虚拟仪器第2章

第2章开始LabVIEW之旅本章内容2.1安装和启动LabVIEW2.2LabVIEW编程环境2.3善用LabVIEW联机帮助2.4设计前面板2.5设计后面板2.6运行VI2.7调试VI2.1安装和启动LabVIEW2.1.1安装LabVIEW8.0.阅读LabVIEW光盘，寻找安装程序用鼠标双击autorun.exe安装程序，出现下图所示的画面。这就是LabVIEW软件包的起始界面。选择该项目运行LabVIEW8.0的安装程序.输入用户信息和LabVIEW8.0产品序列号如果只是安装LabVIEW8.0评估版本不需要序列号。.选择LabVIEW8.0的安装目录用户单击Browse来选择一个安装目录。.设置LabVIEW8.0安装项目建议初学者和多数用户按照默认情况安装。.完成LabVIEW8.0安装重新启动计算机后，用户可以启动LabVIEW8.0。2.1.2.启动LabVIEW8.0选择“开始”|“程序”|NationalInstrumentsLabVIEW8.0启动LabVIEW。创建一个新的空白VI程序创建一个新的工程项目按类型列出VI模板列出了最近打开的工程项目和VI程序列表帮助资源列表2.2LabVIEW编程环境2.2.1LabVIEW的基本VI介绍一个基本的VI包括：前面板（frontpanel）框图程序（blockdiagram）图标/连结端口(icon/connector)前面板框图程序例如：求两个数的和与差控制型控件指示型控件前面板：包括两类控件：控制型控件（control），指示型控件（indicator）。框图程序：由节点（node）、端口（terminal）和数据连线（wire）组成。节点端口1．节点节点是程序的执行元素，LabVIEW有4种节点类型：函数（functions）：执行各种数学运算、文件输入/输出等基本操作。节点代码不能修改。结构控制（structures）：实现结构化程序控制。代码端口（CIN、DLL）：是与C语言程序或动态连接库的接口。子VI：节点代码可以修改。2．端口3．数据连线定义了框图程序中的数据流动方向。2.2.2前面板(FrontPanel)和后面板(BlockDiagram)有交互式的输入和输出与前面板上控件对应的连线端子、函数、子VI、常量、结构和连线LabVIEW8.0中的主菜单主要包括文件(File)、编辑(Edit)、视图(View)、项目(Project)、操作(Operate)、工具(Tools)、窗口(Windows)、帮助(Help)。File菜单：包含与文件操作相关的命令。Edit菜单：用于修改VI前面板和框图对象。View菜单：用于打开LabVIEW中的各种窗口。Project菜单：用于工程项目文件的相关操作，并且可以设置工程项目文件的属性。。2.2.3菜单和工具栏Operate菜单：用于启动或停止VI程序的执行、VI程序的调试、改变VI的默认值、以及在运行模式和编辑模式间切换Tools菜单：用于和仪器及数据采集板通信、比较VI、编辑程序、允许访问Web服务器及LabVIEW其他选项。Windows菜单：用来在面板窗口和框图窗口之间切换，也可以排列两个窗口以便同时观察。Help菜单：用于访问LabVIEW的大量在线帮助、浏览有关面板和框图中对象的相关信息、查找范例、以及浏览LabVIEW版本号等信息。创建新的VI打开对话框选择要创建的文件类型打开VI关闭当前窗口关闭所有窗口保存当前VI另存当前VI创建新的工程打开新的工程保存当前工程关闭当前工程编辑打印设置打印VI打开VI属性对话框打开最近访问过的工程打开最近访问过的文件退出LabVIEW撤销上一步操作恢复被撤销操作剪切复制粘贴删除选中对象选中当前窗口中所有对象设置Tab选择控件顺序删除所有断线创建子VI禁用前面板网格对齐显示搜索结果查找或替换选择对象设置控件的当前值为默认值将所有控件重新初始化为默认值自定义控件导入图表到剪切板对齐选中的前面板对象分布选中的前面板对象编辑当前VI的修订历史为当前VI创建运行时菜单打开控件选板打开函数选板打开工具选板查看错误列表查看VI层次结构查看选中SubVI的调用关系打开类浏览器打开LabVIEW启动窗口打开导航窗口显示工具栏选项创建新的工程文件打开现有的工程文件保存工程文件关闭工程文件向工程文件中添加新的VI或其他类型文件把单个文件编译成可执行文件把所有文件编译成可执行文件执行编译选择工程窗口中需要浏览的选项打开工程文件信息对话框打开工程属性设置对话框执行VI停止执行VI单步进入单步跳过单步跳出查找并显示当前VI断点调用时挂起结束时打印VI前面板结束时将前面板数据写入文件结束时显示数据记录选项在运行和编辑之间切换连接到远程服务器上VI的前面板调试应用程序或共享库打开MAX访问仪器驱动程序网打开MathScript窗口比较VI和VI层次VI性能分析安全策略管理选择登陆用户生成可执行文件转换程序生成脚本源代码控制打开.NET控件等管理器窗口打开LabVIEWLLB管理器打开共享变量管理器窗口搜索硬盘上的VI向NI例程查找器中添加新例程打开远程前面板连接管理器窗口访问Web发布工具VI访问批量编译、VI矩阵及其他特性定制LabVIEW的外观和各种特性在前面板和程序框图之间切换左右两栏显示前面板和程序框图上下两栏显示前面板和程序框图切换到相应的窗口显示即时帮助窗口锁定即时帮助窗口打开LabVIEW联机帮助解释错误查看本VI帮助信息打开范例查找器查找仪器驱动网络资源NIMAX配置帮助显示LabVIEW专利信息关于LabVIEW工具栏：可以快速访问一些常用的程序功能。单击程序进入执行状态。单击使程序连续运行，一般用于代码调试等特殊情况。单击强制停止程序运行。单击暂时停止程序的运行，此时该图标变为红色且运行按钮变为弹起状态，如果单击或都可以恢复程序运行。：设置各种界面元素的文本字体。(对齐对象)：将前面板或框图上的多个选中对象在某一规则下对齐。(分布对象)：改变多个被选对象的分布方式。(调整对象大小)：将前面板多个被选对象调整为相同大小。(重新排序)：用于组合对象、锁定对象位置以及改变对象纵深层次和叠放次序。(加亮执行)：在程序运行时如果点亮该按钮，程序将以动画方式运行，数据流以气泡的形式沿着节点间的连线流动。(保持数据值)：当单击这个按钮时，LabVIEW会保持数据流上每个节点的数据。(单步进入)：允许进入节点。一旦进入节点，就可在节点内部单步执行。(单步跳过)：单步跳过节点。单步执行时不进入节点内部而有效地执行节点。(单步跳出)：运行跳出节点。通过跳出节点可以完成该节点的单步执行并跳转到下一个节点。2.2.4LabVIEW8.0模板简介

在一个虚拟仪器VI的开发过程中，设计者主要利用LabVIEW提供的三个模板，即工具模板(ToolsPalette)、控件模板(ControlsPalette)和函数模板(FunctionsPalette)，来完成VI面板和后面板两部分的设计开发任务。前面板开发窗口所需的各种“控件”均由控件模板提供。前面板的设计制作过程就是利用工具模板中的相应工具，从控件模板中取出所需的“控件”并摆放在前面板开发窗口中的合适位置。在后面板编辑窗口设计VI的流程图时，所需的各种“功能函数”(包括各种数学运算函数、信号分析函数、仪器驱动函数等等)均由函数模板提供。设计者利用函数模板中的合适工具，从函数模板中取出对应的“图标”放置在后面板编辑窗口中，再用“连线”将它们组合成流程图。LabVIEW提供的开发环境中所用的两个工作窗口——前面板开发窗口和流程图编辑窗口，都提供有工具模板，而控件模板只出现在前面板开发窗口中，函数模板只出现在流程图编辑窗口中。本节的主要内容就是介绍工具模板、控件模板和函数模板的主要功能和使用方法。工具模板(ToolsPalette)

工具模板提供了用于操作、编辑前面板和后面板上对象的各种工具。从工具模板中选择一种工具后，鼠标指针就会变成与该工具相应的形状。如果使用选板最顶端的自动选择工具(或按下Shift+Tab快捷键)，当光标在前面板或后面板中移动到相应位置时，LabVIEW会自动从选板中选择相应的工具。自动选择工具，根据鼠标相对于控件的位置自动选择合适的工具数据操作工具，用于操作前面板对象的数据，或选择对象内的文本或数据对象操作工具，用于选择对象、移动对象或所发对象文本编辑工具，用于在对象中输入文本或在窗口中创建标注连线工具，用于在框图程序中节点端口之间连线，或定义SubVI端子弹出选单工具，用于弹出右键快捷选单，与单击鼠标右键作用相同滚动窗口工具，同时移动窗口内所以的对象断点工具，用于在框图程序内设置或清除断点颜色工具，利用在颜色选择对话框中选择的颜色，或由颜色复制工具获得的颜色给对象上色探针工具，用于在框图程序内的数据连线上设置数据探针颜色复制工具，用于获取对象上某一点的颜色控件模板(ControlsPalette)虚拟仪器的面板是通过软件实现的。具体地讲，就是LabVIEW将传统仪器上的各种旋钮、开关、显示屏等所有可能涉及到的操作部件，都做成外形相似的“控件”分类存于控制模板上。设计者在设计仪器面板时，只需根据需要选择合适的“控件”放在面板相应的位置上即可。显然，由于控件模板是LabVIEW为设计者设计虚拟面板而提供的，因此它只会在前面板编辑窗口中出现。

控件选板在前面板显示，它包含创建前面板时可用的全部对象。控件选板中的基本常用控件可以以现代（modern）、经典（classic）和系统（system）三种风格显示。选择主菜单View->ControlsPalette选项或右击前面板空白处就可以显示控件选板。函数模板(FunctionsPalette)虚拟仪器的测试功能主要是由软件来设计完成的。具体地讲，就是LabVIEW将传统仪器上的各种测试功能、信号分析(事实上LabVIEW提供的有些信号分析方法利用传统仪器是难于实现的)、文件操作以及I/O(输入/输出)接口设备的驱动做成可供直接调用的库函数。由于LabVIEW是图形化的设计语言，因此它将各个库函数做成图标的形式存放在相应功能的子模板上。设计者在设计流程图时，只需根据欲完成的功能与操作，从子模板上选择相应的“图标”放在后面板编辑窗口中相应的位置上即可。显然，由于函数模板是LabVIEW为设计者设计流程图而提供的，因此它只会在后面板编辑窗口中出现。选择View->FunctionsPalette或右击框图面板空白处就可以显示函数选板。2.3善用LabVIEW联机帮助LabVIEW为用户提供了非常全面的帮助信息，有效地利用帮助信息是快速掌握LabVIEW的一条捷径。LabVIEW提供了各种获取帮助信息的方法，包括实时上下文帮助（ShowContextHelp）、联机帮助、LabVIEW范例查找器（FindExamples）、网络资源（WebResources）等。2.3.1使用上下文实时帮助选择菜单栏中Help->ShowContextHelp选项或按下Ctrl+H，就会弹出ContextHelp窗口。当鼠标移到某个对象或函数上时，上下文帮助窗口就会显示相应的帮助信息。单击此处访问更详细的联机帮助更多帮助信息显示VI路径锁定上下文相关帮助2.3.2联机帮助文档当单击ContextHelp窗口中Detailedhelp会弹出相应的完整的帮助信息。这是一个Windows标准风格的帮助窗口，包含了LabVIEW全部的帮助信息。你也可以选择主菜单Help->SearchtheLabVIEWHelp选项打开它。单击此处将会打开此函数所在位置的函数子模板，并高亮显示此函数单击此处可以自动从函数模板中选取此VI，并添加到后面板2.3.3范例查找器LabVIEW提供了大量的范例，这些范例几乎包含了LabVIEW所有功能的应用实例，并提供了大量的综合应用实例。在菜单栏中选择Help->FindExamples选项可以打开范例查找器。按任务显示或查找例程按目录结构显示或查找例程向NIDeveloperZone提交自己编写的程序2.4设计前面板LabVIEW中的前面板是图形化的人机界面，利用控件选项板提供的各种控件可以所见即所得地编辑丰富多彩的人机界面。应根据实际中的仪器面板以及该虚拟仪器所要实现的功能来设计前面板。多数控件本质的区别在于其代表的数据类型不同。可对控件对象进行编辑，包括：改变对象的大小，设置对象的颜色，设置对象标签、标题的字体，排列、组合、锁定对象。2.4.1设计数值型控件

数值型控件用于数值型数据的控制和显示，位于控件模板中的Numeric(数值)子模板、NumericControls(数值控制量)子模板以及NumericIndicators(数值显示量)子模板中。数值子模板中有各种用于操作数值型数据的控制量和显示量。它们以非常形象的文本、滑动杆、拨码盘、温度计等来控制和显示数值型数据。程序演示：2.4.2设计布尔型控件布尔型控件用于布尔型数据的控制和显示，位于控件模板中的Boolean(布尔)子模板中。作为控制量，布尔控件主要表现为一些开关和按钮，用来改变布尔型控制量的状态；作为显示量，布尔型控件主要表现为如LED等用于显示布尔量状态的控件。程序演示：2.4.3设计图形控件图形控件用于程序中数据的形象化显示，位于控件模板中的GraphIndicators(图形显示量)子模板以及Graph(图形)子模板中。这些图形控件主要包括WaveformChart(波形图表)、WaveformGraph(波形图)、XYGraph(XY两坐标图)以及IntensityGraph(密度图)等。程序演示：2.4.4前面板控件的着色和排版利用工具选板中提供的颜色工具编辑前面板和前面板控件的颜色。柔和度灰度谱明亮颜色用户自定义颜色曾使用过的颜色当前选中的颜色透明系统预定义颜色打开调色板2.4.5对齐与分布在工具栏中单击AlignObjects按钮在下拉框中选择需要的对齐方式。中间对齐顶端对齐左对齐右对齐居中对齐底端对齐在工具栏中单击DistributesObjects按钮在下拉框中选择需要的分布方式。垂直中心线均匀分布顶端均匀分布左边均匀分布水平等间距均匀分布右边均匀分布底端均匀分布垂直无间隙分布水平无间隙分布垂直等间距分布水平中心线均匀分布2.4.6组合与锁定选择多个对象，在工具栏中单击Record按钮，在下拉菜单中选择Group选项就可以将所有选择的对象组合在一起，如果需要取消组合，在下来菜单中选择Ungroup选项将其还原为独立的对象。下来菜单中的Lock是将选定对象的位置和大小锁定，对象锁定后不能移动、改变大小和删除。如要编辑锁定对象，必须使用下来菜单中的Unlock选项来接触锁定。2.4.7控件属性前面板中的每个控件都有自己的属性，如控件的颜色、最大最小值、显示精度和方式等。许多属性都可以根据不同的需要进行编辑。右击前面板任何一个控件选择Properties选项就可以弹出该控件的属性配置窗口。设置数值型控件的属性

数值型控件常用属性有：Label：标签，用于标识控件的类型与名称；Caption：标题，通常和Lable相同；DigitalDisplay：数字显示，以数字的方式显示控件所表达的数据。CaptionDigitalDisplayLabelTank控件的图标在控件的图标上单击鼠标右键，从弹出菜单中选择Properties,可以打开下图的对话框。Appearance页：用户可以设置与控件外观有关的属性。用户可以修改控件的Label和Caption属性以及设置其是否可见；可以设置控件的EnableState（激活状态），以决定是否可以被程序调用；在Appearance选项中用户也可以设置控件的颜色和风格。DataRange页：用户可以设置数值型控件的数据范围以及默认值。Scale页：用户可以设置数值型控件的刻度范围及其风格。FormatandPrecision页：用户可以设置控件的数据显示格式以及精度。该选项页包含两种编辑模式，分别是（Defaulteditingmode）默认的编辑模式和（Advancededitingmode）高级编辑模式，在高级编辑模式下，用户可以对控件的格式与精度做更为复杂的设置。设置文本型控件的属性LabVIEW8.0中的文本型控件可以分为三种类型，分别是：用于输入字符串的控制与显示控件，用于选择字符串的控制与显示控件，以及用于文件路径的控制与显示控件。下图是输入字符串StringControl和StringIndicator的属性对话框。Appearance页：不仅可以设置Label和Caption属性而且可以设置文本的显示方式。分别是Normal(正常)、Backslashcodes(反斜线码)、Password(密码)以及Hex(十六进制格式)。ShowScrollBar当文本框中的字符串不止一行时会显示滚动条；Limittosingleline：限制用户在单行输入字符串，不能回车换行；Updatevaluewhiletyping：文本框的值会随用户键入的字符而实时改变，不会等键入回车后才改变。Documentation页：为控件添加描述和提示信息。DataBinding页：将该控件与网络上相应的数据源相连接。KeyNavigation页：设置该控件的快捷键。设置布尔型控件的属性Appearance页：可以调整开关或按钮的颜色等外观参数。Operation页：可以设定按钮或开关的机械动作类型。当按下按钮时触发当松开按钮时触发当按钮处于按下状态时触发按下按钮后以“点动”方式触发松开按钮时以“点动”方式触发按下按钮时触发，松开按钮前结束设置图形显示型控件的属性图形控件相对复杂，其具体使用方法将在以后详细介绍，这里先介绍WaveformGraph控件的属性。Appearance页：设置是否需要显示控件的一些外观参数选项，如Label、Caption、GraphPalette（图形模板）、PlotLegend（绘图图例）、ScaleLegend（刻度图例）等。FormatandPrecision页：在Defaulteditingmode和Advancededitingmode之间进行切换，用于设置图形控件所显示的数据的格式与精度。Plots页：设置图形控件绘图时需要用到的一些参数，包括数据点的表示方法、曲线的线型以及颜色。Scales页：设置图形控件有关标尺的属性，例如是否显示标尺，标尺的风格、颜色以及栅格的颜色和风格等。2.5设计后面板。框图程序相当于源代码。用函数模板中VI的相关函数和程序结构，去处理数据以及数据端口之间的关系。函数和程序结构即是节点，节点即是程序的一条语句，它包括函数、VI子程序、结构和代码接口。数据端口则可理解为程序的变量。2.5.1后面板中的控件对象程序框图中的控件对象实际上是前面板相应控件的接线端

前面板控件2.5.2后面板节点LabVIEW中的后面板节点是指带有输入和输出接线端的对象，类似文本编程语言中的语句、运算符、函数和子程序。LabVIEW中的节点主要包括函数、结构、ExpressVI、子VI等。2.5.3对象连线

可以采用手动连线或自动连线。手动连线在工具选板中选择连线按钮，当此光标放在对象的连线端或连线上时，连线端或连线处处于闪烁状态。单击鼠标，移动鼠标即可。自动连线默认编程环境中，处于激活状态。只有在添加新的节点时若其输入(或输出)接线端与其他对象的输出(或输入)接线端比较靠近时有效(数据类型匹配)。在添加节点时，可以使用空格键来切换自动连线功能。2.6运行VI1.运行VI 单击前面板或程序框图工具栏中的运行按钮，就可以运行VI一次，当VI正在运行时，运行按钮变为状态。2.连线运行VI当单击按钮，可以连线运行程序，这时按钮变成状态，在这种状态下再单击此按钮就可以停止连续运行。3.停止VI运行 当程序运行时，停止按钮由编辑时状态变为可用状态，单击此按钮可强行停止程序的运行。4.暂停VI运行当单击按钮用来暂停程序的运行。再单击此按钮恢复运行。2.7调试VI1.采用单步运行VI功能单击工具栏上的单步执行按钮时，按单步步入方式执行VI，单击一次执行一步，遇到循环结构或子VI时，跳入循环或子VI内部继续单步执行。单击工具栏上的单步跳过按钮时，按单步跳过方式执行VI，单击一次执行一步，但在这种方式下把循环结构或子VI作为一个节点来执行，不再跳入其内部。单击工具栏上的单步跳出按钮时，可跳出单步执行VI的状态，且暂停运行程序。2.在后面板中设置断点单击工具栏上的断点按钮，然后单击需要设置断点的地方，可以设置一个断点，如果点击已经设置断点的地方，就可删除此处断点。也可以从快捷菜单中选择SetBreakpoint或ClearBreakpoint设置或删除断点。当程序运行到断点处时，程序自动暂停，如果断点设置在节点上，此时节点处于闪烁状态，如果断点设置在连线上，此时连线处于选中状态。3.使用探针