該按鈕，可彈出ErrorList對(duì)話框，提示VI中的錯(cuò)誤。

連續(xù)運(yùn)行按鈕

單擊此按鈕可使VI程序連續(xù)地重復(fù)執(zhí)行。

停止運(yùn)行按鈕

單擊此按鈕可停止運(yùn)行VI。暫停按鈕單擊此按鈕可暫停VI執(zhí)行，再次單擊此按鈕，VI又繼續(xù)執(zhí)行。

高亮顯示執(zhí)行按鈕單擊此按鈕，可動(dòng)態(tài)顯示VI執(zhí)行時(shí)數(shù)據(jù)的流動(dòng)。

1.5LabVIEW的模板LabVIEW具有三種用來創(chuàng)建和運(yùn)行程序的模板：工具（Tools）模板包括了程序的創(chuàng)建、修改和調(diào)試時(shí)使用的工具；控制模板（Controls）主要用于在前面板中添加指示器和控制器；而函數(shù)模板（Functions）則用于創(chuàng)建框圖程序，它包括了很多函數(shù)子模板。1.工具模板選擇Windows菜單下的ShowToolsPalette選項(xiàng)可顯示出工具模板。使用工具模板中的工具可創(chuàng)建、修改和調(diào)試VI。當(dāng)從工具模板中選擇了某種工具后，鼠標(biāo)光標(biāo)就變?yōu)樵摴ぞ叩男螤?，表示可以進(jìn)行某類操作。

工具模板中的各工具功能圖標(biāo)名稱功能1操作工具

用于操作前面板控件數(shù)值和字符的工具。將其移動(dòng)到文本、字符串或數(shù)字控件，光標(biāo)形狀變成，點(diǎn)擊一下即可輸入字符或數(shù)字。

2定位/調(diào)整大小/選擇工具用于選擇、移動(dòng)或改變對(duì)象的大小。當(dāng)它位于前面板控件的邊角時(shí)，形狀變?yōu)?，可以改變前面板控件的大小?文本編輯工具

用于輸入標(biāo)簽文本或者創(chuàng)建自由標(biāo)簽。當(dāng)創(chuàng)建自由標(biāo)簽時(shí)它會(huì)變成相應(yīng)形狀。

4連線工具

用于在框圖程序上連接對(duì)象。

5快捷菜單工具用鼠標(biāo)左鍵可以彈出對(duì)象的彈出式菜單。6窗口平移工具

使用該工具就可以不需要使用滾動(dòng)條而在窗口中平移。

7設(shè)置／清除斷點(diǎn)工具

使用該工具在VI的框圖程序中設(shè)置斷點(diǎn)。若使用該工具在已設(shè)置斷點(diǎn)處點(diǎn)擊，則可以清除斷點(diǎn)。

8數(shù)據(jù)探針可在框圖程序上的數(shù)據(jù)流線上設(shè)置探針。通過探針窗口來觀察該數(shù)據(jù)流線上的數(shù)據(jù)變化狀況。

9顏色提取使用該工具來獲取已染色對(duì)象的顏色，用于編輯其他的對(duì)象。

10顏色設(shè)置用來給窗口中的對(duì)象定義顏色。

2.控件模板選擇前面板窗口的Windows菜單下的ShowControlsPalette選項(xiàng)可顯示出控制模板?？刂颇０逯挥糜谇懊姘澹脕韯?chuàng)建控制器和指示器。模板中顯示的是一些子模板的圖標(biāo)，點(diǎn)擊圖標(biāo)即可彈出該圖標(biāo)下的子模板?？丶０逯械淖幽０骞δ軋D標(biāo)子模板名稱功能1數(shù)字子模板提供各種數(shù)值控制和指示控件，如滑動(dòng)桿、滾動(dòng)條、旋鈕、轉(zhuǎn)盤和數(shù)值顯示框等。

2布爾量

提供各種布爾型的控制和指示控件。包含各種開關(guān)、按鈕以及指示燈等。

3字符串和路徑

用于創(chuàng)建文本輸入框和標(biāo)簽、輸入和返回文件或目錄的地址。

4數(shù)組和簇?cái)?shù)組和簇的控制和顯示控件。

5列表和表格

表格形式數(shù)據(jù)的控制和顯示控件。6圖形顯示

顯示數(shù)據(jù)結(jié)果的趨勢(shì)圖和曲線圖控件。

7環(huán)與枚舉

環(huán)與枚舉的控制和顯示控件。

8容器

分頁控件、子面板控件、ActiveX控件。

9輸入/輸出

與VISA、IVI、DAQ有關(guān)的數(shù)據(jù)源及通道名稱。

10對(duì)話框控件這組控件和其它子模板的控件類似，只是外形有些差別。11經(jīng)典控件

經(jīng)典控件，指以前版本軟件的控件圖標(biāo)。

12參考號(hào)LabVIEW對(duì)文件、目錄、設(shè)備等操作都需要一個(gè)參考號(hào)標(biāo)示，這個(gè)子模板包括各類參考號(hào)。

13裝飾件用于對(duì)前面板進(jìn)行裝飾的各種圖形對(duì)象。14從文件系統(tǒng)選擇控件調(diào)用存儲(chǔ)在文件中的控件。

15用戶控制

把控件放在\NationalInstruments\LabVIEW7.0\user目錄中時(shí)，將出現(xiàn)在這個(gè)子模板中。

3．函數(shù)模板(FunctionsPalette)

用于創(chuàng)建流程圖程序。函數(shù)模板中子模板功能圖標(biāo)子模板名稱功能Structure（結(jié)構(gòu)）包括程序控制結(jié)構(gòu)命令，以及全局、局部變量。Numeric（數(shù)值運(yùn)算）包括各種常用的數(shù)值運(yùn)算。Boolean（布爾運(yùn)算）包括各種邏輯運(yùn)算符以及布爾常數(shù)。String（字符串運(yùn)算）

包含各種字符串操作函數(shù)、數(shù)值與字符串之間的轉(zhuǎn)換函數(shù)。

函數(shù)模板中子模板功能圖標(biāo)子模板名稱功能Array（數(shù)組）包括數(shù)組運(yùn)算函數(shù)、數(shù)組轉(zhuǎn)換函數(shù)，以及常數(shù)數(shù)組。Cluster（簇）包括簇的處理函數(shù)，以及群常數(shù)等。Comparison（比較）包括各種比較運(yùn)算函數(shù)。Waveform（波形）各種波形處理工具。函數(shù)模板中子模板功能圖標(biāo)子模板名稱功能Analyze（信號(hào)分析）信號(hào)發(fā)生、時(shí)域及頻域分析功能模塊。Communication（通訊）包括TCP、DDE、ActiveX和OLE等功能的處理模塊。SelectaVI（選擇子VI）用來調(diào)用儲(chǔ)存在文件系統(tǒng)中的子VI。Decorations(修飾)用線條、標(biāo)簽等對(duì)框圖程序進(jìn)行裝飾的對(duì)象。1.6labview中的基本數(shù)據(jù)類型及操作LabVIEW的基本數(shù)據(jù)類型按其特征可分為數(shù)值量類型非數(shù)值量類型1．?dāng)?shù)值數(shù)據(jù)類型：浮點(diǎn)數(shù)、整數(shù)和復(fù)數(shù)。2．非數(shù)值數(shù)據(jù)類型最常用的數(shù)據(jù)類型圖標(biāo)子模板名稱功能1數(shù)字子模板提供各種數(shù)值控制和指示控件，如滑動(dòng)桿、滾動(dòng)條、旋鈕、轉(zhuǎn)盤和數(shù)值顯示框等。

2布爾量

提供各種布爾型的控制和指示控件。包含各種開關(guān)、按鈕以及指示燈等。

①數(shù)值型Numeric主要完成參數(shù)設(shè)置和結(jié)果顯示。這些控件相對(duì)于高級(jí)文本中的變量?？刂菩涂丶校簲?shù)字式、滑動(dòng)式、進(jìn)度條式、旋紐式、桶式指示型控件有：數(shù)字式、表盤式、溫度計(jì)式、色彩②布爾型包含控制器和指示器：按鈕、開關(guān)、指示燈按鍵等?？丶闹抵荒苁荰ure和False。數(shù)據(jù)運(yùn)算子模板和布爾運(yùn)算子模板數(shù)學(xué)運(yùn)算的優(yōu)先級(jí)沒有高級(jí)文本語言中的規(guī)定，如先乘除后加減等在LabVIEW中VI程序的運(yùn)行是數(shù)據(jù)流驅(qū)動(dòng)的，即運(yùn)輸順序從輸入到輸出，從左到右（框圖程序一般輸入在右，輸出在左）進(jìn)行。例：(YI－Y2)/(X1－X2)不能寫成YI－Y2/X1－X21.7創(chuàng)建VI程序VI程序的創(chuàng)建：創(chuàng)建前面板設(shè)計(jì)框圖程序調(diào)試程序LabVIEW程序的一般設(shè)計(jì)過程主要包括前面板的設(shè)計(jì)、框圖程序的設(shè)計(jì)以及程序的調(diào)試。（1）設(shè)計(jì)前面板：根據(jù)程序要求選擇放置控制器和顯示器修改控件特性利用修飾控件進(jìn)行適當(dāng)?shù)男揎棧?）設(shè)計(jì)框圖程序框圖程序是由節(jié)點(diǎn)、端口和連線組成的程序源代碼。根據(jù)程序要完成的功能選擇節(jié)點(diǎn)和函數(shù)對(duì)節(jié)點(diǎn)和端口進(jìn)行連線

（3）程序的調(diào)試：正常運(yùn)行、高亮方式、探針、單步等實(shí)例一燈的問題題目要求:1.設(shè)計(jì)一個(gè)VI,當(dāng)按下開關(guān)時(shí)，指示燈點(diǎn)亮；當(dāng)彈起開關(guān)時(shí)，指示燈熄滅。2.用一個(gè)開關(guān)控制兩個(gè)燈,當(dāng)開關(guān)打開時(shí),A燈亮,B燈滅;開關(guān)關(guān)閉時(shí),A燈滅,B燈亮.3.有三個(gè)燈依次亮滅4.Josephus燈問題實(shí)例二

數(shù)字的問題1.輸入2個(gè)數(shù)A和B，求兩個(gè)數(shù)的和、差并顯示。2創(chuàng)建一個(gè)VI程序并調(diào)試，使用滑動(dòng)控件輸入3個(gè)數(shù)A、B和C，（A、B、C取值范圍為0~10),求(A+B)C－20，確定運(yùn)算結(jié)果的范圍，并使用數(shù)值、表盤和溫度計(jì)正確顯示結(jié)果。設(shè)計(jì)和編輯前面板，使界面美觀、實(shí)用。將VI程序命名為TEST3-1.vi并保存。

3.水仙花數(shù)問題4.Josephus小孩數(shù)數(shù)問題（1）創(chuàng)建前面板、（2）設(shè)計(jì)框圖程序、（3）調(diào)試程序例：輸入2個(gè)數(shù)A和B，求兩個(gè)數(shù)的和、差并