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1、虚拟仪器与工程分析Virtual Instruments&Engineering Analysis,第二讲 LabVIEW编程入门,一、VI 基本组成,*程序前面板：交互式的用户界面*框图程序：是程序源代码，用模块代替 普通函数。*图标/连接器（子VI）：可被上一级VI调用 的VI,（一）前面板,程序前面板用于设置输入量和观察输出量。它模拟真实仪器的前面板。输入量被称为Controls（控制），用户可以通过控制向VI中设置输入参数等；输出量被称为Indicators（指示），VI通过指示器向用户提示状态或输出数据等。用户还可以使用各种图标，如旋钮、开关、按钮、图表及图形等，使前面板易看易懂。,
2、前面板：由控制、指示和修饰构成。,（二）框图程序,每一个程序前面板都有相应的框图程序与之对应。框图程序用图形编程语言编写，可以把它理解成传统程序的源代码。框图中的部件可以看成程序节点，如循环控制、事件控制和算术功能等。这些部件都用连线连接，以定义框图内的数据流动方向。,框图程序构成三要素节点：是程序执行元素，类似于传统文本编程语言程序中的语句、操作符、函数或者子程序。端子：是在框图程序和前面板之间或者在框图程序的节点之间进行数据传输的接口。连线：连线是输入和输出端子间的数据通道，代表程序执行过程中的数据流。类似于普通程序中的参数。,框图程序：由节点和数据连线组成。节点（Node）：功能函数(f
3、unctions)结构(Structure)代码节点(CIN)子VI(SubVI)数据端口：控制端口、指示端口与节点端口。数据连线：数据端口之间的数据通道。,（三）图标/连接器,图标/接口器件可以让用户把VI程序变成一个对象（子VI），然后在其他程序中像子程序一样地调用它。图标是子VI在其它程序框图中被调用的节点表现形式；连接器则表示节点数据的输入/输出端点，就象一个函数调用的参数。连接器端口与前面板的控制或指示一一对应。,二、VI工作方式,（一）数据流,在流程图上，模块接口之间的连线就是数据线。数据通过数据线在模块之间传递。LabVIEW不像一般语言按照语句的顺序一行一行执行，它依靠在数据线
4、上传递的数据来控制程序。对一个节点而言，只有当它的所有输入端口上的数据都成为有效数据时，它才能被执行。当节点程序运行完毕后，它才把结果数据送给所有的输出端口，使之成为有效数据，并且数据很快从源送到目的端口。可以通过加亮执行 观察数据流是如何工作的。L01.viL02.vi,（1）当你连线时，LabVIEW会提示该接口的名称（2）只能在同一数据类型的端口之间连线，不同类型的数据连线的颜色和形状也不同。（3）错误的连线会表示成黑色虚线，这时你应将连线工具移动到它上面，LabVIEW会给出两端的数据类型信息，你可以检查并改正。（4）添加新的模块和连线可能会对已设置好的部分有影响，而且原来的错误连线也
5、可能对新添加的连线有影响。,（二）数据线：,（三）数据类型：,LabVIEW的基本数据类型有三种：Numeric（数值），Boolean（逻辑），String（字符串）,Numeric类型的数据按精度有分若干种类型，其代表符号直观的表现其类型。可以在数值对象上点右键，通过弹出菜单中Representation修改。,提示：在流程图上，你会看到不同颜色的模块，不同颜色代表不同的数据类型，其定义与连线一致。,（四）控制量与显示量,在LabVIEW中，一个数字量（numeric）、布尔量（boolean）、字符量（string）等都有控制量（control）和显示量（indicator）的区别。控制
6、量：用于控制程序，它相当于仪器上的控制按钮，如开关、旋钮等。显示量：用于显示程序运行的结果，它相当于仪器上的显示部件，如显示屏、指示灯等。,在流程图窗口中，我们可以看到控制部件的外框比较粗，显示部件的外框比较细要实现控制量与显示量之间的转换，只需在流程图上的模块上点击右键，选择change to indicator（或者change to control）就可以了。,三、工具模板 1、工具栏,：运行（Run），如果VI有编译错误，此按钮将变成。,：连续运行（Run Continuously）。,：异常中止执行（Abort Execution）。,:加亮执行（Hightlight Executi
7、on），只有流程图中有。,此时，流程图中的数据变亮，同时显示VI执行中的一些中间数据。,。,提示：使用了 会使LEBVIEW占用大量CPU，使计算机其他操作变慢。建议一般不要使用。,2.控制模板,只能在前面板窗口中使用通过前面板窗口WindowsShow Controls Palette打开，也可以在前面板窗口中空白处单击右键打开。该模板用来给前面板设置各种所需的输出显示对象和输入控制对象。模块图标右上角有的表示有子选项板，单击模块图标可以访问子选项板。,：数值量（Numeric），数值的控制和显示。包含数字式、指针式显示表盘及各种输入框。（详细）,：布尔量（Boolean），逻辑数值的控制和
8、显示。包含各种布尔开关、按钮以及指示灯等。（详细）,：数组和簇（Array&Cluster），数组和簇的控制和显示。,：图形（Graph），显示数据结果的趋势图和曲线图。,3.函数模板：,只能在流程图窗口中使用通过流程图窗口WindowShow Functions Palette打开，也可以在路程图面板中空白处单击右键打开。函数选项板提供创建流程图的工具。模块图标右上角有的表示有子选项板，单击模块图标可以访问子选项板。,：结构（Structure），包括程序控制结构命令，例如循环控制等，以及全局变量和局部变量,：数组（Array），包括数组运算函数、数组转换函数，以及常数数组等。,：比较（Co
9、mperation），包括各种比较运算函数，如大于、小于、等于。,：数据采集（Data Acquisition），包括数据采集硬件的驱动，以及信号调理所需的各种功能模块。,：信号分析（Analysis），信号发生、时域及频域分析功能模块及数学工具。,提示：LabVIEW中，你可以随时获得帮助。用HelpShow Context Help打开帮助窗口（Context Help）快捷键为CtrlH，当把鼠标放到任何感兴趣的模块对象上时，就会在帮助窗口中显示相应的帮助信息。,提示：在任何一个控制或是函数模块上单击右键，都会出现弹出菜单，通过弹出菜单可以方便地对模块进行编辑。,：操作（Operate
10、Value），用于操作前面板的控制和显示。使用它向数字或字符串控制中键入值时，工具会变成标签工具。：选择（Position/Size/Select），用于选择、移动或改变对象的大小。当它用于改变对象的连框大小时，会变成相应形状。：标签（Edit Text），用于输入标签文本或者创建自由标签。当创建自由标签时它会变成相应形状。：连线（Connect Wire），用于在流程图程序上连接对象。如果联机帮助的窗口被打开时，把该工具放在任一条连线上，就会显示相应的数据类型。,4.工具模板,通过WindowsShow Tools Palette打开和关闭。它提供了各种用于创建、修改和调试VI程序的工具。当
11、从选项板内选择了任一种工具后，鼠标箭头就会变成该工具相应的形状。,四、创建和编辑VI,创建VI例：制作一个虚拟数字温度计，要求实现摄氏温度和华氏温度的转换。（F=1.8T+32）选择创建一个新的VI创建VI前面板创建控制量创建指示量创建框图程序创建节点连接框图程序窗口内的节点与端口保存VI,编辑VI选择对象：单选、多选删除对象变更对象位置改变对象大小改变对象颜色：前景（边框）色、背景色对齐对象分布对象改变对象在窗口中的前后次序设置对象的字体在窗口中添加标签,五、运行与调试VI,运行VI运行VI连续运行VI停止运行VI暂停运行VI调试VI单步执行VI设置断点设置探针显示数据流动画,六、创建和调用
12、SubVI,创建SubVI创建VI图标创建连接端口定义输入输出端口的关联设置SUbVI属性调用SubVIL03.vi,七、常用术语,工具模板,操作工具：使用该工具来操作前面板的控制和显示。选择工具：用于选择、移动或改变对象的大小。标签工具：用于输入标签文本或者创建自由标签。连线工具：用于在框图程序上连接对象。对象弹出菜单工具：用鼠标左键可以弹出对象的弹 出式菜单。漫游工具：使用该工具就可以不需要使用滚动条而 在窗口中漫游。断点工具：使用该工具在VI的框图对象上设置断点。探针工具：可以在框图程序内的数据流线上设置探针。颜色提取工具：使用该工具来提取颜色用于编辑其他的对象。颜色工具：用来给对象定义
13、颜色。,控制模板,数值子模板：包含数值的控制和显示。布尔值子模块：逻辑数值的控制和显示。字符串和路径子模板：字符串和文件路径的控制和显示。数组和簇子模板：复合型数据类型的控制和显示。列表子模板：菜单环和列表栏的控制和显示。图形子模板：显示数据结果的趋势图和曲线图。环和枚举子模板：菜单环和枚举的控制和显示。控件容器库子模板：操作Tab Control、SubPanel、ActiveX等功能。I/O 子模板：对输入、输出的控制和操作。对话控制子模板：用于输入对话框的显示控制。版本控制子模板：实现对以往版本的兼容和继承。Refnum 子模板：包含一些Refnum控件。装饰子模板：用于给前面板进行装饰
14、的各种图形对象。调用控制子模板：调用存储在文件中的控制和显示的接口。用户控制子模板：用户自定义的控制和显示。,功能模板,结构子模板：包括程序控制结构命令，例如循环控制等，以及全局变量和局部变量。数值运算子模板：包括各种常用的数值运算符，如+、-等；以及各种常见的数值运算式，如+1运算；还包括数制转换、三角函数、对数、复数等运算，以及各种数值常数。布尔逻辑子模板：包括各种逻辑运算符以及布尔常数。字符串运算子模板：包含各种字符串操作函数、数值与字符串之间的转换函数，以及字符(串)常数等。数组子模板：包括数组运算函数、数组转换函数，以及常数数组等。群子模板。包括群的处理函数，以及群常数等。这里的群相
15、当于C语言中的结构。比较子模板：包括各种比较运算函数，如大于、小于、等于。时间和对话框子模板：包括对话框窗口、时间和出错处理函数等。文件输入/输出子模板：包括处理文件输入/输出的程序和函数。,功能模板,NI 测量子模板:包括数据采集硬件的驱动程序，以及信号调理所需的各种功能模块。波形子模板：包含了对各种波形的控制。分析子模板：包括信号发生、时域及频域分析功能模块。仪器控制子模板：包括GPIB(488、488.2)、串行、VXI仪器控制的程序和函数，以及VISA的操作功能函数。应用程序控制子模块:包括动态调用VI、标准可执行程序的功能函数。图形与声音子模块：包括3D、OpenGL、声音播放等功能模块。通讯子模板:包括TCP、DDE、ActiveX和OLE等功能的处理模块。文档生成子模板:生成文档。底层接口子模块：包括调用动态连接库和CIN节点等功能的处理模块。“选择VI子程序”子模板：包括一个对话框，可以选择一个VI程序作为子程序（SUB VI）插入当前程序中。装饰子模板：用于给后面板进行装饰的各种图形对象。用户自定义的子VI模板:用户自定义的控制和显示。,
