電子測量儀器虛擬儀器技術(shù)編程入門

1、電子測量儀器虛擬儀器技術(shù)編程入 門 虛擬儀器技術(shù)虛擬儀器技術(shù) 學(xué)習(xí)安排學(xué)習(xí)安排 第一章虛擬儀器基本知識（節(jié)課）第一章虛擬儀器基本知識（節(jié)課） 第二章第二章LabVIEWLabVIEW編程基礎(chǔ)（節(jié)課）編程基礎(chǔ)（節(jié)課） 第三章第三章VIVI設(shè)計（節(jié)課）設(shè)計（節(jié)課） 第四章測驗第四章測驗 (2(2節(jié)課節(jié)課) ) 題目：設(shè)計一個基本函數(shù)信號發(fā)生器，要求生成下列幾類題目：設(shè)計一個基本函數(shù)信號發(fā)生器，要求生成下列幾類 基本信號：正弦波、三角波、方波、和鋸齒波，方波占空基本信號：正弦波、三角波、方波、和鋸齒波，方波占空 比為比為50%50%，其它參數(shù)自設(shè)。（信號處理波形生成基，其它參數(shù)自設(shè)。（信號處理波形生

2、成基 本函數(shù)發(fā)生器）本函數(shù)發(fā)生器） 電子測量儀器虛擬儀器技術(shù)編程入 門 虛擬儀器技術(shù)虛擬儀器技術(shù) 第一章第一章 虛擬儀器的基本知識虛擬儀器的基本知識 1.傳統(tǒng)儀器簡介。 傳統(tǒng)儀器通常是一臺獨立的裝置，從功能方面看，傳統(tǒng)儀器可劃分為信號 的采集、控制、分析、處理、結(jié)果的表達(dá)與輸出顯示等電路。傳統(tǒng)儀器的功能 都是通過硬件電路或固化軟件來實現(xiàn)的，而且由儀器生產(chǎn)廠家給定，其功能和 規(guī)模一般都是固定的，用戶無法隨意改變其結(jié)構(gòu)和功能。傳統(tǒng)儀器大都是一個 封閉的系統(tǒng)，與其他設(shè)備的連接受到一定的限制。另外，傳統(tǒng)儀器價格偏貴， 技術(shù)更新慢和開發(fā)費用高，而且還沒有擺脫獨立使用的模式，較為復(fù)雜的應(yīng)用 場合或測試參數(shù)

3、較多的情況下，操作復(fù)雜。 電子測量儀器虛擬儀器技術(shù)編程入 門 虛擬儀器技術(shù)虛擬儀器技術(shù) 1.虛擬儀器簡介。 虛擬儀器的獨特優(yōu)點是在必要的數(shù)據(jù)采集硬件和通用計算機(jī)支持下，通過軟 件來實現(xiàn)儀器的部分或全部功能。所謂虛擬儀器，就是用戶在通用計算機(jī)平臺 上，根據(jù)需求定義和設(shè)計儀器的測試功能，使得使用者在操作這臺計算機(jī)時， 就像是在操作一臺他自己設(shè)計的測試儀器一樣。VI以透明的方式把計算機(jī)資源 （如微處理器、內(nèi)存、顯示器等）和儀器硬件（如AD、DA、數(shù)字IO、 定時器、信號處理等）的測量、控制能力結(jié)合在一起，通過軟件實現(xiàn)對信號的 分析處理、表達(dá)及圖形化用戶接口等. 電子測量儀器虛擬儀器技術(shù)編程入 門 虛

4、擬儀器技術(shù)虛擬儀器技術(shù) 測試儀器結(jié)構(gòu)測試儀器結(jié)構(gòu)： 電子測量儀器虛擬儀器技術(shù)編程入 門 虛擬儀器技術(shù)虛擬儀器技術(shù) 需要特別指出需要特別指出： 虛擬儀器實質(zhì)上是一種創(chuàng)新的儀器設(shè)計思想，而非一般具體的儀器也就是 說虛擬儀器可以有各種各樣的形式，完全取決于實際的物理系統(tǒng)和構(gòu)成儀器數(shù) 據(jù)采集單元的硬件類型但是有一點是相同的，就是虛擬儀器離不開計算機(jī)的 控制，軟件是虛擬儀器設(shè)計中最重要，也是最復(fù)雜的部分在虛擬儀器系統(tǒng)中， 硬件僅僅是為了解決信號的輸入輸出和調(diào)理，軟件才是整個儀器系統(tǒng)的關(guān)鍵 電子測量儀器虛擬儀器技術(shù)編程入 門 虛擬儀器技術(shù)虛擬儀器技術(shù) 2020多年前，美國國家儀器公司多年前，美國國家儀器公

5、司NINI（NationalNationalInstrumentsInstruments）提出了虛擬儀器）提出了虛擬儀器 （VIVI）概念，由此引發(fā)了傳統(tǒng)儀器領(lǐng)域的一場重大變革，從而開創(chuàng)了）概念，由此引發(fā)了傳統(tǒng)儀器領(lǐng)域的一場重大變革，從而開創(chuàng)了“軟件即軟件即 是儀器是儀器”的先河。虛擬儀器通過軟件將計算機(jī)硬件資源與儀器硬件有機(jī)的融合的先河。虛擬儀器通過軟件將計算機(jī)硬件資源與儀器硬件有機(jī)的融合 為一體，從而把計算機(jī)強大的計算處理能力和儀器硬件的測量、控制能力結(jié)合為一體，從而把計算機(jī)強大的計算處理能力和儀器硬件的測量、控制能力結(jié)合 在一起，大大縮小了儀器硬件的成本和體積，并通過軟件實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的顯示

6、、在一起，大大縮小了儀器硬件的成本和體積，并通過軟件實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的顯示、 存儲以及分析處理。存儲以及分析處理。 電子測量儀器經(jīng)歷了由模擬儀器、智能儀器到虛擬儀器發(fā)展的歷程，電子測量儀器經(jīng)歷了由模擬儀器、智能儀器到虛擬儀器發(fā)展的歷程， 在高速度、高帶寬和專業(yè)測試領(lǐng)域，獨立儀器具有無可替代的優(yōu)勢。在高速度、高帶寬和專業(yè)測試領(lǐng)域，獨立儀器具有無可替代的優(yōu)勢。 在中低檔測試領(lǐng)域，虛擬儀器可取代一部分獨立儀器的工作，但完成復(fù)雜環(huán)境在中低檔測試領(lǐng)域，虛擬儀器可取代一部分獨立儀器的工作，但完成復(fù)雜環(huán)境 下的自動化測試是虛擬儀器的拿手好戲，是傳統(tǒng)的獨立儀器難以勝任的。下的自動化測試是虛擬儀器的拿手好戲，是傳統(tǒng)的

7、獨立儀器難以勝任的。 電子測量儀器虛擬儀器技術(shù)編程入 門 虛擬儀器技術(shù)虛擬儀器技術(shù) 1.2 1.2 虛擬儀器的組成虛擬儀器的組成 虛擬儀器由硬件和軟件組成 構(gòu)成虛擬儀器的硬件平臺包括兩部分：構(gòu)成虛擬儀器的硬件平臺包括兩部分： 1計算機(jī)：一般為一臺PC機(jī)或者工作站，它是硬件平臺的核心。 2I/O接口設(shè)備：主要完成被測輸入信號的采集、放大、模/數(shù)轉(zhuǎn) 換。可根據(jù)實際情況采用不同的I/O接口硬件設(shè)備，如數(shù)據(jù)采集卡 /板(DAQ)、GPIB總線儀器、VXI總線儀器模塊、串口儀器等。虛 擬儀器的構(gòu)成方式主要有五種類型，如圖9.1所示。 電子測量儀器虛擬儀器技術(shù)編程入 門 虛擬儀器技術(shù)虛擬儀器技術(shù) （1）P

8、CDAQ系統(tǒng)：是以數(shù)據(jù)采集板、信號調(diào)理電路和計算機(jī)為儀器硬件平臺 組成的插卡式虛擬儀器系統(tǒng)。 （2）GPIB系統(tǒng)：GPIB標(biāo)準(zhǔn)總線儀器與計算機(jī)為儀器硬件平臺組成的虛擬儀器測 試系統(tǒng)。 （3）VXI系統(tǒng)：以VXI標(biāo)準(zhǔn)總線儀器模塊與計算機(jī)為儀器硬件平臺組成的虛擬儀 器測試系統(tǒng)。 （4）PXI系統(tǒng)：以PXI標(biāo)準(zhǔn)總線儀器模塊與計算機(jī)為儀器硬件平臺組成的虛擬儀 器測試系統(tǒng)。 （5）串口系統(tǒng)：以Serial標(biāo)準(zhǔn)總線儀器與計算機(jī)為儀器硬件平臺組成的虛擬儀 器測試系統(tǒng)。 電子測量儀器虛擬儀器技術(shù)編程入 門 虛擬儀器技術(shù)虛擬儀器技術(shù) 圖.1 虛擬儀器組成 電子測量儀器虛擬儀器技術(shù)編程入 門 虛擬儀器技術(shù)虛擬儀器

9、技術(shù) 虛擬儀器軟件由兩大部分構(gòu)成。虛擬儀器軟件由兩大部分構(gòu)成。 1應(yīng)用程序。它包含兩個方面的程序： （1）實現(xiàn)虛擬面板功能的前面板軟件程序。 （2）定義測試功能的流程圖軟件程序。 2I/O接口儀器驅(qū)動程序。這類程序用來完成特定外部硬件設(shè)備的擴(kuò)展、驅(qū) 動與通信。 開發(fā)虛擬儀器，必須有合適的軟件工具。目前已有多種虛擬儀器的軟件開發(fā) 工具。 （1）文本式編程語言：如C、Visual C、Visual Basic、 Labwindows/CVI等。 （2）圖形化編程語言：如LabVIEW、HPVEE等。 這些軟件開發(fā)工具為用戶設(shè)計虛擬儀器應(yīng)用軟件提供了最大限度的方便條件 與良好的開發(fā)環(huán)境。本書要介紹的

10、是LabVIEW圖形化編程語言。 電子測量儀器虛擬儀器技術(shù)編程入 門 虛擬儀器技術(shù)虛擬儀器技術(shù) 1.3 虛擬儀器的特點 虛擬儀器與傳統(tǒng)儀器有著很大差別，傳統(tǒng)儀器主要由硬件 組成，需要操作者操作面板上的開關(guān)旋鈕完成測量工作。 其測試功能是由具體的電子電路來實現(xiàn)的。而在虛擬儀器 中，其測試功能主要有軟件完成，其操作面板變成了與實 物控件對應(yīng)的圖標(biāo)。所以，虛擬儀器具有以下特點： 電子測量儀器虛擬儀器技術(shù)編程入 門 虛擬儀器技術(shù)虛擬儀器技術(shù) 1虛擬儀器的面板是虛擬的。 虛擬儀器面板上的各種“控件”與傳統(tǒng)儀器面板上的各種“器 件”所完成的功能是相同的，它的外形是與實物相像的“圖 標(biāo)”。對虛擬儀器的操作只

11、需用鼠標(biāo)點擊相應(yīng)圖標(biāo)即可，設(shè)計 虛擬面板的過程就是在前面板窗口中選取、擺放所需的圖形控 件的過程。所以，虛擬儀器具有良好的人機(jī)交互界面，使用 LabVIEW圖形化編程語言，可在短時間內(nèi)輕松完成一個美觀而又 實用的“虛擬儀器前面板”的設(shè)計，使整個設(shè)計過程變得輕松 而有趣。 電子測量儀器虛擬儀器技術(shù)編程入 門 虛擬儀器技術(shù)虛擬儀器技術(shù) 2虛擬儀器測量功能是由軟件編程實現(xiàn)的 在以PC計算機(jī)為核心組成的硬件平臺支持下，通過軟件編程 設(shè)計來實現(xiàn)儀器的測試功能，而且可以通過不同測試功能的軟 件模塊的組合來實現(xiàn)多種測試功能，因此，虛擬儀器具有很強 的擴(kuò)展功能和數(shù)據(jù)處理能力。 3開發(fā)研制周期短，技術(shù)更新速度快

12、。傳統(tǒng)儀器的技術(shù)更新周 期大約是5至10年，而虛擬儀器的更新周期是1至2年。 4軟件、硬件具有開放性、模塊化、可重復(fù)使用的特點。 5通過使用標(biāo)準(zhǔn)接口總線和網(wǎng)卡，極易實現(xiàn)測量自動化、智能 化和網(wǎng)絡(luò)化。 電子測量儀器虛擬儀器技術(shù)編程入 門 虛擬儀器技術(shù)虛擬儀器技術(shù) 第二章 LabVIEW編程基礎(chǔ) 2.1 LabVIEW2.1 LabVIEW簡介簡介 LabVIEW (Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench，實驗室虛擬儀器工程平臺)是美國國家儀器公 司(National Instrument Company，NI公司)開發(fā)的一種基 于G

13、語言(Graphics Language，圖形化編程語言) 的虛擬儀 器軟件開發(fā)工具。 電子測量儀器虛擬儀器技術(shù)編程入 門 虛擬儀器技術(shù)虛擬儀器技術(shù) 與傳統(tǒng)的通用編程語言不同，LabVIEW編程最主要的兩個特點是圖形化 編程和數(shù)據(jù)流驅(qū)動。 圖形化編程： LabVIEW與Visual C+、Visual Basic等基于文本的編程語言不同，它使用圖形化 程序設(shè)計方法，用框圖代替了傳統(tǒng)的程序代碼，編程的過程即是使用圖形符合表達(dá) 程序行為和過程，相應(yīng)地，源代碼不是一行行文本而是框圖。 數(shù)據(jù)流驅(qū)動： 宏觀上講， LabVIEW的運行機(jī)制已不再是傳統(tǒng)上的馮諾伊曼式計算機(jī)體系結(jié)構(gòu) 的執(zhí)行方式傳統(tǒng)計算機(jī)語言

14、中的順序執(zhí)行結(jié)構(gòu)在LabVIEW中被并行機(jī)制所代 替本質(zhì)上講它是一種帶有圖形控制流結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)流模式，程序中的第一個節(jié)點只 有在獲得它的全部輸入數(shù)據(jù)后才能夠被執(zhí)行 電子測量儀器虛擬儀器技術(shù)編程入 門 虛擬儀器技術(shù)虛擬儀器技術(shù) 2.2 LabVIEW程序的基本構(gòu)成 用LabVIEW 開發(fā)的程序一般由一個或多個后綴名為vi的文件 組成，這些文件可被稱為VI。所有VI都由前面板、框圖及圖 標(biāo)和連線板三部分組成，一個典型的VI如圖所示 電子測量儀器虛擬儀器技術(shù)編程入 門 第第9 9章章 虛擬儀器技術(shù)虛擬儀器技術(shù) 電子測量儀器虛擬儀器技術(shù)編程入 門 虛擬儀器技術(shù)虛擬儀器技術(shù) 2.2.1 前面板 前面板是V

15、I的交互式用戶界面,外觀和功能都類似于傳統(tǒng)儀 器面板,用戶的輸入數(shù)據(jù)通過前面板傳遞給框圖,計算和分析 結(jié)果也在前面板上以數(shù)字、圖形、表格等各種不同方式顯示 出來。 前面板上的各種控件根據(jù)輸入輸出功能可分為輸入控件和顯 示控件。 以LabVIEW自帶例程中“Frequency Response.vi”（位于 LabVIEW安裝文件夾下examplesappsfreqresp.lld Frequency Response.vi） 電子測量儀器虛擬儀器技術(shù)編程入 門 虛擬儀器技術(shù)虛擬儀器技術(shù) 2.2.2 框圖 框圖是程序代碼的圖形化表示，可通過選擇主菜單項中“窗 口 顯示程序框圖”或者使用快捷鍵Ct

16、rl+E在前面板和框 圖之間切換。 框圖中含有各種圖形化的函數(shù)、子VI、變量、常量、結(jié)構(gòu)和 連線，從前面板中得到用戶輸入的數(shù)據(jù)后，按照所編寫的程 序以數(shù)據(jù)流方式進(jìn)行運算，最后結(jié)果反饋給用戶。 以LabVIEW自帶例程中“Frequency Response.vi” 電子測量儀器虛擬儀器技術(shù)編程入 門 虛擬儀器技術(shù)虛擬儀器技術(shù) 圖標(biāo)是VI的圖形符號，LabVIEW中內(nèi)置了圖標(biāo)編輯器供用戶自 行繪制個性化圖標(biāo)，用戶可通過在界面右上角的VI圖標(biāo)上直接 雙擊鼠標(biāo)調(diào)出圖標(biāo)編輯器 連線板則用來定義輸入和輸出，用戶可在界面右上角的VI圖標(biāo) 上用鼠標(biāo)右鍵點擊,選擇”顯示連線板”,調(diào)出當(dāng)前VI的連線板 進(jìn)行設(shè)置

17、. LabVIEW編程中,用戶要做的工作就是恰當(dāng)?shù)卦O(shè)置參數(shù),并連接 各個子VI.編程一般步驟就是使用鼠標(biāo)選取合適的模塊、連線 和設(shè)置參數(shù)的過程。 電子測量儀器虛擬儀器技術(shù)編程入 門 虛擬儀器技術(shù)虛擬儀器技術(shù) 2.3 LabVIEW編程環(huán)境 2.3.1 啟動界面 2.3.2 控件選板 在前面板或框圖進(jìn)行編程時，只需用鼠標(biāo)右鍵單擊中間的空白區(qū)域，即可彈出 控件選板或函數(shù)選板，并且按照功能相似性劃分為不同的子選板，圖標(biāo)上標(biāo)有 右三角符號都還可展開下一級子選板 鼠標(biāo)右鍵單擊前面板的空白區(qū)域，所彈出的控件選板如圖示，常用的各個子選 板及其用途如下： l新式：提供新式風(fēng)格的各種控件 l系統(tǒng)：提供與所在操作

18、系統(tǒng)風(fēng)格統(tǒng)一的各種控件 l經(jīng)典：提供經(jīng)典風(fēng)格的各種控件 l特快通道（Express）：包含了最常用的幾類控件 l.NET與ActiveX:提供與.NET和ActiveX支持相關(guān)的控件 電子測量儀器虛擬儀器技術(shù)編程入 門 虛擬儀器技術(shù)虛擬儀器技術(shù) 2.3.2 函數(shù)選板 鼠標(biāo)右鍵單擊框圖的空白區(qū)域，所彈出的函數(shù)選板如圖示，常用的各個子選板 及其用途如下： l編程：提供大量豐富的編程用函數(shù)。 l測量I/O：提供與測量I/O相關(guān)的各種函數(shù)。 l儀器I/O：提供與儀器I/O相關(guān)的各種函數(shù)。 l數(shù)學(xué)：提供大量常用數(shù)學(xué)函數(shù) l信號處理：信號處理相關(guān)函數(shù) l互連接口：各種與外部代碼調(diào)用、.NET支持、Acti

19、veX支持、注冊表讀寫、版 本控制、端口讀寫、輸入設(shè)備控制等相關(guān)的接口函數(shù)。 l特快通道（Express）:包含了一些最常用的函數(shù)和程序框架。 電子測量儀器虛擬儀器技術(shù)編程入 門 虛擬儀器技術(shù)虛擬儀器技術(shù) 2.3.3 工具欄 前面板工具欄 框圖工具欄 電子測量儀器虛擬儀器技術(shù)編程入 門 第第9 9章章 虛擬儀器技術(shù)虛擬儀器技術(shù) 在前面板和框圖程序窗口，設(shè)有編輯對象用的工具條，工具條 各圖標(biāo)的功能如表所示。 執(zhí)行按鈕，單擊此按鈕運行VI 中斷按鈕，當(dāng)執(zhí)行按鈕變?yōu)榇诵螤顣r，表明VI有錯誤，不能編譯運行， 單擊該按鈕，可彈出Error List對話框，提示VI中的錯誤。 連續(xù)運行按鈕，單擊此按鈕可重

20、復(fù)運行I。 電子測量儀器虛擬儀器技術(shù)編程入 門 第第9 9章章 虛擬儀器技術(shù)虛擬儀器技術(shù) 停止運行按鈕，單擊此按鈕可停止運行VI。 暫停按鈕，單擊此按鈕可暫停VI執(zhí)行，再次單擊此 按鈕，VI又續(xù)執(zhí)行。 指示燈按鈕 ，單擊此按鈕，可動態(tài)顯示VI執(zhí)行時數(shù)據(jù)流動動畫。 單步（入）按鈕，單擊此按鈕，按節(jié)點順序單步執(zhí)行程序， 每單擊一次，程序執(zhí)行一步。 單步（跳）按鈕，單擊此按鈕，按節(jié)點順序單步 執(zhí)行程序（不進(jìn)入循環(huán)、SubVI內(nèi)部）， 單步（出）按鈕 ，單擊此按鈕，退出單步， 進(jìn)入暫停狀態(tài)。 電子測量儀器虛擬儀器技術(shù)編程入 門 第第9 9章章 虛擬儀器技術(shù)虛擬儀器技術(shù) 對齊列表框,單擊此按鈕， 可選擇

21、圖標(biāo)的對齊方式。 分布列表框，單擊此按鈕， 可選擇圖標(biāo)的分布方式。 重新排序列表框，為選定對象重新 設(shè)定在窗口中的前后順序。 電子測量儀器虛擬儀器技術(shù)編程入 門 虛擬儀器技術(shù)虛擬儀器技術(shù) 2.3.4 菜單 LabVIEW菜單可分為主菜單和右鍵菜單兩大類 主菜單： LabVIEW編程環(huán)境界面的主菜單，提供一系列豐富的操作命令。 右健菜單：在前面板或框圖上的特定對象（如控件或框圖端子）上單擊右鍵， 可彈出右鍵菜單。 2.3.5 工具選板 工具模板提供了用于創(chuàng)建、編輯和修改前面板和流程圖上對象的各種工具。 如果想選用某操作工具，只需用鼠標(biāo)點擊該工具圖標(biāo)即可。 工具模板的調(diào)用方法：查看 工具選板 電子

22、測量儀器虛擬儀器技術(shù)編程入 門 第第9 9章章 虛擬儀器技術(shù)虛擬儀器技術(shù) LabVIEW工具選板的圖標(biāo)及功能 序 號 圖標(biāo)名稱功能 1 操作工具 (Operate Value) 它是一個操作數(shù)值的工具。 將操作工具 移動到某處，鼠標(biāo)點擊后，就可在操作工 具所在位置處鍵入數(shù)字。 2選擇工具 (Position/Size /Select) 用于選擇、移動對象或改變對象的大小。 3文字工具 (Edit Text) 用于輸入標(biāo)簽文本或者創(chuàng)建自由標(biāo)簽。 4連線工具 (Connect Wire) 用于在流程圖中連接對象。使用方法是： 點擊需連線的兩端。這兩端必須是前節(jié)點 的輸出端和后節(jié)點的輸入端。 電子測

23、量儀器虛擬儀器技術(shù)編程入 門 第第9 9章章 虛擬儀器技術(shù)虛擬儀器技術(shù) 序 號 圖標(biāo)名稱功能 5模板或菜單彈出工具 (Object Shortcut Menu) 用鼠標(biāo)左鍵點擊，可在前面板設(shè)計窗口出現(xiàn)控制模 板或者在流程圖編輯窗口出現(xiàn)功能模板。也可彈出 對象的下拉菜單。 6窗口平移工具 (Scroll Window) 用于在窗口中移動對象，可代替滾動條。 7斷點工具 (Set/Clear Breakpoint) 用鼠標(biāo)左擊該工具，將它放置在流程圖中相應(yīng)位置， 即可設(shè)置程序運行斷點。 8探針工具 (Probe Data) 可以在流程圖的數(shù)據(jù)流線上設(shè)置探針。通過探針窗 口來觀察該數(shù)據(jù)流線上的數(shù)據(jù)變

24、化狀況。 9提取顏色工具 (Get Color) 用來獲取窗口中已染色對象的顏色。 10設(shè)置顏色工具 (Set Color) 用來給窗口中的對象設(shè)置顏色。 電子測量儀器虛擬儀器技術(shù)編程入 門 虛擬儀器技術(shù)虛擬儀器技術(shù) 2.4 數(shù)據(jù)類型 LabVIEW使用數(shù)據(jù)流方式運行，因此有必要掌握LabVIEW數(shù)據(jù)類型的應(yīng)用， LabVIEW數(shù)據(jù)類型分為基本數(shù)據(jù)類型和復(fù)合數(shù)據(jù)類型兩大類。 2.4.1 基本數(shù)據(jù)類型 最常用的基本數(shù)據(jù)類型主要包括數(shù)值型、布而型、字符串、文件路徑等幾類。 1.數(shù)值型 數(shù)值型數(shù)據(jù)是一種標(biāo)量值,包括浮點數(shù)、定點數(shù)、整型數(shù)、復(fù)數(shù)等類型，不同數(shù) 據(jù)類型的差別在于存儲數(shù)據(jù)使用的位數(shù)和表示的

25、值的范圍。 創(chuàng)建數(shù)值型數(shù)據(jù)變量可以在控件選板中選擇“新式 數(shù)值 數(shù)值輸入控件（或 數(shù)值顯示控件）”，以創(chuàng)建數(shù)值型輸入控件或顯示控件。 創(chuàng)建數(shù)值型數(shù)據(jù)常量可以在函數(shù)選板中選擇“編程 數(shù)值 數(shù)值常數(shù)”，以創(chuàng) 建數(shù)值型輸入控件或顯示控件。 電子測量儀器虛擬儀器技術(shù)編程入 門 虛擬儀器技術(shù)虛擬儀器技術(shù) 數(shù)值型數(shù)據(jù)類型： 數(shù) 據(jù) 類 型端口圖 標(biāo) 存儲位 數(shù) 數(shù) 值 范 圍 有符號整數(shù)8-128-127 無符號整數(shù)80-255 有符號整數(shù)16-32768-32767 無符號整數(shù)160-65535 有符號整數(shù)32-214748647 無符號整數(shù)320-4294967295 單精度浮點型32最小正數(shù)1.40

26、e-45，最大正數(shù)3.40e+38， （絕對值）最小負(fù)數(shù)-1.40e-45，（絕對值） 最大負(fù)數(shù)-3.40e+38。 電子測量儀器虛擬儀器技術(shù)編程入 門 虛擬儀器技術(shù)虛擬儀器技術(shù) 復(fù)數(shù)單精度浮點型64實部和虛部分別與單精度浮點數(shù)相同 雙精度浮點型64最小正數(shù)4.94e-324，最大正數(shù)1.79e+308， （絕對值）最小負(fù)數(shù)-4.94e-324，（絕對 值）最大負(fù)數(shù)-1.79e+308。 復(fù)數(shù)雙精度浮點型128實部和虛部分別與雙精度浮點數(shù)相同 擴(kuò)展精度浮點型128最小正數(shù)6.48e-4966，最大正數(shù) 1.19e+4932，（絕對值）最小負(fù)數(shù)- 6.48e-4966，（絕對值）最大負(fù)數(shù)- 1.

27、19e+4932。 復(fù)數(shù)擴(kuò)展精度浮點型256實部和虛部分別與擴(kuò)展精度浮點數(shù)相同 電子測量儀器虛擬儀器技術(shù)編程入 門 虛擬儀器技術(shù)虛擬儀器技術(shù) 練習(xí)： 輸入數(shù)據(jù)并顯示，要求用不同格式的輸入和顯示控件。 1.輸入為16位無符號整數(shù)60000，顯示為16位帶符號整數(shù) 2.輸入為32位無符號整數(shù)70632,顯示為16位無符號整數(shù) 3.輸入為8位帶符號整數(shù)120,顯示為16位帶符號整數(shù). 電子測量儀器虛擬儀器技術(shù)編程入 門 虛擬儀器技術(shù)虛擬儀器技術(shù) 布爾型 布爾型即邏輯型，其取值只能為真或假創(chuàng)建布爾型變量可通過在控件選板 選擇“新式布爾”下的各項控件得到 創(chuàng)建布爾型常量，可以在函數(shù)選板中選擇“編程布爾真

28、常量（或假 常量）”得到 字符串 字符串是LabVIEW中的另外一種基本數(shù)據(jù)類型，可支持對字符串型數(shù)據(jù)的存 儲和修改功能創(chuàng)建字符串型變量，可以在控件選板中選擇“新式字符 串與路徑字符串輸入控件（或字符串顯示控件）”得到 創(chuàng)建字符串型常量，可以在函數(shù)選板中選擇“編程字符串字符串常 量”得到 電子測量儀器虛擬儀器技術(shù)編程入 門 虛擬儀器技術(shù)虛擬儀器技術(shù) 2.4.2 復(fù)合數(shù)據(jù)類型 LabVIEW中的復(fù)合數(shù)據(jù)類型是在基本數(shù)據(jù)類型上的進(jìn)一步拓展,是用多個相同 或不同的基本數(shù)據(jù)類型組成數(shù)組、簇、矩陣等復(fù)合結(jié)構(gòu)，以滿足更為靈活的 需要。 1數(shù)組 LabVIEW中的數(shù)組可支持一維或多維數(shù)組，同一個數(shù)組中的所有

29、數(shù)組元素必 須隸屬于同一基本數(shù)據(jù)類型 電子測量儀器虛擬儀器技術(shù)編程入 門 虛擬儀器技術(shù)虛擬儀器技術(shù) 1數(shù)組 在LabVIEW中創(chuàng)建并配置一個數(shù)組對象可以分為三步進(jìn)行 (1)生成數(shù)組框架:從控件選板中選擇”新式 數(shù)組、矩陣與簇 數(shù)組”，創(chuàng) 建一個不包含任何內(nèi)容的數(shù)組框架，對應(yīng)的框圖中也會生成一個空心的數(shù)組 端子 (2)填充數(shù)組元素：根據(jù)需要，創(chuàng)建一個所需類型的變量，將其用鼠標(biāo)拖入上 步創(chuàng)建的數(shù)組框架中，就可得到一個以該類型數(shù)據(jù)為元素的數(shù)組對象，對應(yīng) 的框圖中數(shù)組端子就會變?yōu)閷嵭牡?，并與該數(shù)據(jù)類型對應(yīng)。 (3)配置數(shù)組：新創(chuàng)建的數(shù)組默認(rèn)維數(shù)為一維，如果需要增加數(shù)組維數(shù)，可以 用鼠標(biāo)向下拖動數(shù)組左上

30、角的索引顯示框，或者在數(shù)組的鼠標(biāo)右鍵菜單中選 擇“添加維度”。 數(shù)組也分創(chuàng)建數(shù)組變量和數(shù)組常量 電子測量儀器虛擬儀器技術(shù)編程入 門 虛擬儀器技術(shù)虛擬儀器技術(shù) 2簇 LabVIEW中的簇是另外一種常用的復(fù)合類型數(shù)據(jù)，其功能與C語言中的struct 結(jié)構(gòu)體相似，可以將若干種不同類型的數(shù)據(jù)集合在一起，作為一個整體進(jìn)行 處理 創(chuàng)建一個簇需要兩步： (1)創(chuàng)建簇框架:從控件選板中選擇”新式 數(shù)組、矩陣與簇 簇”，創(chuàng)建一 個不包含任何內(nèi)容的簇框架，對應(yīng)的框圖中也會生成一個對應(yīng)的簇端子。 (2)填充簇元素：根據(jù)需要，分別創(chuàng)建需要的簇元素所對應(yīng)的數(shù)據(jù)類型變量， 然后將其拖入上一步中創(chuàng)建的簇框架中，就可以得到一

31、個以這些變量為元素 的簇，同時框圖上的簇端子圖標(biāo)也會發(fā)生變化。 電子測量儀器虛擬儀器技術(shù)編程入 門 虛擬儀器技術(shù)虛擬儀器技術(shù) 練習(xí)： 創(chuàng)建數(shù)組和簇。 1.創(chuàng)建如下數(shù)組變量和常量： 1,2,3;4,5,6;7,8,9 1.13,2.57,5.78,9.11 2.創(chuàng)建如下簇變量: 數(shù)值變量,布而變量,字符串變量 電子測量儀器虛擬儀器技術(shù)編程入 門 虛擬儀器技術(shù)虛擬儀器技術(shù) 2.5 程序流程控制 LabVIEW中提供了數(shù)種流程控制結(jié)構(gòu)，包括順序結(jié)構(gòu)、選擇結(jié)構(gòu)、循環(huán)結(jié)構(gòu)、事件 結(jié)構(gòu)等，使得LabVIEW能夠像其他通用編程語言一樣合理控制程序的運行流程。 LabVIEW中用以控制程序流程的各種結(jié)構(gòu)位于函

32、數(shù)選板中的“編程 結(jié)構(gòu)”下。 電子測量儀器虛擬儀器技術(shù)編程入 門 虛擬儀器技術(shù)虛擬儀器技術(shù) 2.5 .1順序結(jié)構(gòu) 順序結(jié)構(gòu)分為平鋪式順序結(jié)構(gòu)和層疊式順序結(jié)構(gòu)兩種,都是用來強制程序流程一步步 順序執(zhí)行的。順序結(jié)構(gòu)中含有一個或多個幀,每一幀中的程序同時執(zhí)行,執(zhí)行完之后 才進(jìn)入下一幀執(zhí)行，可以通過鼠標(biāo)右鍵菜單中的“在后面添加幀”、“在前面添加 幀”、“復(fù)制幀”、“刪除本幀”分別完成對幀的增添、復(fù)制和刪除工作。 兩種順序結(jié)構(gòu)的互換 電子測量儀器虛擬儀器技術(shù)編程入 門 虛擬儀器技術(shù)虛擬儀器技術(shù) 2.5 .2 條件結(jié)構(gòu) 條件結(jié)構(gòu)類似于語言中的“ifelse”語句，可根據(jù)不同條件執(zhí)行不同的程序塊。 LabV

33、IEW中的條件結(jié)構(gòu)如下圖所示，其中選擇器用來連接選擇條件數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)類型 可以是布爾型、數(shù)值型、字符串以及枚舉類型。條件結(jié)構(gòu)可以由多個分支組成，分 別對應(yīng)不同的條件。選擇器接收到條件數(shù)據(jù)之后進(jìn)行判斷，然后選擇進(jìn)入對應(yīng)的分 支執(zhí)行。 條件結(jié)構(gòu) 電子測量儀器虛擬儀器技術(shù)編程入 門 虛擬儀器技術(shù)虛擬儀器技術(shù) 2.5 .3 循環(huán)結(jié)構(gòu) 循環(huán)結(jié)構(gòu)分為For循環(huán)結(jié)構(gòu)和 While循環(huán)結(jié)構(gòu)兩種，分別與C語言中的“for”語句和 “dowhile”語句類似，都可以控制特定的程序塊自動重復(fù)執(zhí)行若干次。兩種循環(huán) 結(jié)構(gòu)如下圖： For 循環(huán) While循環(huán) 電子測量儀器虛擬儀器技術(shù)編程入 門 虛擬儀器技術(shù)虛擬儀器技術(shù)

34、2.5 .3 循環(huán)結(jié)構(gòu) 1.循環(huán)結(jié)構(gòu)中的移位寄存器 移位寄存器是循環(huán)結(jié)構(gòu)中的一個重要概念,用來存儲和傳遞上一步或多步循環(huán)的數(shù)據(jù)。 在循環(huán)結(jié)構(gòu)邊框上的鼠標(biāo)右鍵菜單中選擇“添加移位寄存器”，之后就會在循環(huán)結(jié) 構(gòu)左右邊框上分別出現(xiàn)左端子和右端子，每一步循環(huán)結(jié)束后右端子便將接收到的數(shù) 據(jù)傳給左端子，下一步循環(huán)時左端子給出的數(shù)據(jù)即是上一步循環(huán)中右端子接收的數(shù) 據(jù)。 如需多步移位寄存器，可以在移位寄存器的鼠標(biāo)右鍵菜單中選擇“添加元素”項來 添加左端子。右端子在上一循環(huán)中接收的值在當(dāng)前循環(huán)中將寄存到最上面的左端子， 多個左端子在上一循環(huán)中的歷史值則按此規(guī)律依次向下面相鄰的左端子寄存。 電子測量儀器虛擬儀器技

35、術(shù)編程入 門 虛擬儀器技術(shù)虛擬儀器技術(shù) 2.5 .3 循環(huán)結(jié)構(gòu) 1.循環(huán)結(jié)構(gòu)內(nèi)外部數(shù)據(jù)交換 循環(huán)結(jié)構(gòu)內(nèi)外部數(shù)據(jù)交換可通過兩種方式進(jìn)行：自動索引和直接通道。當(dāng)循環(huán)結(jié)構(gòu) 內(nèi)處部的數(shù)據(jù)通過連線進(jìn)行交換時，必會在循環(huán)邊框中產(chǎn)生一處形如 或 的 節(jié)點，分別對應(yīng)于自動索引和直接通道。這兩種方式可以通過該節(jié)點的鼠標(biāo)右鍵菜 單中“啟用索引”項和“禁用索引”項進(jìn)行切換。 （1）數(shù)據(jù)從外部進(jìn)入循環(huán)結(jié)構(gòu)時 輸入數(shù)據(jù)若是標(biāo)量則始終讀入該標(biāo)量值。輸入數(shù)據(jù)若是數(shù)組，則從前至后依次 讀取各個元素，對于For循環(huán)結(jié)構(gòu)這種情況下可以不用指定循環(huán)次數(shù)，循環(huán)次數(shù)將 被自動設(shè)為數(shù)組大小，而While循環(huán)的停止靠循環(huán)條件停止。 （2）

36、數(shù)據(jù)從內(nèi)部流出循環(huán)結(jié)構(gòu)時 使用自動索引可以使每次單步循環(huán)中得到的數(shù)據(jù)自動排列為一個數(shù)組，最后得 到的數(shù)組比循環(huán)中數(shù)據(jù)類型維數(shù)多一維。 使用直接通道時，表示數(shù)據(jù)直接從循環(huán)內(nèi)部傳遞至外部，其值和維數(shù)都不變。 電子測量儀器虛擬儀器技術(shù)編程入 門 虛擬儀器技術(shù)虛擬儀器技術(shù) 練習(xí)： 程序結(jié)構(gòu)練習(xí)： 1.下圖程序：分別用While循環(huán)和For循環(huán)結(jié)構(gòu)的自動索引功能生成兩個數(shù)組，這兩 個數(shù)組的內(nèi)容是否完全一樣？ 電子測量儀器虛擬儀器技術(shù)編程入 門 虛擬儀器技術(shù)虛擬儀器技術(shù) .循環(huán)結(jié)構(gòu)中內(nèi)外部數(shù)據(jù)交換實例 練習(xí)： 程序結(jié)構(gòu)練習(xí)： 電子測量儀器虛擬儀器技術(shù)編程入 門 虛擬儀器技術(shù)虛擬儀器技術(shù) 2.6 局部變量和

37、全局變量 局部變量和全局變量用來控制變量的作用范圍. 1.局部變量 局部變量的作用范圍僅為其所在VI,其他VI對該局部變量不可見。 在LabVIEW中添加一個局部變量有兩種方法。 （1）方法一： 在框圖上用鼠標(biāo)右鍵單擊欲創(chuàng)建局部變量的控件端子，在右鍵菜單中選擇 “創(chuàng)建 局部變量”，就可創(chuàng)建一個對應(yīng)于該端子的局部變量，再用鼠標(biāo)拖放到合 適的位置即可。 （2）方法二： 在函數(shù)選板中選擇“編程 結(jié)構(gòu) 局部變量”，創(chuàng)建一個空的局部變量，這時 出現(xiàn)形如 ，中間為？號表示尚未和任何控件相關(guān)聯(lián)。要關(guān)聯(lián)某個控件，只需單 擊問號，再選擇欲對應(yīng)的控件即可。 電子測量儀器虛擬儀器技術(shù)編程入 門 虛擬儀器技術(shù)虛擬儀器

38、技術(shù) 2.6 局部變量和全局變量 局部變量和全局變量用來控制變量的作用范圍. 1.局部變量 在LabVIEW中將局部變量嚴(yán)格的區(qū)分為“讀取”或“寫入”狀態(tài)，“讀取”狀態(tài)的 局部變量只能作為數(shù)據(jù)源供程序取用，“寫入”狀態(tài)的變量只能接受數(shù)據(jù)對其寫入， 某個局部變量只能為其中一種。 創(chuàng)建和使用局部變量時需注意： （1）局部變量不可用用機(jī)械動作設(shè)置為觸發(fā)的按鈕。 （2）不可濫用局部變量。 （3）每個局部變量是對原變量數(shù)據(jù)的一份內(nèi)存拷貝。 電子測量儀器虛擬儀器技術(shù)編程入 門 虛擬儀器技術(shù)虛擬儀器技術(shù) 練習(xí)： 局部變量的使用練習(xí)： 下圖程序：要求用一個控制開關(guān)對兩個并行的While循環(huán)進(jìn)行控制，實現(xiàn)兩個循

39、環(huán) 的同時退出，且要求整個程序能夠重復(fù)運行。 前面板 框圖 電子測量儀器虛擬儀器技術(shù)編程入 門 虛擬儀器技術(shù)虛擬儀器技術(shù) 2.全局變量 全局變量與局部變量不同，其作用范圍不僅僅限于當(dāng)前VI，而是在整個項目中都有 效。一個或多個全局變量可按一種特殊形式存放在單獨的VI中，該種VI沒有框圖， 只有前面板，仍以.vi為后綴存儲，其地位相當(dāng)于一個特殊的VI，因此可用于在不同 VI之間傳遞數(shù)據(jù). 創(chuàng)建一個全局變量的步驟如下： （1）新建一個VI,在此VI前面板的函數(shù)選板中選擇”編程 結(jié)構(gòu) 全局變量”,創(chuàng)建 一個空的全局變量,此時中間為問號。 （2）雙擊該全局變量,打開對應(yīng)的前面板,放入需要的任意類型變量

40、,也可以從別的VI 前面板上復(fù)制需要的類型變量。 （3）保存該全局變量為一個VI文件。 如果需要為一個已有的全局變量VI文件添加進(jìn)新的其它全局變量,只需直接雙擊打開 該文件前面板并放入或者復(fù)制需要的類型變量,并保存即可. 如果要在框圖中添加已有的全局變量,直接從函數(shù)選板中選擇”選擇VI”添加存儲 了該全局變量的VI文件即可.如果要將一個全局變量改為在同一文件中存儲的其他全 局變量,可單擊全局變量的中心,從彈出的菜單中進(jìn)行選擇. VI文件建議命名為”global_”或”全局變量_” 電子測量儀器虛擬儀器技術(shù)編程入 門 虛擬儀器技術(shù)虛擬儀器技術(shù) 練習(xí)： 全局變量的使用練習(xí)： 設(shè)計一個服務(wù)器/客戶端式程序,要求Server VI中產(chǎn)生數(shù)據(jù)源,傳遞數(shù)據(jù)給Client VI顯 示，并由Client VI 控制程序停止，使得Server VI 在Client VI 停止后也相應(yīng)停止。 兩個VI