虚拟仪器第2章

第2章开场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联机协助2.4设计前面板2.5设计后面板2.6运转VI2.7调试VI2.1安装和启动LabVIEW2.1.1安装LabVIEW8.0.阅读LabVIEW光盘，寻觅安装程序用鼠标双击autorun.exe安装程序，出现以下图所示的画面。这就是LabVIEW软件包的起始界面。选择该工程运转LabVIEW8.0的安装程序.输入用户信息和LabVIEW8.0产品序列号假设只是安装LabVIEW8.0评价版本不需求序列号。.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安装工程建议初学者和多数用户按照默许情况安装。.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“开场〞|“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工程按类型列出VI模板列出了最近翻开的工程工程和VI程序列表协助资源列表2.2LabVIEW编程环境2.2.1LabVIEW的根本VI引见一个根本的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/输出等根本操作。节点代码不能修正。构造控制〔structures〕：实现构造化程序控制。代码端口〔CIN、DLL〕：是与C言语程序或动态衔接库的接口。子VI：节点代码可以修正。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、构造和连线LabVIEW8.0中的主菜单主要包括文件(File)、编辑(Edit)、视图(View)、工程(Project)、操作(Operate)、工具(Tools)、窗口(Windows)、协助(Help)。File菜单：包含与文件操作相关的命令。Edit菜单：用于修正VI前面板和框图对象。View菜单：用于翻开LabVIEW中的各种窗口。Project菜单：用于工程工程文件的相关操作，并且可以设置工程工程文件的属性。。2.2.3菜单和工具栏Operate菜单：用于启动或停顿VI程序的执行、VI程序的调试、改动VI的默许值、以及在运转方式和编辑方式间切换Tools菜单：用于和仪器及数据采集板通讯、比较VI、编辑程序、允许访问Web效力器及LabVIEW其他选项。Windows菜单：用来在面板窗口和框图窗口之间切换，也可以陈列两个窗口以便同时察看。Help菜单：用于访问LabVIEW的大量在线协助、阅读有关面板和框图中对象的相关信息、查找范例、以及阅读LabVIEW版本号等信息。创建新的VI翻开对话框选择要创建的文件类型翻开VI封锁当前窗口封锁一切窗口保管当前VI另存当前VI创建新的工程翻开新的工程保管当前工程封锁当前工程编辑打印设置打印VI翻开VI属性对话框翻开最近访问过的工程翻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一切对象设置Tab选择控件顺序删除一切断线创建子VI禁用前面板网格对齐显示搜索结果查找或交换选择对象设置控件的当前值为默许值将一切控件重新初始化为默许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创建运转时菜单翻开控件选板翻开函数选板翻开工具选板查看错误列表查看VI层次构造查看选中SubVI的调用关系翻开类阅读器翻开LabVIEW启动窗口翻开导航窗口显示工具栏选项创建新的工程文件翻开现有的工程文件保管工程文件封锁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一切文件编译成可执行文件执行编译选择工程窗口中需求阅读的选项翻开工程文件信息对话框翻开工程属性设置对话框执行VI停顿执行VI单步进入单步跳过单步跳出查找并显示当前VI断点调用时挂起终了时打印VI前面板终了时将前面板数据写入文件终了时显示数据记录选项在运转和编辑之间切换衔接到远程效力器上VI的前面板调试运用程序或共享库翻开MAX访问仪器驱动程序网翻开MathScript窗口比较VI和VI层次VI性能分析平安战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翻开.NET控件等管理器窗口翻开LabVIEWLLB管理器翻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翻开远程前面板衔接纳理器窗口访问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协助窗口锁定即时协助窗口翻开LabVIEW联机协助解释错误查看本VI协助信息翻开范例查找器查找仪器驱动网络资源NIMAX配置协助显示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。单击程序进入执行形状。单击使程序延续运转，普通用于代码调试等特殊情况。单击强迫停顿程序运转。单击暂时停顿程序的运转，此时该图标变为红色且运转按钮变为弹起形状，假设单击或都可以恢复程序运转。：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那么下对齐。(分布对象)：改动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一样大小。(重新排序)：用于组合对象、锁定对象位置以及改动对象纵深层次和叠放次序。(加亮执行)：在程序运转时假设点亮该按钮，程序将以动画方式运转，数据流以气泡的方式沿着节点间的连线流动。(坚持数据值)：当单击这个按钮时，LabVIEW会坚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)：运转跳出节点。经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义务。前面板开发窗口所需的各种“控件〞均由控件模板提供。前面板的设计制造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适宜位置。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适宜工具，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任务窗口——前面板开发窗口和流程图编辑窗口，都提供有工具模板，而控件模板只出如今前面板开发窗口中，函数模板只出如今流程图编辑窗口中。本节的主要内容就是引见工具模板、控件模板和函数模板的主要功能和运用方法。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外形。假设运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挪动到相应位置时，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适宜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、挪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一样滚动窗口工具，同时挪动窗口内所以的对象断点工具，用于在框图程序内设置或去除断点颜色工具，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)虚拟仪器的面板是经过软件实现的。详细地讲，就是LabVIEW将传统仪器上的各种旋钮、开关、显示屏等一切能够涉及到的操作部件，都做成外形类似的“控件〞分类存于控制模板上。设计者在设计仪器面板时，只需根据需求选择适宜的“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。控件选板中的根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。图标子模板名称功能Numeric（数值量）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。Boolean（布尔量）逻辑数值的控制和显示。包含各种布尔开关、按钮以及指示灯等。String&Path（字符串和路径）用于创建文本输入框和标签、输入和返回文件或目录的地址。Array&Cluster（数组和簇）数组和簇的控制和显示。List&Table（列表和表格）表格形式数据的控制和显示控件。Graph（图形显示）显示数据结果的趋势图和曲线图。图标子模板名称功能Ring&Enum（环与枚举）单选框与枚举的控制和显示。I/O（输入/输出功能）与硬件有关的VISA、IVI数据源和DAQ数据通道名等。Refnum（参考数）作为对文件、目录等设备等的位移标志。Containers（容器）用来作为盛放其他对象的容器Tab容器，ActiveX容器等。Decorations（装饰）用于给前面板进行装饰的各种图形对象。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。详细地讲，就是LabVIEW将传统仪器上的各种测试功能、信号分析(现实上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是图形化的设计言语，因此它将各个库函数做成图标的方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。图标子模板名称功能Structure（结构）用于对程序流程的控制。Array（数组）包括数组运算函数、数组转换函数，以及常数数组等。Cluster（簇）包括簇的处理函数，以及群常数等。这里的群相当于C语言中的结构。Numeric（数值运算）包括各种常用的数值运算，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。Boolean（布尔运算）包括各种逻辑运算符以及布尔常数。String（字符串运算）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。图标子模板名称功能Comparison（比较）用来比较布尔型、数值型、字符串型以及“簇”和数组型数据，如大于、小于、等于。Timing&Dialog（时间和对话框）用来控制程序执行的速度，从系统时间得到数据以及创建对话框。FileI/O（文件输入/输出）包括处理文件输入/输出的程序和函数。Waveform（波形）各种波形处理工具ApplicationControl（应用控制）包括动态调用VI、标准可执行程序的功能函数。Graphics&Sound（图形与声音）包括3D、OpenGL、声音播放等功能模块。包括调用动态连接库和CIN节点等功能的处理模块。2.3善用LabVIEW联机协助LabVIEW为用户提供了非常全面的协助信息，有效地利用协助信息是快速掌握LabVIEW的一条捷径。LabVIEW提供了各种获取协助信息的方法，包括实时上下文协助〔ShowContextHelp〕、联机协助、LabVIEW范例查找器〔FindExamples〕、网络资源〔WebResources〕等。2.3.1运用上下文实时协助选择菜单栏中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，上下文协助窗口就会显示相应的协助信息。单击此处访问更详细的联机协助更多协助信息显示VI途径锁定上下文相关协助2.3.2联机协助文档当单击ContextHelp窗口中Detailedhelp会弹出相应的完好的协助信息。这是一个Windows规范风格的协助窗口，包含了LabVIEW全部的协助信息。他也可以选择主菜单Help->SearchtheLabVIEWHelp选项翻开它。单击此处将会翻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一切功能的运用实例，并提供了大量的综合运用实例。在菜单栏中选择Help->FindExamples选项可以翻开范例查找器。按义务显示或查找例程按目录构造显示或查找例程向NIDeveloperZone提交本人编写的程序2.3.4运用网络资源LabVIEW8.0不仅为用户提供了丰富的本地协助资源，在网络上可以找到更加丰富的学习LabVIEW的资源，这些资源成为学习LabVIEW的有力助手和工具。在NI的官方网站——ni/labview上有关于LabVIEW8.0非常详细的引见，还有关于用LabVIEW编写程序的详尽的资源。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。应根据实践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。可对控件对象进展编辑，包括：改动对象的大小，设置对象的颜色，设置对象标签、标题的字体，陈列、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。它们以非常笼统的文本、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，用来改动布尔型控制量的形状；作为显示量，布尔型控件主要表现为如LED等用于显示布尔量形状的控件。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笼统化显示，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。柔和度灰度谱亮堂颜色用户自定义颜色曾运用过的颜色当前选中的颜色透明系统预定义颜色翻开调色板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求的对齐方式。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求的分布方式。垂直中心线均匀分布顶端均匀分布左边均匀分布程度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程度无间隙分布垂直等间距分布程度中心线均匀分布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选项就可以将一切选择的对象组合在一同，假设需求取消组合，在下来菜单中选择Ungroup选项将其复原为独立的对象。下来菜单中的Lock是将选定对象的位置和大小锁定，对象锁定后不能挪动、改动大小和删除。如要编辑锁定对象，必需运用下来菜单中的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本人的属性，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求进展编辑。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称号；Caption：标题，通常和Lable一样；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,可以翻开以下图的对话框。Appearance页：用户可以设置与控件外观有关的属性。用户可以修正控件的Label和Caption属性以及设置其能否可见；可以设置控件的EnableState〔激活形状〕，以决议能否可以被程序调用；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许值。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方式，分别是〔Defaulteditingmode〕默许的编辑方式和〔Advancededitingmode〕高级编辑方式，在高级编辑方式下，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，以及用于文件途径的控制与显示控件。以下图是输入字符串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动，不会等键入回车后才改动。Documentation页：为控件添加描画和提示信息。DataBinding页：将该控件与网络上相应的数据源相衔接。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形状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，松开按钮前终了设置图形显示型控件的属性图形控件相对复杂，其详细运用方法将在以后详细引见，这里先引见WaveformGraph控件的属性。Appearance页：设置能否需求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之间进展切换，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求用到的一些参数，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，例如能否显示标尺，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的相关函数和程序构造，去处置数据以及数据端口之间的关系。函数和程序构造即是节点，节点即是程序的一条语句，它包括函数、VI子程序、构造和代码接口。数据端口那么可了解为程序的变量。2.5.1后面板中的控件对象程序框图中的控件对象实践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，类似文本编程言语中的语句、运算符、函数和子程序。LabVIEW中的节点主要包括函数、构造、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形状。单击鼠标，挪动鼠标即可。自动连线默许编程环境中，处于激活形状。只需在添加新的节点时假设其输入(或输出)接线端与其他对象的输出(或输入)接线端比较接近时有效(数据类型匹配)。在添加节点时，可以运用空格键来切换自动连线功能。2.6运转VI1.运转VI 单击前面板或程序框图工具栏中的运转按钮，就可以运转VI一次，当VI正在运转时，运转按钮变为形状。2.连线运转VI当单击按钮，可以连线运转程序，这时按钮变成形状，在这种形状下再单击此按钮就可以停顿延续运转。3.停顿VI运转 当程序运转时，停顿按钮由编辑时形状变为可用形状，单击此按钮可强行停顿程序的运转。4.暂停VI运转当单击按钮用来暂停程序的运转。再单击此按钮恢复运转。2.7调试VI1.采用单步运转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，遇到循环构造或子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构造或子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的形状，且暂停运转程序。2.在后面板中设置断点单击工具栏上的断点按钮，然后单击需求设置断点的地方，可以设置一个断点，假设点击曾经设置断点的地方，就可删除此处断点。也可以从快捷菜单中选择SetBreakpoi