Labview调用C语言、Matlab脚本节点以及库函数节点的方法

1、 8/8Labview调用C语言、Matlab脚本节点以及库函数节点的方法 Labview调用C语言、Matlab脚本节点以及 库函数节点的方法 Labview调用C语言的方法 CIN（Code InterfaceNode）节点是LabVIEW中用来调用C/C+代码的功能节点。它与动态链接库的不同之处在于，它能够将代码集成在VI中作为单独的一个VI发布，而不需要多余的文件。另外，它提供了函数入口，它可以根据用户提供的输入输出自动生成函数入口代码，从而使用户专心关注代码功能而不用为函数声明、定义等语句费心。因此CIN节点与DLL在不同的场合有不同的优势，但是CIN节点的使用比调用DLL要复杂得多

2、。 由于LabVIEW中数据的存储格式遵循了C语言中数据的存储格式，并且二者完全相同，所以用户可以向CIN传递任意复合的数据结构。另外，CIN比图形化语言可获得更高的执行效率。 注意：对于完全相同的代码，CIN和DLL的执行效率是完全一样的。 如果要使用CIN节点，你必须安装了C编译器。在Windows下，CIN支持以下编译器： Microsoft Visual C+ Symantec C CIN节点必须调用.lsb文件。.lsb文件是通过外部编译器与CINTools工具结合将C代码编译生成的。 下面我们通过一个Step byStep的实例来看如何在LabVIEW中实现CIN节点调用，本例所用

3、外部编译器为MicrosoftVisual C+6.0。 第一步：在程序框图放置一个空CIN节点； CIN节点位于FunctionsPalette的Connectivity-Libraries& Executables-Code InterfaceNode。 第二步：创建CIN节点的输入输出端口； 初始情况下，CIN只有一对端口：一个输入端口和一个输出端口。向下拉大节点边框或右击节点端口选择AddParameter，可以为节点增加输入输出端口。CIN 节点的端口都是成对出现的，因为CIN节点端口传递的是指针，所以该参数既可以作为输入又可以作为输出。如果不需要输入，则可以右击该输入端口选择Out

4、putOnly，这时候该对端口的左侧端口变为灰色，表明这对端口仅用作输出。本例实现的功能为c=a+b，因此需要两个输入端口：a，b；一个输出端口c。 设置好端口后，在前面板窗口创建两个NumericControl（分别命名为a和b）和一个NumericIndicator（命名为c）。分别将a，b与输入端口连接，c与输出端口连接，如图3所示。可以看到，端口会自动根据输入参量的类型与之匹配。 图2设置CIN节点端口 图3CIN节点端口与控件连接 虽然控件与端口已经连接，但是此时的CIN节点并不具备任何功能，因为它还没有装载.lsb文件。因此此时VI是不可运行的，即Run按钮处于Broken状态。下

5、面的任务就是创建.c源文件，并编译为.lsb文件，最后加载到节点上。 第三步：创建.c源文件 右击CIN节点选择Create.cFile.，在弹出的对话框中保存文件，这里文件名命名为CINExample_add.c。打开该文件可以看到LabVIEW已经自动添加了一些代码用于包含库以及函数声明等，内容如下： i ncludeextcode.h MgErrCINRun(float64*a,float64*b,float64*c); MgErrCINRun(float64*a,float64*b,float64*c) return noErr; 用户可以在“”处添加函数所需的C代码。头文件“extc

6、ode.h”是LabVIEW自带的一个头文件，位于http:/./doc/54c747a3b9f67c1cfad6195f312b3169a451ea29.html bVIEW8.2cintools目录下。它定义了CIN和外部程序所用到的基本数据类型和许多函数等。其中定义的某些常量和数据类型可能会与系统头文件相冲突，因此在使用系统头文件并进行系统调用时，需要将cintools目录下的hosttype.h文件也包含进来。include“hosttype.h”必须紧跟着i nclude“extcode.h”语句，然后才能用i nclude语句包含系统头文件。 当CIN节点执行时，LabVIEW将调

7、用CINRun函数。CINRun函数将CIN节点的输入输出作为参数看待。此外，还可以添加一些其它的后台例行程序（Routines）：CINLoad，CINSave，CINUnload，CINAbort，CINInit，CINDispose和CINProperties。它们分别在不同的时刻执行。例如CINLoad在第一次载入VI 时执行。缺省情况下是不执行任何内容的，如果你需要在VI载入时执行某段程序，则可以把该段程序添加在CINLoad例程中。编写CINLoad例程的代码如下： CIN MgErrCINLoad(RsrcFile reserved) Unused(reserved); retu

8、rnnoErr; 通常情况下，我们只需要编写CINRun函数。本例中，只需要将.c源文件中的CINRun函数改写如下： MgErrCINRun(float64*a,float64*b,float64*c) *c=*a+*b; return noErr; 改写后保存该文件就完成了.c源文件的编写，下面我们通过Visual C+6.0集成开发环境来编译该源文件。 第四步：编译.c源文件为.lsb文件 1打开VC+6.0，在主窗口菜单中选择File-New.，在弹出的对话框选择Win32Dynamic-Link Library，设置ProjectName为CINExample_add，并在Locat

9、ion栏设置该Project所在路径，如图4所示。点击OK按钮后，在接下来的对话框中选择Finish按钮，在接着弹出的信息提示对话框中点击OK，就成功创建了一个空的DLLProject。 图4VC中创建新DLLProject对话框 2将前面创建的CINExample_add.c源文件与http:/./doc/54c747a3b9f67c1cfad6195f312b3169a451ea29.html bVIEW8.2cintools目录下的cin.obj,labview.lib,lvsb.lib,lvsbmain.def添加到Project中。添加方法是在VC+主菜单中选择Project-Add

10、To Project-Files.。 3选择Project-Settings.，在弹出对话框的Settingsfor栏中选择AllConfigurations，然后选择C/C+tab页，选择Category栏为Preprocessor，将http:/./doc/54c747a3b9f67c1cfad6195f312b3169a451ea29.html bVIEW8.2cintools目录添加到Additional includedirectories中，如图5所示。 图5将cintools目录添加到搜索目录中 4仍然在上面的对话框中选择Category为CodeGeneration，设置Str

11、uct member alignment为1byte。设置Use run-time library为MultithreadedDLL。5选择Custom Buildtab页，在Commands栏中输入：”cintools所在目录lvsbutil”$(TargetName)d“$(WkspDir)$(OutDir)”，在Outputs栏中输入：”$(OutDir)$(TargetName).lsb”，如图6所示。这一步就是利用LabVIEW 的CINTools工具包中的lvsbutil工具将VC+生成的DLL文件转换为CIN节点能够使用的.lsb文件。 图6设置CustomBuild为lvsbu

12、til 6点击OK按钮完成配置后，点击VC+工具栏中的Build按钮，编译工程。编译过程中，VC+首先创建一个DLL文件，然后调用lvsbutil工具将这个DLL 文件转换为.lsb文件。编译完成后，打开工程目录下的Debug文件夹，我们可以看到新生成的.lsb文件：CINExample_add.lsb。下面就可以将该文件加载到CIN节点中了。 第五步：加载.lsb文件到CIN节点 回到LabVIEW程序中，右击第二步中创建的CIN节点，选择LoadCodeResource.，在弹出的文件选择对话框中双击选择刚才创建好的CINExample_add.lsb文件，这就完成了.lsb文件的加载过程

13、。这时候VI窗口工具栏中的Run按钮也变为可执行状态。运行VI可以得到预期结果，如图7所示。 图7利用CIN节点进行加法运算 到此为止，我们就完成了一个CIN节点的创建过程。其实LabVIEW提供了大量的外部函数供CIN节点调用，这些函数涵盖了从底层字节操作到数据排序、内存管理等各个方面。这些函数都在一个称为Managers的库中管理。在C代码中通过调用这些函数可以方便的实现非常强大的功能。限于篇幅，这里就不详细介绍了，有兴趣的读者可以参考NI公司的UsingExternal Code in LabVIEW.pdf 文档（点此进入下载）。在http:/./doc/54c747a3b9f67c1

14、cfad6195f312b3169a451ea29.html bVIEW8.2examplescins目录下也可以看到LabVIEW提供的不少CIN节点实例。 利用Labview调用Matlab脚本节点 Matlab脚本节点的介绍 Matlab脚本节点位于函数面板的“数学脚本与公式脚本节点Matlab脚本节点”。由于Matlab脚本节点中的脚本完全是Matlab中的M文件，运行Matla 脚本节点时会启动Matlab，并在Matlab中执行脚本内容，其支持的函数由Matlab 来提供。 Matlab脚本节点可以通过增加输入输出端子来实现LabVIEW和Matlab脚本节点交互数据。方法为：右击

15、节点边框，选择Add Input或者AddOutput选项；可以手动输入M文件，也可以导入或者导出M文件。方法为：右击节点边框，选择Import或者Export选项。 利用LabVIEW调用Matlab实例 在实例中，我们将完成两个实验：一个简单的加法运算，x，y为输入的两个加数，z为输出的求和值；一个三维曲面的显示，通过改变三维曲面数值，可以展示曲面的不同形状。程序前面板如下图 （1）利用matlab节点实现简单运算 函数面板的“数学脚本与公式脚本节点”，将Matlab脚本节点放置在合适的位置。 单击工具选板上的，在Matlab Script Node中单击即可以编辑M脚本。 在Matlab

16、 Script Node中输入如下语句： z=x+y; 在Matlab Script Node框图左侧上单击鼠标右键，选择“添加输入”，在出现的方框中输入x；重复操作，在方框中输入y。 注意：在Matlab Script Node中有几个输入变量，则需要添加几个输入。 在Matlab Script Node框图右侧上单击鼠标右键，选择“添加输出”，在出现的方框中输入z。 注意：此时只有一个输出变量，故只添加一个输出变量。 在前面板中选择“控件新式数值”，选择数值输入控件，将其放在前面板的合适位置。重复上述操作，将第二个数值控件放在前面板的合适位置。 在前面板中选择“控件新式数值”，选择数值显示

17、控件，将其放在前面板的合适位置 在程序框图中将两个数值输入控件分别与x，y连接，数值显示控件与z连接。程序框图如图所示： 运行程序，改变数值输入控件2和3的值，可以看到数值显示控件随之改变。同时会启动Matlab，并在Matlab中自动运行该脚本 (2)利用Matlab脚本节点实现3D图形 在函数面板的“数学脚本与公式脚本节点”，将Matlab脚本节点放置在合适的位置。 单击工具选板上的，在Matlab Script Node中单击即可以编辑M脚本。 在Matlab Script Node中输入如下语句： x=-8:0.5:8; y=x; XX,YY=meshgrid(x,y); r=sqrt

18、(XX.2+YY.2)+eps; z=sin(r)./r; surf(z); title(sin(r)/r); 在Matlab Script Node框图右侧上单击鼠标右键，选择“添加输出”，在出现的方框中输入z。并在z方框中右击，选择“选择数据类型2-D Array of Real”。 在前面板中选择“新式图形三维曲面图”，将其放在前面板合适的位置。 连接z和三维曲面图的“矩阵”输入端口。 最终程序框图如图所示： 运行该VI的同时也会启动Matlab，并在Matlab中自动运行该脚本，产生如图所示图形。 Labview调用库函数节点（调用DLL） 相对于CIN来讲，NI更推荐用户使用DLL来

19、共享基于文本编程语言开发的代码。除了共享和重复利用代码，开发人员还能利用DLL封装软件的功能模块，以便这些模块能被不同开发工具利用。在labview中，使用DLL一般有以下几种途径： （1）使用自己开发DLL中的函数。 （2）调用操作系统或硬件驱动供应商提供的API。 对于前一种方法来说，又可以通过以下几步实现： （a）在labview中定义DLL原型； （b）生成.C或.C+文件，完成实现函数功能的代码并为函数添加DLL 导出声明； （c）通过外部IDE（如VC+）创建DLL项目并编译生成.dll文件。下面的内容将具体讲解： 配置Call library function node(CFN)

20、 无论在labview中使用自己开发的DLL，或者硬件驱动供应商（操作系统）提供的API，都可以通过配置CFN来完成。如下图 在CFN图标的 右键菜单选择“配置”，打开配置对话框，通过该对话框，可以指定动态库存放路径、调用函数名以及传递给函数的参数类型和函数返回值的类型。在配置完成后，CFN节点会根据用户的配置自动更新其显示。 通过browse按钮或者直接在library name or path输入框中指定调用函数多在.dll文件的路径。 通过browse按钮下的控件用户可以指定多个线程同时调用DLL。默认情况下，labview以run in UI Thread方式调用DLL，调用的函数将直

21、接在用户线程中运行。另外一种方式是递归方式reentrant，在这种情况下可以允许多个线程同时调用DLL中的函数。但要确保正常调用，必须使dll中的代码线程安全。 在“Function Name”输入框中指定要调用函数的函数名。 通过“Call Conventions”下拉列表框指定调用DLL中函数的方式。可以指定调用方式为“C”（默认方式）或Windows标准调用方式“stdcall”。一般来说用“C”方式调用开发人员自己写的DLL函数，而“stdcall”一般做为标准调用方式来调用windows的API 通过Parameter域可以指定所调用函数的返回值类型。默认情况下CFN 节点没有输入

22、参数而且只有一个void类型的返回参数。该参数由CFN节点第一对连接点的右端返回，代表CFN执行结果。如果返回参数的类型是void类型，则CFN连接点为未启用状态（保持为灰色）。CFN的每一对连接点代表一个输入或输出参数，若要传递参数给CFN则将参数连接至相应连接点的左端，若要读取返回值，则将相应连接点的右端连接到Indicator。CFN返回参数的类型可以是Void，Numeric或String。只能为返回参数指定Void类型，输入参数不能指定为Void类型。调用的函数没有返回值时，指定CFN的返回参数类型为void类型。即使参数有确定类型的返回值，也可以指定CFN的返回类型为Void，但是

23、此时，函数的返回值将被忽略。有些时候，调用的函数返回值不是以上三种类型，可以使用与以上三种类中有相同大小的一个来代替。例如如果调用的函数返回一个Char类型数据，则可以用一个8-bit unsigned integer Numeric类型来代替。此外，由于LabVIEW中没有指针，因此调用DLL中的返回指针的函数似乎不可能。但是可以设定返回值类型为一个与指针有相同大小的Integer 类型，LabVIEW将把地址以整型值来看待，并且用户可以在以后的调用中直接使用它。 通过Parameter域和其右边的“Add a Parameter Before”，“Add a Parameter After

24、”和“Delete thisParameter”三个按钮可以增加、删除以及修改CFN的输入参数和类型。当用户选择某参数的类型后，其详细的数据类型列表和参数传递方式列表将显示出来，以方便进行详细设定。下表列出了可以设定的输入参数类型及其详细数据类型信息。 有时可能在CFN配置对话框中并不能找到要传递给它的参数类型，在这种情况下可以通过下面方法来解决。如果参数不含指针，则可以通过Flatten to String函数将参数转换为字符串，并将此字符串指针传递给函数。还有其它一些技巧请参见NI手册。设定后的最终结果显示在“Function Prototype”文本框中，在确认前，可以在此检查设定是否正

25、确。如果不正确可以在此修改设定。调用自己开发DLL中的函数 开发人员可以在LabVIEW中指定DLL函数的原型，然后在外部IDE中完成代码并编译生成.dll文件以 供项目使用。 下面就以一个简单的求数组求和的项目为例来说明这种开发过程。 1.在LabVIEW中创建DLL函数原型。 a)在LabVIEW的diagram面板上添加一个CFN并通过其右键菜单打开CFN的配置对话框； b)使“Library Name or Path”输入框为空； c)指定函数名“Function Name”和调用方式“Calling Conventions”分别为add_num和C； d)重命名返回参数的名称为“er

26、ror”，并指定其类型为Numeric的Signed 32-bit Integer； e)用“Add a Parameter After”按钮添加第一个参数p，指定其类型为Array的4-byte Single并设定Array Format为Array Data Pointer； f)用“Add a Parameter After”按钮添加第二个参数size，指定其类型为为Numeric的Signed32-bit Integer并设置参数传递方式为Value； g)用“Add a Parameter After”按钮添加第三个参数sum，指定其类型为为Numeric的4-byteSingle并

27、设置参数传递方式为Pointer to Value； h)至此，函数的原型应如下图所示 long add_num(float*p,long size,float*sum); i)确定后会发现CFN根据配置自动进行了更新更新后的情况如图示。 2.生成.C或.C+文件，完成实现函数功能的代码并为函数添加DLL导出声明；在CFN节点上通过右键菜单选择“Create.C File”生成mydll.c文件，其内容如下： 将以下代码插入到句之后实现函数的功能。 int i; float tmpSum=0; if(p!=NULL) for(i=0;isize;i+) tmpSum=tmpSum+pi; else return(1); *sum=tmpSum; return(0); 在完成实现函数功能的代码后，还必须为函数添加导出声明以便能在LabVIEW 中使用这些函数。 C/C+声名导出函数的关键字是_declspec(dllexport)，使用该关键字可以代替模块定义文件。 对于此处的例