第4章虛擬儀器開發(fā)平臺LabVIEW

1、虛擬儀器虛擬儀器軟件開發(fā)平臺軟件開發(fā)平臺LabVIEW第第4 4章章虛擬儀器虛擬儀器軟件開發(fā)平臺軟件開發(fā)平臺LabVIEW 教學(xué)內(nèi)容LabVIEW概述概述 LabVIEW8.2編程環(huán)境編程環(huán)境創(chuàng)建虛擬儀器創(chuàng)建虛擬儀器4.1 LabVIEW概述n構(gòu)造一個(gè)虛擬儀器系統(tǒng)，基本硬件確定以后，構(gòu)造一個(gè)虛擬儀器系統(tǒng)，基本硬件確定以后，就可以通過不同的軟件實(shí)現(xiàn)不同的功能，就可以通過不同的軟件實(shí)現(xiàn)不同的功能，軟軟件是虛擬儀器系統(tǒng)的關(guān)鍵件是虛擬儀器系統(tǒng)的關(guān)鍵。n目前流行的虛擬儀器軟件開發(fā)工具有兩類：目前流行的虛擬儀器軟件開發(fā)工具有兩類： 1)文本式編程語言有文本式編程語言有C、C+、VB、VC、Labwindo

2、ws/CVI等；等； 2 ) 圖 形 化 編 程 語 言 有圖 形 化 編 程 語 言 有 L a b V I E W 、AgilentVEE等。等。4.1.1 LabVIEW的含義nLabVIEW (Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench， 實(shí)驗(yàn)室虛擬儀器工實(shí)驗(yàn)室虛擬儀器工程平臺程平臺 ) 是美國是美國 NI 公司推出的一種基于公司推出的一種基于G 語言語言(Graphics Language，圖形化編，圖形化編程語言程語言) 的虛擬儀器軟件開發(fā)工具；的虛擬儀器軟件開發(fā)工具；n目的：目的：簡化程序的開發(fā)工作，使用戶能快簡化程序的

3、開發(fā)工作，使用戶能快 速、簡便地完成自己的工作。速、簡便地完成自己的工作。 4.1.2 LabVIEW的特點(diǎn)（1）編程簡單編程簡單，不需要記憶編程語言；，不需要記憶編程語言；（2）開發(fā)周期短開發(fā)周期短；（3）高效性高效性，這主要是以軟件做保證；，這主要是以軟件做保證；（4）開放性開放性，可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行更新擴(kuò)展，可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行更新擴(kuò)展，發(fā)展迅速；發(fā)展迅速；（5）自定義性自定義性，工程師們可以在非常廣泛的，工程師們可以在非常廣泛的測量和控制應(yīng)用中自定義芯片級硬件功能；測量和控制應(yīng)用中自定義芯片級硬件功能；（6）性價(jià)比高性價(jià)比高，能一機(jī)多用。，能一機(jī)多用。4.1.3 LabVIEW8.2n2

4、006年年8月月，美國國家儀器有限公司正式推，美國國家儀器有限公司正式推出出LabVIEW 8.20版本。版本。這是專用于控制、這是專用于控制、測試和嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的測試和嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的LabVIEW圖形化圖形化系統(tǒng)設(shè)計(jì)平臺的系統(tǒng)設(shè)計(jì)平臺的20周年紀(jì)念版。周年紀(jì)念版。 2006年年10月月，NI首次推出簡體中文版首次推出簡體中文版LabVIEW 8.2。簡體中文版的。簡體中文版的LabVIEW發(fā)發(fā)布極大地降低中國工程師使用這一工具的門布極大地降低中國工程師使用這一工具的門檻，為他們帶來更高的效率。檻，為他們帶來更高的效率。4.2 LabVIEW8.2編程環(huán)境nLabVIEW8.2程序開發(fā)環(huán)境

5、采用圖形化的編程序開發(fā)環(huán)境采用圖形化的編程方式，無需編寫任何代碼，它不僅包含有程方式，無需編寫任何代碼，它不僅包含有豐富的數(shù)據(jù)采集、分析及存儲的庫函數(shù)，還豐富的數(shù)據(jù)采集、分析及存儲的庫函數(shù)，還提供了提供了PCI，GPIB，PXI，VXI，RS-232，USB等通訊總線標(biāo)準(zhǔn)的功能函數(shù)，可以驅(qū)動等通訊總線標(biāo)準(zhǔn)的功能函數(shù)，可以驅(qū)動不同總線接口的設(shè)備和儀器。不同總線接口的設(shè)備和儀器。nLabVIEW8.2具有強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)功能，支持常具有強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)功能，支持常用的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，可以方便地設(shè)計(jì)開發(fā)網(wǎng)絡(luò)測用的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，可以方便地設(shè)計(jì)開發(fā)網(wǎng)絡(luò)測控儀器，并有多種程序調(diào)試手段，如斷點(diǎn)設(shè)控儀器，并有多種程序調(diào)試手段，如斷

6、點(diǎn)設(shè)置、單步調(diào)試等。置、單步調(diào)試等。 4.2.1 LabVIEW8.2的基本開發(fā)平臺n使用使用LabVIEWLabVIEW開發(fā)平臺編制的程序稱為虛開發(fā)平臺編制的程序稱為虛擬儀器，簡稱擬儀器，簡稱VIVI。VIVI由以下由以下3 3部分構(gòu)成：部分構(gòu)成： 前面板前面板： 即用戶界面；即用戶界面； 程序框圖程序框圖：包含用于定義：包含用于定義VIVI功能的圖形化功能的圖形化源代碼；源代碼； 圖標(biāo)和連線板圖標(biāo)和連線板：用以識別：用以識別VIVI的接口，以便的接口，以便在創(chuàng)建在創(chuàng)建VIVI時(shí)調(diào)用另一個(gè)時(shí)調(diào)用另一個(gè)VIVI。當(dāng)一個(gè)。當(dāng)一個(gè)VIVI應(yīng)用應(yīng)用 在其他在其他VIVI中，則稱為子中，則稱為子VIV

7、I。子。子VIVI相當(dāng)相當(dāng) 于文本編程語言中的子程序。于文本編程語言中的子程序。1.前面板 n前面板是前面板是VIVI的用戶界面。創(chuàng)建的用戶界面。創(chuàng)建VIVI時(shí)，通常應(yīng)時(shí)，通常應(yīng)先設(shè)計(jì)前面板，然后設(shè)計(jì)程序框圖執(zhí)行在前先設(shè)計(jì)前面板，然后設(shè)計(jì)程序框圖執(zhí)行在前面板上創(chuàng)建的輸入、輸出任務(wù)。面板上創(chuàng)建的輸入、輸出任務(wù)。2. 程序框圖n程序框圖是圖形化源代碼的集合，圖形化源代碼程序框圖是圖形化源代碼的集合，圖形化源代碼又稱又稱G G代碼或程序框圖代碼。代碼或程序框圖代碼。程序框圖由接線端、節(jié)點(diǎn)、程序框圖由接線端、節(jié)點(diǎn)、連線和結(jié)構(gòu)等構(gòu)成。連線和結(jié)構(gòu)等構(gòu)成。n接線端接線端：是程序框圖中傳遞數(shù)據(jù)：是程序框圖中傳

8、遞數(shù)據(jù)的起點(diǎn)和終點(diǎn)。控件接線端用來的起點(diǎn)和終點(diǎn)。控件接線端用來為前面板上的對象與程序框圖傳為前面板上的對象與程序框圖傳遞數(shù)據(jù)。遞數(shù)據(jù)。n節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)：是實(shí)現(xiàn)程序功能的基本單：是實(shí)現(xiàn)程序功能的基本單元，具有輸入、輸出端，在元，具有輸入、輸出端，在VIVI運(yùn)運(yùn)行時(shí)完成一定的操作。行時(shí)完成一定的操作。 n連線連線：是程序框圖中各個(gè)對象之：是程序框圖中各個(gè)對象之間傳遞數(shù)據(jù)的通道。間傳遞數(shù)據(jù)的通道。n結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)：是文本編程語言中的循環(huán)：是文本編程語言中的循環(huán)和條件語句的圖形化表示。和條件語句的圖形化表示。 3. 圖標(biāo)和連線板n創(chuàng)建創(chuàng)建VIVI的前面板和程序框圖后，可創(chuàng)建圖標(biāo)的前面板和程序框圖后，可創(chuàng)建圖標(biāo)和連

9、線板，以便將該和連線板，以便將該VIVI作為子作為子VIVI調(diào)用。調(diào)用。 n圖標(biāo)和連線板圖形：圖標(biāo)和連線板圖形：圖標(biāo)圖標(biāo)是是VIVI的圖形化表的圖形化表示，可包含文字、圖示，可包含文字、圖形或圖文組合。形或圖文組合。 連線板連線板用于顯示用于顯示VIVI中所有輸入控件中所有輸入控件和顯示控件的接線端，類似于文本和顯示控件的接線端，類似于文本編程語言中調(diào)用函數(shù)時(shí)使用的參數(shù)編程語言中調(diào)用函數(shù)時(shí)使用的參數(shù)列表。列表。 4.2.2 LabVIEW8.2的操作選板nLabVIEW8.2包含包含3 3個(gè)操作選板個(gè)操作選板 : 工具選板工具選板 控件選板控件選板 函數(shù)選板函數(shù)選板 1. 工具選板2. 控件選

10、板控件選板包括控件選板包括創(chuàng)建前面板所創(chuàng)建前面板所需的輸入控件需的輸入控件和顯示控件。和顯示控件。經(jīng)典控經(jīng)典控件子選件子選板板3. 函數(shù)選板函數(shù)選板中函數(shù)選板中包含創(chuàng)建程包含創(chuàng)建程序框圖所需序框圖所需的的VIVI和函數(shù)。和函數(shù)。編程子選編程子選板的圖標(biāo)、板的圖標(biāo)、名稱及功名稱及功能能 4.2.3 LabVIEW8.2的菜單和工具欄 LabVIEW8.2菜單菜單LabVIEW8.2的工具欄的工具欄 中止執(zhí)行 文本設(shè)置 對齊對象 分布對象 顯示即時(shí)幫助窗口 單步步入 單步步過 單步步出 4.2.4 LabVIEW8.2中的數(shù)據(jù)類型n支持的數(shù)據(jù)類型有：支持的數(shù)據(jù)類型有： 數(shù)值型數(shù)值型 布爾型布爾型

11、數(shù)組型數(shù)組型 字符串型字符串型 波形數(shù)據(jù)類型波形數(shù)據(jù)類型 簇簇 路徑路徑 4.3 創(chuàng)建虛擬儀器1.1.創(chuàng)建一個(gè)虛擬儀器的一般步驟創(chuàng)建一個(gè)虛擬儀器的一般步驟 （1）前面板設(shè)計(jì)）前面板設(shè)計(jì) （2）程序框圖）程序框圖 （3）數(shù)據(jù)流編程）數(shù)據(jù)流編程 （4）功能檢驗(yàn)）功能檢驗(yàn) （5）保存文件）保存文件 創(chuàng)建一個(gè)虛擬儀器兩數(shù)相加與兩數(shù)相減兩數(shù)相加與兩數(shù)相減VIVI2.2.調(diào)試虛擬儀器調(diào)試虛擬儀器 n虛擬儀器的一般調(diào)試步驟虛擬儀器的一般調(diào)試步驟 （1）運(yùn)行）運(yùn)行VI （2）清除語法錯(cuò)誤）清除語法錯(cuò)誤 （3）高亮顯示執(zhí)行過程）高亮顯示執(zhí)行過程 （4）單步執(zhí)行）單步執(zhí)行 （5）探針工具）探針工具 （6）斷點(diǎn)）斷點(diǎn) 3. 創(chuàng)建和調(diào)用子VIn構(gòu)造一個(gè)子構(gòu)造一個(gè)子VI的主要工作就是需先為子的主要工作就是需先為子VI創(chuàng)創(chuàng)建連線板和圖標(biāo)建連線板和圖標(biāo) 調(diào)用子VI示例 n前面板前面板 框圖程序框圖程序 4. 虛擬儀器創(chuàng)建舉例虛擬溫度計(jì)n測溫范圍：測溫范圍：01