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第一讲 LabVIEW概述第一节 虚拟仪器（VI ）的概念使用 LabVIEW 开发平台编制的程序称为虚拟仪器程序，简称为 VI。LabVIEW （Laboratory Virtual instrument Engineering Workbench）是一种图形化的编程语言，它广泛地被工业界、学术界和研究实验室所接受，视为一个标准的数据采集和仪器控制软件。LabVIEW 集成了与满足 GPIB、VXI、RS-232 和 RS-485 协议的硬件及数据采集卡通讯的全部功能。它还内置了便于应用 TCP/IP、ActiveX 等软件标准的库函数。这是一个功能强大且灵活的软件。利用它可以方便地建立自己的虚拟仪器，其图形化的界面使得编程及使用过程都生动有趣。图形化的程序语言，又称为“G”语言。使用这种语言编程时，基本上不写程序代码，取而代之的是流程图或流程图。它尽可能利用了技术人员、科学家、工程师所熟悉的术语、图标和概念，因此，LabVIEW 是一个面向最终用户的工具。它可以增强你构建自己的科学和工程系统的能力，提供了实现仪器编程和数据采集系统的便捷途径。使用它进行原理研究、设计、测试并实现仪器系统时，可以大大提高工作效率。利用 LabVIEW，可产生独立运行的可执行文件，它是一个真正的32位编译器。像许多重要的软件一样，LabVIEW 提供了 Windows、UNIX、Linux、Macintosh 的多种版本。所有的 LabVIEW 应用程序，即虚拟仪器（VI），它包括前面板（front panel）、程序框图（block diagram）以及图标/连结器(icon/connector)三部分。前面板是图形用户界面，也就是 VI 的虚拟仪器面板，这一界面上有用户输入和显示输出两类对象，具体表现有开关、旋钮、图形以及其他控制（control）和显示对象（indicator）。图 1 所示是一个随机信号发生和显示的简单 VI 是它的前面板，上面有一个显示对象，以曲线的方式显示了所产生的一系列随机数。还有一个控制对象开关，可以启动和停止工作。显然，并非简单地画两个控件就可以运行，在前面板后还有一个与之配套的程序框图。 图1随机信号发生器前面板程序框图提供 VI 的图形化源程序。在程序框图中对 VI 编程，以控制和操纵定义在前面板上的输入和输出功能。程序框图中包括前面板上的控件的连线端子，还有一些前面板上没有，但编程必须有的东西，例如函数、结构和连线等。图2是与图1对应的程序框图。我们可以看到程序框图中包括了前面板上的开关和随机数显示器的连线端子，还有一个随机数发生器的函数及程序的循环结构。随机数发生器通过连线将产生的随机信号送到显示控件，为了使它持续工作下去，设置了一个 While Loop 循环，由开关控制这一循环的结束。图2随机信号发生器程序框图如果将 VI 与标准仪器相比较，那么前面板上的东西就是仪器面板上的东西，而程序框图上的东西相当于仪器箱内的东西。在许多情况下，使用 VI 可以仿真标准仪器，不仅在屏幕上出现一个惟妙惟肖的标准仪器面板，而且其功能也与标准仪器相差无几。 图标/连接器VI 具有层次化和结构化的特征。一个 VI 可以作为子程序，这里称为子 VI（subVI），被其他 VI 调用。图标与连接器在这里相当于图形化的参数，详细情况稍后介绍。第二节 LabVIEW8.2 开发环境启动 LabVIEW8.2 程序初始化界面如下图所示 ：点击新建 VI，即可打开一个新的 Labview 程序前面板:：工具条 ：标签 ：数值控件 ：标尺 ：图标 ：旋钮 ：图例 ：XY 图前面板工具条：程序框图：数值输入控件 ：旋钮控件 ：数值常量 ：乘：For 循环结构 ：数据连线 ：捆绑函数 ：XY 图控件：子 VI 程序框图工具条：下拉菜单 ：由于 Labview8.2 采用了中文的界面，每个下拉菜单的功能根据字面意思就很容易理解。选项板 工具选项板： 上图所示便是工具选项板，各按钮的功能如下：l 控件选项板：和下拉菜单一样，Labview8.2 采用了中文的界面，各个控件的功能一目了然，某些常用的控件的功能我们会在下面的章节中做详细的介绍。功能选项板和下拉菜单一样，Labview8.2 采用了中文的界面，各个控件的功能一目了然，某些常用的控件的功能我们会在下面的章节中做详细的介绍 第 三 节 W LabVIEW 的操作模板LabVIEW 具有多个图形化的操作模板，用于创建和运行程序。这些操作模板可以随意在屏幕上移动，并可以放置在屏幕的任意位置。操纵模板共有三类，为工具（Tools）模板、控制（Controls）模板和功能（Functions）模板。工具模板（Tools Palette）工具模板为编程者提供了各种用于创建、修改和调试 VI 程序的工具。如果该模板没 有出现，则可以在 Windows 菜单下选择Show Tools Palette 命令以显示该模板。当从模板内选择了任一种工具后，鼠标箭头就会变成该工具相应的形状。当从 Windows 菜单下选择了 Show Help Window 功能后，把工具模板内选定的任一种工具光标放在框图程序的子程序（Sub VI）或图标上，就会显示相应的帮助信息。工具图标有如下几种： 与上述工具模板不同，控制和功能模板只显示顶层子模板的图标。在这些顶层子模板中包含许多不同的控制或功能子模板。通过这些控制或功能子模板可以找到创建程序所需的面板对象和框图对象。用鼠标点击顶层子模板图标就可以展开对应的控制或功能子模板，只需按下控制或功能子模板左上角的大头针就可以把对这个子模板变成浮动板留在屏幕上。控制模板(Controls Palette) 用控制模板可以给前面板添加输入控 制和输出显示。每个图标代表一个子模板。如果控制模板不显示，可以用 Windows菜 单的Show Controls Palette 功能打开它， 也可以在前面板的空白处，点击鼠标右键， 以弹出控制模板。 注：只有当打开前面板窗口时才能调用控 制模板。 控制模板如左图所示，它包括如图所示 的几 个子模板。 功能模板( Functions Palette ) 功能模板是创建程序框图的工具。该模板上的 每一个顶层图标都表示一个子模板。若功能模板不出现，则可以用窗口菜单下的显示程序框图功能打开它，也可以在程序框图窗口的空白处点击鼠标右键以弹出功能模板。 注：只有打开了程序框图窗口，才能出现功能模板。 功能模板如下图所示。 练习一： 建立一个测量温度和容积的 VI 步骤如下1. 选择 文件新建VI，打开一个新的前面板窗口。 2. 从 控件 数值 中选择液罐放到前面板中。 3. 在标签（液罐）文本框中输入“容积” ，然后在前面板中的其他任何位置单击一下。 4. 同样从 控件 数值 中选择 温度计 放到前面板中 5. 在标签文本框中输入“温度计” ，然后在前面板中的其他任何位置单击 一下。 6. 把容器显示对象的显示范围设置为 0.0 到 1000.0。 a.双击容器坐标的 10.0 标度，使它高亮显示。在坐标中输入 1000， 再在前面板中的其他任何地方单击一下。 这时 0.0 到 1000.0 之间 的增量将被自动显示。 7. 在容器旁配数据显示。 将鼠标移到容器上，点右键，在出现的快速菜单中选 显示数字显示 即可。 前面板如下图所示：8.打开流程图窗口，在窗口中建立如下程序：该流程图中新增的对象有两个乘法器、两个数值常数、两个随机数发生器、 一个延时函数，一个 while 循环，一个布尔常量，温度和容积对象是由前面板的设置自动带出来的。a. 乘法器（Multiply）、随机数发生器（Random number (0-1)）和数值常数（ Numberic constant ） 由控件 数值中拖出。 b. 延 时 函 数 （ Time delay ） 可 以 从 定时时间延迟中拖出，在自动弹出的对话 框中输入要延时的时间（比如 0.5s）。9连线：把鼠标放到函数端子上，当鼠标自动变为连线模式并出现一闪一闪时，点击一下鼠标左键然后找要连接的函数端子，当鼠标出现一闪一闪时，再 次点击鼠标左键，这时就把两个函数连接起来了。10. 最后选 结构While循环， 在已编好的程序左上角点击鼠标左键，然后移动鼠标，直到出现的虚线把程序全包含 起来再点鼠标左