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文檔簡介
計算機仿真和可視化設計第一頁,共43頁。目錄1
LABVIEW概述2
LABVIEW模板簡介3
創(chuàng)建VI程序4
LABVIEW結構5
LABVIEW數(shù)據(jù)類型6
圖表及圖形7
字符串和文件I/O8
數(shù)據(jù)采集9
工程仿真和設計常用編程技法10
虛擬設備實例水環(huán)境工程仿真軟件11
附錄第二頁,共43頁。1
LABVIEW概述1.1
由虛擬萬能材料試驗機認識虛擬設備1.2
虛擬設備(VI)的構造平臺第三頁,共43頁。LabVIEW概述本章介紹了圖形編程語言LabVIEW和虛擬儀器(設備)的概念,學習要點為:虛擬儀器(設備)的概念、應用,和仿真實驗與可視化設計;LabVIEW系統(tǒng)使用的執(zhí)行文件和目錄;VI的三個部分:程序前面板、框圖程序和圖標/連接器;LabVIEW的下拉和彈出菜單的概念、功能和使用。第四頁,共43頁。演示虛擬材料試驗機及其實驗第五頁,共43頁。啟動虛擬實驗第六頁,共43頁。LabVIEW環(huán)境LabVIEW.exe執(zhí)行程序,用于啟動LabVIEW。vi.1ib目錄:該目錄包含Ⅵ庫,如數(shù)據(jù)采集、儀器控制和分析Ⅵ。它必須與LabVIEW可執(zhí)行程序在同一目錄下。不要改變vi.1ib目錄的名稱,因為LabVIEW啟動時要查找該目錄。如果改變此名稱,就不能使用眾多的控件和庫函數(shù)。example目錄:該目錄包含許多Ⅵ示例,這些例子示范LabVIEW的功能。user.1ib目錄:用戶創(chuàng)建的Ⅵ保存于該目錄并將出現(xiàn)在LabVIEW的FunctionsPalette(函數(shù)選項板)上。instx.1ib目錄:如果希望用戶儀器驅動程序庫出現(xiàn)在LabVIEW的函數(shù)選項板上,應將其放置在該目錄下。
第七頁,共43頁。VI的構成VI包括三個部分:程序前面板框圖程序圖標/連接器
第八頁,共43頁。File文檔菜單NewVINew…Open…CloseCloseAllSaveSaveAs…SaveAllSavewithOptionsRevert…PageSetupPrintPrintWindow…VIPropertiesRecentlyOpenedFiles?Exit創(chuàng)建新的VI打開對話框選擇要創(chuàng)建的文件類型打開現(xiàn)有的VI關閉啟動的窗口關閉所有窗口保存當前VI將當前VI另存為新名字將VI的備份另存為新名字定制保存恢復VI到上次保存的版本編輯打印機設置打?、鼋M件的選項打印窗口板訪問Ⅵ屬性對話框快速打開最近訪問過的檔退出第九頁,共43頁。Edit編輯菜單UndoRedoCutCopePasteClearFind…ShowSearchResultsCustomizeControlScaleObjectWithPanelSetTabbingOrderImportPicturefromFile…RemoveBrokenWiresCreateSubVIRun-TimeMenu…撤銷剛剛完成的操作恢復被撤銷的操作消除選中的對象并將其放置在剪貼板上復制選中的對象并將其放置在剪貼板上將剪貼板備份內容置入啟動窗口中刪除選中的對象查找VI、其它對象和文本顯示查找結果并訪問列表中的每—項修改當前選擇的前面板控件對象選中的前面板對象與窗口同比例縮放設置前面板對象順序將圖形文件導入LabVIEW剪貼板刪除所有錯誤連線將選中的框圖對象轉換為SubVI為當前VI創(chuàng)建用戶運行時菜單第十頁,共43頁。Operate操作菜單RunStopSuspendwhenCalledPrintatCompletionLogatCompletionDataLogging?MakeCurrentValuesDefaultReinitializeAllToDefaultChangetoRunMode執(zhí)行VI停止執(zhí)行VI調用VI時,暫停執(zhí)行打印VI前面板將前面板數(shù)據(jù)記錄寫入文件顯示數(shù)據(jù)記錄選項設置當前值作為控件和指示器的默認值將所有的控件和指示器設置為默認值在運行與編輯模式之間切換第十一頁,共43頁。Tools工具菜單Measurement&AutomationExplore…Instrumentation?DataAcquisition?VIRevisionHistoryUserName…EditVILibrary…InternetToolkit?WebPublishingTool…Advanced?Options…配置儀器和數(shù)據(jù)采集硬件訪問儀器驅動程序網(wǎng)訪問DAQ通道瀏覽器和DAQ方案向導編制當前VI的修訂記錄設置和改變LabVIEW用戶名編輯當前VI庫的內容或創(chuàng)建新VI訪問Internet工具包訪問Web發(fā)布工具VI訪問批量編譯、VI矩陣及其它特性定制LabVIEW應用的外觀和特性第十二頁,共43頁。Browse瀏覽菜單ShowVIHierarchyThisVI’sCallers?ThisVI’sSubVIs?UnopenedSubVIs?UnopenedTypeDefs?Breakpoints訪問VI層次窗口訪問所有調用當前SubVI的VI列表訪問當前VI的所有SubVI列表訪問當前中所有未打開SubVI列表訪問當前VI中所有未打開類型定義的列表搜索并顯示當前VI斷點第十三頁,共43頁。Windows窗口菜單ShowDiagramShowControlsPaletteShowToolsPaletteShowClipboardShowErrorListTileLeftandRightTileUpandDownFullSize……在面板和框圖窗口間切換顯示控件選項板顯示工具選項板顯示剪貼板的內容顯示錯誤對話框并排顯示前面板和框圖上下顯示前面板和框圖最大化活動窗口…表示列出所有打開的前面板和框圖窗口第十四頁,共43頁。LabVIEW基本演示第十五頁,共43頁。LabVIEW7.1LabVIEW有不同的版本,目前已推出了LabVIEW8,但現(xiàn)主要在用的是LabVIEW7.1,7.0和6i。LabVIEW具有向下兼容性,高版本可以讀取版本低的文件。本書VI主要用6i編寫,以保證上述版本均能打開。第十六頁,共43頁。2
LABVIEW模板簡介2.1
概述2.2
工具模板(ToolsPalette)2.3
控制模板(ControlsPalette)2.4
功能模板(FunctionsPalette)第十七頁,共43頁。LabVIEW模板學習要點窗口頂部工具欄包括:運行、字體選擇、排列調整和疊放次序等操作按鈕;工具模板提供了編程使用的創(chuàng)建、修改和調試VI工具,在構建和編輯VI時應首先確定選擇了正確的工具;控制模板服務于前面板,用于添加輸入控制和輸出顯示。每個圖標代表一個子模板。常用的有:數(shù)值、布爾值、字符串、數(shù)組和群、列表、圖文環(huán)、圖形信號、輸入輸出和修飾等子模板;功能模板服務于框圖程序,每個圖標代表一個子模板。常用的有:結構、數(shù)值運算、布爾邏輯、比較運算、字符串運算、數(shù)組和群、時間、文件、輸入/輸出等子模板。第十八頁,共43頁。窗口頂部工具欄包括:運行按鈕、連續(xù)執(zhí)行按鈕、停止按鈕、暫停/繼續(xù)按鈕,字體環(huán)。排列調整環(huán),間隙描述環(huán),位置次序調整環(huán)。第十九頁,共43頁。框圖程序窗口工具欄高亮度執(zhí)行按鈕,在是否選擇高亮度模式間切換,執(zhí)行程序時可以在框圖程序中觀察到數(shù)據(jù)流動。單步通過按鈕,進入單步模式時,程序單步通過一個節(jié)點并停在下一節(jié)點上,同時它不停地閃爍,表示當前節(jié)點準備執(zhí)行。單步進入節(jié)點按鈕,再次單擊此按鈕,程序單步進入循環(huán)、子VI等節(jié)點。通過單步進入節(jié)點,可以單步執(zhí)行節(jié)點內的程序。單步退出節(jié)點按鈕,再次單擊此按鈕,程序單步退出循環(huán)、子Ⅵ等節(jié)點。通過單步退出節(jié)點,可完成單步通過節(jié)點功能,并進到下一節(jié)點。警告指示器,當Ⅵ程序存在潛在問題時,就會出現(xiàn)這個警告指示,但這并不因此而引起Ⅵ不能執(zhí)行。第二十頁,共43頁。工具模板(ToolsPalette)操作工具選擇(位置)工具標簽工具連線工具對象彈出菜單工具平移工具斷點工具探針工具顏色提取工具顏色工具第二十一頁,共43頁??刂颇0?ControlsPalette)數(shù)值子模板:包含數(shù)值的控制和顯示。布爾值子模塊:邏輯數(shù)值的控制和顯示。字符串子模板:ASCII碼字符串和路徑的控制和顯示。數(shù)組和群子模板:復合型數(shù)據(jù)類型的控制和顯示。列表子模板:各類列表的控制和顯示。圖形子模板:顯示數(shù)據(jù)結果的趨勢圖和曲線圖。圖文環(huán)(Ring):控制和顯示菜單環(huán)和文字列表欄、圖像列表欄的選型。第二十二頁,共43頁??刂颇0?ControlsPalette)信號的輸入輸出子模板。路徑和參考名(Refnum)子模板:文件路徑和各種標識的控制和顯示。老版本子模板,列舉老版本中的顯示控制件。對話框子模板:用于輸入對話框的顯示控制。修飾子模板:用于給前面板進行裝飾的各種圖形對象??丶萜鲙熳幽0澹河糜诓僮鱋LE、ActiveX等功能。調用存儲在文件中的控制和顯示的接口。用戶自定義的控制和顯示。第二十三頁,共43頁。結構子模板:包括程控結構命令,例如循環(huán)控制等,以及全局變量和局部變量。數(shù)值運算子模板:包括各種常用的數(shù)值運算符,如“+-×÷”以及各種常見的數(shù)值表達式,如+1運算;還包括數(shù)制轉換、三角函數(shù)、對數(shù)、復數(shù)等運算,以及各種數(shù)值常數(shù)。 布爾邏輯子模板:包括各種邏輯運算符以及布爾常數(shù)。字符串運算子模板:包含各種字符串操作函數(shù)、數(shù)值與字符串之間的轉換函數(shù),以及字符(串)常數(shù)等。 數(shù)組子模板:包括數(shù)組運算函數(shù)、數(shù)組轉換函數(shù),以及常數(shù)數(shù)組等。功能模板(FunctionsPalette)第二十四頁,共43頁。功能模板(FunctionsPalette) 簇子模板。包括簇的處理函數(shù),以及簇常數(shù)等。比較子模板:包括各種比較運算函數(shù),如大于、小于、等于。時間和對話框子模板:包括對話框窗口、時間和出錯處理函數(shù)等。 文件輸入/輸出子模板:包括處理文件I/O的程序和函數(shù)?!斑x擇…VI子程序”子模板:可以選擇一個VI程序作為子程序(SubVI)插入當前程序中。第二十五頁,共43頁。虛擬萬能材料試驗機組裝第二十六頁,共43頁。虛擬萬能材料試驗機組裝第二十七頁,共43頁。創(chuàng)建VI程序3.1
實例體驗虛擬儀器的建立過程3.2
虛擬儀器的編輯3.3
框圖程序的構成元素3.4
子VI的建立和使用第二十八頁,共43頁。3學習指導盡早投入編程實踐對學習LabVIEW至關重要,在跟隨本章進行編程實踐時體會VI的創(chuàng)建、了解VI的組成,掌握編輯修改方法。第二十九頁,共43頁。學習要點建立虛擬儀器就是根據(jù)功能目標創(chuàng)建對應的儀器面板和框圖程序,需要了解控制、功能模板上不同圖標的用途;儀器面板設計重在控制和對話,框圖程序重在實現(xiàn)正確的相互關系;掌握虛擬儀器編輯技術,熟練使用工具模板的各種工具,是編程和調試VI的關鍵;框圖程序由節(jié)點、端點、圖框和連線四種元素構成,組合出相互的邏輯關系;學習子VI的建立和調用,這在建立一個高質量的VI時十分必要。第三十頁,共43頁。[例]3.1計算空塔流速首先啟動LabVIEW系統(tǒng)程序,選擇NewVI,屏幕出現(xiàn)一個無標題的VI前面板窗口。本例中,我們有兩個可控制量(自變量)水量控制和濾塔直徑;并有兩個顯示量(因變量)濾塔面積和流速。第三十一頁,共43頁。[例]3.1計算空塔流速VI構建第三十二頁,共43頁。LabVIEW7.1計算空塔流速VI構建第三十三頁,共43頁。虛擬儀器的編輯選擇對象。把Positioningtool(位置工具)放在準備選擇的對象上,按住鼠標左鍵,該對象的輪廓邊上出現(xiàn)流動的虛線,表示對象被選中。如果要選擇一個以上的對象,按住Shift鍵不放,然后用鼠標單擊每一個想要選擇的對象。也可以用位置工具,在窗口空白處按住鼠標左鍵拖出一個虛線的矩形框,把想要選擇的對象都包含在其中,這些對象即被選中。移動對象。把位置工具放在對象上,按住鼠標左鍵不放,拖動鼠標,可以將對象轉移到窗口中的任意位置上。刪除對象。選中對象,然后按Delete鍵(或選擇Edit>>Clear選項),即可刪除該對象。第三十四頁,共43頁。虛擬儀器的編輯復制對象。先選中對象(鼠標左鍵按下不放),同時按Ctrl鍵,然后移動鼠標把對象復制到任意位置上,也可以用Edit菜單中的copy和Paste來復制對象。選擇和刪除連線。把位置工具移到線段上,單擊鼠標左鍵,即選中線段(如果有數(shù)段線段在交匯處相交,則單擊數(shù)下鼠標,即選中該數(shù)段線段);按Delete鍵,即刪除該線段。連線的伸縮性。通過位置工具,可以把單個或一組對象移動到新的位置,而連線跟著伸縮。第三十五頁,共43頁。虛擬儀器的編輯不良連線。不良連線用虛線表示。例如,當源數(shù)據(jù)與目標數(shù)據(jù)類型不匹配時,會出現(xiàn)虛線(不良連線)。要刪除一條不良連線,用位置工具單擊不良連線后按Delete鍵。如果要刪除框圖程序中所有的不良連線,可以選擇Edit\RemoveBadWires(移去不良連線)(或按Ctrl+B鍵)。改變文本的字體、風格和尺寸。用標簽工具選擇文本,通過工具欄中的Fontring可以改變標簽框中任何文本的字體和尺寸。改變對象尺寸。用位置工具把光標移到對象的四角處,此時會出角形圖示,拖動它便可以改變對象的尺寸。改變顏色。從工具模板中選擇顏色工具,并在正方形框上單擊鼠標,彈出調色板。選擇一種顏色,然后單擊對象,便可以改變對象的顏色。注意顏色工具中上下兩個正方形框分別代表對象的前景色和背景色,調色板上的T標志,表示透明無色。第三十六頁,共43頁。
[例]3.2不良連線及糾正方法文件e3_2.vi存放錯誤的程序,文件e3_2_3.vi存放訂正后。第三十七頁,共43頁??驁D程序的構成
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