第讲LabVIEW开发环境及程序设计基础ppt课件.ppt

声明 本课件供 虚拟仪器技术 自动测试技术 等相关课程教师授课使用与参考 教师可根据课程需要和实际情况在此课件基础上增删内容本课件版权属NI 中国 公司所有 供中国大陆地区高校教师无偿使用或在课程中引用 但使用或引用之前请联系NI 中国 联系方式zheng 本课件不得用于公开出版或其他商业用途 如需在公开出版物中引用其中部分内容 请与NI 中国 第三讲LabVIEW开发环境及程序设计基础 LabVIEW的出现 1986年诞生 革命性地简化了仪器控制的复杂度针对测量应用的界面控件符合工程思维方式的数据流编程 LabVIEW的出现推动了测试技术的发展 从手工测试迈向自动化测试使仪器和PC得以有效连接有效降低了仪器控制的复杂程度从此以后 软件在测控系统中发挥的作用越来越大 LabVIEW的发展 功能不断增加 效率不断提升不断融合各种最新的技术发展 简化工程师在测控系统中利用新技术的复杂度 2005 2006 2003 1998 2000 1993 1997 1990 1986 LabVIEW1 0Macintosh LabVIEW2 0编译语言程序 LabVIEW3 0多平台 LabVIEW4 0专业化开发 LabVIEW6i网络技术 LabVIEW5 0实时技术 LabVIEW7ExpressPDA和FPGA LabVIEW8 2020周年纪念版简体中文版 LabVIEW8分布式智能 2008 LabVIEW8 6多核 FPGA 无线 2009 LabVIEW2009更高效率 机器人 2010 LabVIEW2010FPGA云编译 LabVIEW的本质是什么 首先是一种编程语言只不过是图形化的而已是一种针对工程师和科学家所设计的开发环境内置许多简化编程复杂度的功能和函数 LabVIEW作为编程语言的优势 LabVIEW Real Time LabVIEWDesktop LabVIEWFPGA LabVIEWMPU MCU 支持连接各种硬件 而且支持发布到多种Target 基于数据流的自然思维方式 但同时也支持调用文本语言的代码 一个简单而典型的LabVIEW应用 采集 分析 表达 第4讲数据采集与信号调理 第5讲LabVIEW中的信号处理 第3讲LabVIEW开发环境及程序设计基础第6讲LabVIEW程序设计进阶 LabVIEW基本开发环境介绍 VI LabVIEW程序文件的基本单位 VI VirtualInstruments的缩写 由三部分组成前面板 程序框图 后面板 图标 连线板 前面板 相当于界面每个VI都有前面板输入控件Control 相当于输入显示控件Indicator 相当于输出控件选板 程序框图 图形化的程序代码决定程序运行行为可能包含元素终端子VI函数常数结构连线 函数选板 程序框图中的连线 通过颜色 类型 粗细来表示不同的数据类型不同数据类型之间的连线会产生错误Ctrl B可清楚所有错误连线LabVIEW8 6之后具有整理连线功能 Scalar1DArray2DArray DBLNumericIntegerNumericString 前面板和程序框图的工具栏 LabVIEW程序的基本调试查看编译错误单步执行布置探针设置断点 工具选板 一般LabVIEW会自动选择当前工具连线 拖拽 文字 利用工具选板可以强制选择工具着色 设置断点 LabVIEW程序设计基础 数据流 原则1 只有当一个节点 函数或子VI 的所有输入端的数据全部准备好才会执行原则2 一个节点 函数或子VI 只有执行完成后才会向后输出数据 理解数据流 哪个节点先执行 A 加法B 减法C 随机数D 除法E 正弦 理解数据流 没有固定答案 哪个节点先执行 A 加法 可能B 减法 不可能C 随机数 可能D 除法 可能E 正弦 不可能 一个简单的VI 采集 分析 表达 21 LabVIEW中的 采集 ExpressVI DAQAssistantExpressVI数据采集助手InstrumentI OAssistantExpressVI仪器I O助手 用于仪器控制 SimulateSignalExpressVIReadfromMeasurementVI LabVIEW中的 分析 ExpressVI AmplitudeandLevelMeasurementsExpressVI幅值和电平StatisticsExpressVI统计SpectralMeasurementsExpressVI频谱测量ToneMeasurementsExpressVI单频测量FilterExpressVI滤波器 数据 表达 显示控件波形图 波形图标 XY图 ExpressVIWritetoMeasurementVI 其他功能函数数据库 网络通信 基本数据类型1 数值型整型有些数据类型的本质也是整形 如枚举型浮点型可以更改数据表达方式决定其占用的存储字节数及数值表达方式 强制数据类型转换 通常 函数返回占用字节数较多的数据类型为提高程序执行效率 尽量避免自动强制转换 强制转换点 基本数据类型2 布尔型注意 前面板对应的布尔控件有六种机械动作可选可通过范例区别六种机械动作的不同 基本数据类型3 字符串前面板控件可现实不同的显示方式Normal Codes Password以及Hex字符串操作函数选板 基本数据类型4 枚举型本质上也可以认为是整型 不过取值范围有限常与条件结构共同使用 某枚举型变量的配置对话框 枚举型变量作为条件结构的分支选择依据 可以有多个分支 可以设置默认分支类似于文本语言的case或if elseif else结构 条件结构 分支选择端 分支标签 条件结构的输入和输出通道 输入通道可以只传递到某些分支但各个分支的输出通道必须赋值 动态数据类型 主要是与ExpressVI结合使用的如果与普通VI或函数共同使用 需要先进行类型转换如果连接至数值 波形 或布尔型终端 输入控件或显示控件 可自动转换 数组 LabVIEW中的数组可以是1维的 也可以是多维的每一维元素从0开始索引 数组元素 当前显示的第一个元素所对应的索引 数组 在LabVIEW的前面板 程序框图中创建数组在程序中对数组进行操作 簇 类似与C语言中的结构体 簇 创建簇需注意元素顺序 LabVIEW中的循环结构 While循环For循环隧道寄存器For循环的条件终止 While循环 LabVIEWWhileLoopFlowchartPseudoCode Repeat code UntilConditionmet End While循环 返回执行次数 从0开始 终止条件 也可以是继续条件 隧道 Tunnel For循环 LabVIEWForLoopFlowchartPseudoCode N 100 i 0 Untili N Repeat code i i 1 End For循环 可增加条件终止端 While循环和For循环的比较 ForLoop按照约定的次数执行 除非增加了条件终止端 可以一次也不执行默认情况下 隧道输出的是一个数组 需要禁用索引才能输出值 WhileLoop循环终止执行由终止条件决定至少会执行一次默认情况下 隧道输出的是一个值 需要开启索引才能输出数组 使用数组作为索引输入 可不定义循环次数 循环次数自动设置为数组大小 例 利用For循环自动索引对数组赋值 一维数组 二维数组 移位寄存器 通过右键菜单可以对循环添加移位寄存器可以 记住 上一次循环执行后的数据右边的移位寄存器记录的是循环当此执行后的数据左边的移位寄存器记录的是循环上次执行后的数据 移位寄存器的初始化 移位寄存器的堆栈 可以 记住 前若干次循环的数据 延时 为何需要延时 控制循环执行的频率使处理器有资源处理其他任务 如界面刷新等 LabVIEW中常用的软件定时VI注意 软件定时的精度通常为1ms左右 波形图表 波形图 XY图 子VI 当程序中有些部分的内聚度较高时 可利用子VI使主程序结构更清晰简洁 类似于文本语言的子函数 创建并调用子VI 方法一 定义子VI图标和连线板连线板决定了子VI的参数输入与输出通过图标或函数选板调用子VI 创建并调用子VI 方法二 在主程序中直接圈出一块程序 通过右键菜单直接创建子VI 程序架构 程序架构的重要性好的程序架构可以简化编程和调试的复杂度便于增加 扩展程序功能代码更清晰 增强程序的可读性就像盖房子 规划和框架设计非常重要 常用的一种LabVIEW程序架构 状态机 典型用途界面响应 在程序运行的不同阶段响应不同的用户输入状态控制 控制测控系统在各种不同状态下的行为和状态转移 状态机的代码形式 由While循环和条件结构组成状态由枚举型变量确定每个状态都会转移到其他状态或本状态 While循环 条件结构 移位寄存器 例 默认状态及单一状态转移 例 根据情况选择转移状态 调试你的LabVIEW代码 找出编译错误高亮执行探针设置断点 LabVIEW帮助 Ctrl H LabVIEW范例查找器