第2章前面板设计.doc

第2章 前面板设计我们把应用程序界面称作前面板，前面板的所有对象基本上可以分为控制量和显示量。在LabVIEW环境中可以交互的进行设计这些对象的外观和属性。LabVIEW提供非常丰富的界面控件对象，可以方便的设计出生动直观操作方便的用户界面。2.1前面板对象设计基础2.1.1前面板对象的基本设计方法设计应用程序界面所用到的前面板对象全部包含在控件模板中，控件模板中的所有对象及子模板介绍请参见第一章的内容。放置在前面板上的每一个控件都具有很多属性，其中多数与显示特征有关，在编程时就可以通过在控件上单击右键更改属性值。比较常见的属性见下表：属性名称含义Label 对象的标签或自由标签。Caption对象的标题，默认值为标签。Unit Label对象的单位名称标签。Digital Display显示控件代表的数字量。Representation控件代表的数据类型。Key Assignment分配给控件的快捷键。当然不同的控件所具备的属性也不一样。而且有些属性是必须在编程时使用属性节点控制的。关于属性节点的程序控制方法请参见第八章。设计前面板需要用到控件模板Controls Palettes 用鼠标选择控件模板上的对象，然后在前面板上拖放即可。以下举例说明前面板对象的创建过程。创建新的应用程序（New VI）并保存为”创建对象.vi”。图2.1在控件模板上点击数字控件子模板ControlsNumeric Digital Control选择数字量如图2.1所示。此处需要说明的是选择该子模板中所有的控件对象并在前面板的适当位置点击即可以创建数字控制件。然后在工具模板中选择标签工具，修改数字控件的标签并输入“数字1”。同样的方法可以创建数字控件ControlsNumeric Vertical Pointer Slide垂直点动滑条控件和旋钮控件ControlsNumeric Knob。相应的在程序代码窗口中产生代表控件的变量符号如图2.1所示。如图2.1所示，各个控件在设计时就已经有了默认的初始值，如果要改变这个初始值，则在设计时给控件输入指定的数值，然后在控件上击右键，在快捷菜单中选择 。这样每次在程序打开时，控件就自动的赋给了新的默认值。图2.2一般控件可以指定为显示量也可以转化为控制量。仍然以图2.1为例，在垂直点动滑条控件上右击鼠标，在弹出的快捷菜单中点击，该控件已经变成了显示件。该变化也同时反映到代码窗口中的变量符号。对于显示件而言，可以要求在程序运行时控件的显示值为默认值。设定方法为在菜单条File VI Properties 在程序属性对话框的Category项目中选择Execution, 并且复选Clear Indicators When Called. 如图2.2所示。这样，不论当前该显示件的数值是什么，当程序运行时，显示的数值都复位到初始默认值。2.1.2前面板对象的基本属性配置方法此处介绍的前面板对象的配置方法适用于控制件和显示件。右键单击前面板对象，出现快捷菜单。菜单的前两部分（以菜单的分隔线为准）的内容适用于所有的控制件和显示件，在VI程序运行时这些属性变为只读属性，如控件的默认值和控件的描述等。菜单的其他部分是针对特定控件的专有属性。这里我们只介绍显示件和控制件共有的快捷菜单部分：Visible Items 该采单列表显示一个对象全部可以显示/隐藏的部分，如名字“Name label”，标题“Caption”等。Find Terminal 在代码窗口中高亮显示显示件或控制件变量。当代码窗口中变量太多时，直接寻找控件变量是非常有效的。Change to Indicator / Change to Control 将指定的对象改变为显示件/控制件。Description and Tip 单击此菜单将出现一个对话框，在对话框中编辑或查看该对象的描述摘要和使用提示。Create 针对此对象创建局部变量（参见第九章）、属性节点（第八章）和控件的参考以编程的方式控制对象的各属性。Replace 选择其他的控制件或显示件来代替当前的控件。Data Operations 数据操作，包含一个编辑数据选项的子菜单。Reinitialize to Default Value 恢复到控件的默认值Make Current Value Default 将当前值设置为控件新的默认值。DataSocket Connection 启动DataSocket连接（LabVIEW的网络功能，参见第十二章）。Cut Data/Copy Data/Paste Data 剪切、拷贝或粘贴前面板对象的内容。Advanced 包含控件高级编辑选项的子菜单。Key Navigation 为控件分配快捷键，用户在没有鼠标的情况下仍然可以访问控件。Synchronous Display 同步显示，但是并非真正意义的同步。控件将显示全部的更新数据，这种设置方法将影响LabVIEW的运行性能。Customize 由用户定制控件，在控件编辑器中个性化前面板对象。Hide Control/Hide Indicator 在前面板中隐藏控件对象。要访问隐藏的对象，在代码窗口中鼠标右击对象的变量代码，并选择菜单Show Control / Show Indicator。Enabled State 定义对象是否有效或无效。2.2修改前面板对象的大小和颜色图2.3一般情况下控件模板上的对象是以默认大小和颜色被拖放到前面板，但其可见的一些属性可以通过简单的操作进行修改。对于大小的修改，使工具模板处于自动选择状态或处于定位状态，只需将鼠标移动到被编辑对象的边缘处，对于不同的对象其形状会改变成直角状或其他的形状，然后拖动鼠标以改变对象的大小。但对于特殊的控件，其编辑方式可能不尽一致，将鼠标改为选择状态，然后在对象上移动，当鼠标的形状发生改变时，拖动即可进行编辑。例如在上例中对旋钮控件的修改需要按如图2.3所示的方法进行。对于前面板对象的颜色的编辑需要用到工具模板里的取色工具和颜色设置工具。此处创建新的例子”设置颜色.vi”。在程序的前面板创建如图2.4所示的数字量控件。大小、颜色等均采用默认值。颜色设置工具为，图标内有前后两个调色板，分别代表前景色和背景色。分别用鼠标点击两个调色板会出现颜色选择对话框，以设置前景和背景的颜色。然后用鼠标点击颜色设置工具后，再在编辑对象的适当位置上点击鼠标，则被编辑对象就被分别设置上已经指定的前景色和背景色。另外一种简便的操作是，用鼠标点击颜色设置工具后在被编辑对象的适当位置上右击鼠标，此事出现颜色对话框并且动态的渲染被编辑的对象，选择合适的颜色后点击鼠标，完成颜色的设置。图2.6图2.4例如首先用鼠标点击颜色设置工具，鼠标指针变成笔刷状，在Guage对象的白色区域右击鼠标，选择如图2.5所示的颜色。请读者根据图2.5的外观完成其与控件的颜色设置。图2.52.3前面板对象的位置与排列及装饰效果设计为了提高前面板外观设计的效率，LabVIEW 提供了前面板对象编辑控制的一些工具。尤其是在界面对象比较多时，这些工具就显得尤其重要。2.3.1前面板对象的位置和排列的设计LabVIEW 的菜单条提供了如图2.6所示的前面板对象的编辑工具。对象编辑工具条中的用来使前面板中的对象在不同的方向上对齐，对齐的方式如图2.6左图所示。从左到右依次表示对象顶端对齐、水平中心对齐、底端对齐以及左端对齐、垂直中心对齐和右端对齐。图2.7对象编辑工具条中的用来控制面板对象水平和垂直分布的间隔。从图表中间距符号的表达式中，很容易猜出对象的分布间隔特性。下面举例说明这两个工具的用法。创建新的程序文件”对象排列.vi”，并创建如图2.7所示的程序界面。先用鼠标简单的摆放程序前面板中的9个数字量控件，由于没有严格的对齐，界面显得有些零乱。首先将第一行的三个控件按顶端对齐，并且使之水平间距相等。用鼠标同时选择这三个控件，然后在对齐工具条中选择顶端对齐，保持这三个控件在选择状态下，选择排列工具条中的，使这三个控件的水平间距相等。然后选择第一列的三个控件，点击使之按左侧对齐，在点击使之垂直间距相等。选择第三行的三个控件，点击使之底端水平对齐，选择第二列控件，点击左端对齐，在点击使之垂直间距相等。同样方法处理第三列控件从新排列的控件如图2.8所示。此时控件的排列已经比较整齐，为了保证各个控件之间的相对位置关系不再发生变化，可以将这些控件组合在一起。点击工具条，在弹出的菜单中选择Group,对象在组合之后整个组的大小和位置仍然可以变化，但变化过程中各成员间的相对位置关系保持不变。要想解除组合关系，用鼠标选择组合对象，点击工具条，在弹出的菜单中选择Ungroup。一般在界面对象很多的情况下，对于设计效果已经比较满意的对象可以将之锁定或组合并锁定。一旦对象被锁定后，其大小和位置均已固定，不能再用鼠标进行编辑。需要从新编辑时，必须先解除锁定，选择被锁定的对象，点击工具条，在弹出的菜单中选择Unlock。图2.102.3.2前面板对象的装饰效果设计图2.9图2.8LabVIEW 提供了装饰前面板上对象的设计工具，这些界面元素对程序不产生任何影响，仅仅是为了增强界面的可视化效果。所有的装饰元素都存在于装饰子模板内如图2.9所示。此处，将例子文件 “对象排列.vi”另存为 “装饰效果.vi”。鼠标选取Controls Decorations Vertical Smooth box。将这个控件放置于已有的数字量空件之上，他会覆盖已有的控件，因为系统是按照控件产生的先后顺序来决定控件的层次顺序。对于所有的装饰类控件，一般都要将他们置于底层。如图2.10所示，首先用鼠标选择该控件，点击工具条，在弹出的菜单中选择Move to Back。这是被装饰控件覆盖的其他控件全部可见了。适当的调整控件的大小和位置并配以适当的颜色如图2.11所示，经过装饰的界面显得比较特别。图2.11图2.12在图2.12的基础上，我们继续增加装饰控件已达到特殊的视觉效果。鼠标选取Controls Decorations Thick Lowered Box，将这个控件放置于Vertical Smooth box控件之上，则可以实现如图2.12所示的效果。LabVIEW提供的其他的装饰控件此处不再一一叙述，读者可根据自己的审美观点设计各种风格的界面效果。2.3.3 前面板对象的显示与隐藏LabVIEW提供的控件都具有是否可见的属性。这个属性可以在程序开发时设定也可以在程序运行是通过代码来控制。以下举例说明。图2.13新建应用程序 ”隐藏控件.vi”。在前面板创建Control Graph Waveform Chart，如图2.13所示，在代码窗口中用鼠标右击Waveform Chart，选择快捷菜单中的Hide Indicator。再次回到前面板，控件Waveform Chart已经不可见了。要恢复其可见性，在代码窗口中用鼠标右击Waveform Chart，选择快捷菜单中的Show Indicator。以下介绍如何使用程序代码来控制控件的可见性，在前面板中增加两个按钮控件，分别命名为“显示控件”和“程序结束”。在代码窗口中用鼠标右击Waveform Chart，选择快捷菜单中CrateProperty Node，在产生的属性节点上单击右键，在菜单中选择Change all to write，然后按如图2.14连接程序代码，运行程序后，点击显示控件按钮，会发现控件Waveform Chart交替的隐藏和显示。图2.142.4 前面板对象快捷键设置用户可以对前面板上的控件分配快捷键，这样可以使用户在不使用鼠标的情况下可以通过键盘来操控前面板上的控件。在对控件分配快捷键时，可以使用组合键，一般使用 和 键，但要保证在前面板上控件的快捷键不能重复。当然快捷键只对控制件有效，显示件是不能被分配快捷键的。以下通过实例说明对控件分配快捷键的一般方法。新建应用程序”分配快捷键.vi”。先在前面板创建命令按钮“状态测试”和“Stop”（Controls Boolean Push Button；Controls Boolean Stop Button），列表菜单按钮（Controls Ring and Enum Menu Ring），并创建文本显示控件（Controls String And Path String Indicator） “命令按钮状态”和“列表菜单的状态”如图2.15所示。为列表菜单按钮增加菜单项，在前面板用鼠标选择文本工具并点击控件列表菜单按钮，输入“菜单第一项”，输入后不要按回车键，而是在其他位置点击鼠标完成第一项输入。用鼠标右键点击列表菜单按钮，在快捷菜单中选择Add Item After，并输入文本“菜单第二项”，同样方法输入“菜单第三项”。按以下方法为前面板上的控件分配快捷键。图2.16图2.15在前面板右键单击控件“状态测试”按钮，在快捷菜单中选择AdvancedKey Navigation，系统会弹出如图2.16所示的快捷键设置对话框。在Key Assignment 列表框中选择“F1”。对话框中的Modifiers 项目中提供了使用组合键Shift和Control 的选项。Tab Behavior 选项可以禁止键盘的Tab键对该控件的访问。点击OK键返回。同样的方法给控件列表菜单按钮分配快捷键“F2”，为Stop按钮分配快捷键“Return”（回车键）。该程序演示在文本显示框中显示不同的按钮状态。按照图2.17在代码窗口中建立程序变量间的逻辑关系，首先创建两个Case结构以处理状态测试按钮和列表菜单按钮的不同工作状态。图2.17此处我们需要用到局部变量的概念，详细地介绍请参考第9章的内容。在代码窗口中右键单击变量“命令按钮状态”，在快捷菜单中选择Crate Local Variable,这样就生成了显示件“命令按钮状态”的局部变量。右键单击变量“列表菜单的状态”，在快捷菜单中选择Crate” Local Variable，创建了显示件“列表菜单的状态”的局部变量，重复该动作两次为控件列表菜单的状态共计创建3个局部变量。图2.18运行程序如图2.18所示，首先使用鼠标点击按钮状态测试，则文本显示框的内容会根据按钮的状态显示不同的信息；鼠标选择列表菜单按钮的不同菜单项，则对应的文本显示框中会显示相应的信息。测试快捷键功能，按下“F1”，其效果同点击状态测试按钮一样；按下“F2”，系统只是将焦点停在列表菜单按钮上，此时依次的按向下的箭头来选择不同的菜单项；输入回车键，程序会立即停止。由于允许键盘的Tab键对控件的访问，所以即便不使用快捷键也同样可以控制前面板上的控制件。运行程序，依次按Tab键，会发现控制焦点依次停在前面板的控制对象上，让焦点停止在状态测试按钮上，回车键的效果和鼠标点击的效果是一样的。如果要禁止Tab键对前面板对象的访问，则在快捷键分配对话框中选择Skip this control when tapping。2.5程序外观和前面板风格设计在以前涉及到的程序例子中，程序都是以默认的窗口风格在运行如图2.18所示，基本上是标准的Windows风格的窗口。用户可以通过VI属性来设置界面风格。设置Windows的外观属性，File VI Properties 在程序属性对话框的Category项目中选择Window Appearance。如图2.19所示。这些选项在VI程序运行时才生效，改变窗口风格的方法一般就是隐藏工具条或菜单以限制对LabVIEW功能的访问，或者改变窗口的外观和行为，如设置成对话框，取消窗口滚动条、使窗口自动适应屏幕或自动居中等。程序属性对话框包括以下设置内容：Window Title 显示VI窗口的标题。取消“Same as VI Name”的选项可以编辑窗口标题，否则使用程序名称作为窗口的标题。Window Style 窗口风格设置区域共有4个选项：图2.19Top-level Application Window窗口具有标题条和菜单条，允许用户关闭窗口，可以最小化窗口但是不能改变窗口的大小。DialogVI程序的前面板类似于操作系统的对话框，在这个对话框没有关闭以前禁止与LabVIEW的其他VI程序进行交互切换。对话框没有菜单条、滚动条，并不允许改变大小。Default 使用LabVIEW开发环境中的Windows风格。Custom 由用户订制Windows界面风格。Customize 用户选择Custom 风格的界面时，点击此按钮出现定制Window 外观的对话框如图2.20所示。定制Window 外观的对话框包括以下一些选项：Window has Title Bar 显示窗口的标题条，包括窗口的最小化、最大化和关闭这三个按钮。Show Menu Bar 显示窗口的菜单条。Show Scroll Bars 显示窗口的垂直和水平滚动条。如果不显示滚动条，那么用户就只能通过改变窗口的大小来浏览窗体不能显示的控件。Show Toolbar When Running 运行时显示工具条。Show Abort Button在编辑和运行模式下都显示程序停止按钮。Show Run Button 在编辑和运行模式下都显示运行按钮。Show Continuous Run Button 在编辑和运行模式下都显示连续运行按钮。Highlight Boolean 以粗线边框显示具有 或快捷键的布尔量按钮，这种按钮也成为默认按钮。图2.20Auto-Center 计算机屏幕上的前面板自动居中。Window is Modal 模态窗口，它位于所有LabVIEW窗口的顶层，大多数的LabVIEW窗口都是模态的。Allow User to Close Window 允许用户关闭VI窗口，窗口具有关闭按钮。图2.22Allow User to Resize Window 允许用户改变VI窗口的大小。Allow User to Minimize Window 允许用户最小化VI窗口，窗口具有最小化按钮。Allow Run-Time Shortcut Menu 允许前面板上的对象在运行时刻显示数据操作的快捷菜单。图2.21Show Front Panel When Called 当该Vi程序作为子程序被调用时，自动打开前面板。Close Afterwards if Originally Closed 如果被调用的子程序原来就是关闭的，则在调用结束后自动关闭该子程序。Show Front Panel When Loaded 当该Vi程序加载内存时自动打开前面板。打开程序 ”分配快捷键.vi”，FileVI Properties 在程序属性对话框的Category项目中选择Window Appearance。编辑Windows Title “为按钮分配快捷键”，窗口风格选择为Dialog, 则程序运行时如图2.21所示。2.6定制前面板控制量LabVIEW提供的控制件和显示件都可以进行个性化定制，以形成丰富多彩的外观风格和特殊的视觉效果，这种定制又是对现有控件集合的扩展。图2.23用户自定制的显示件和控制件可以保存在某一个目录下或保存在一个VI库中，这样已经定制的控件可以用于其它程序的前面板中。用户也可以为自定制的控件创建一个图标，并将之添加到系统的控件模板中。对于已经创建的自定制对象，可以对该对象进行严格的数据类型定义。2.6.1创建自定制对象图2.24创建新的程序，File New在新建程序的对话框中选择程序的类型为Control，如图2.22所示。系统打开控件编辑窗口如图2.23所示。控件编辑窗口与系统的前面板相似，但用户只能在这里编辑或保存单一的控制件或显示件，控件编辑窗口没有代码窗口也不能运行。在界面中创建拨号盘对象，Controls Numeric Dial。如图2.23，系统菜单条图标表示目前处于编辑状态，单击图标，则变成，表示系统处于自定义状态。当系统处于编辑状态时，用户可以改变控件的大小，颜色或从快捷菜单中选择其他选项来编辑控件，其方法与在前面板上编辑控件对象一样。在自定义状态下，用户可以单独对控件的各个部分进行编辑。切换到自定义状态下，对拨号盘控件进行如下编辑，将名称改为“拨号盘”，将对象的数字显示件替换为ControlsNumeric Horizontal fill slide，将拨号盘的底色改为蓝色，将指针改为绿色。如图2.24所示。将文件保存为”拨号盘.ctl”。图2.252.6.2在程序前面板中直接修改对象对于已经设计好的前面板，用户也可以直接对控件进行修改以达到个性化定制的目的。这种修改的方法和过程与直接创建控件的过程基本一样。创建新的程序”修改对象.vi”。在前面板创建显示件Controls Numeric Gauge。在Gauge对象上鼠标右击该对象，在快捷菜单中选择Advanced Customize在自定义窗口中单击图标切换到自定义状态并进行如图2.25所示的编辑。首先将背景颜色改为亮绿色，并将指针变短。这里我们为自定制的控件创建图标，其目的是可以将该控件加入到系统的控件子模板中。鼠标右键单击控件编辑窗口右上角的图表，在快捷菜单中选择Edit Icon，在编辑窗口中创建自己的控件图标，如图2.26所示。点击OK按钮保存控件图标，图2.26此处是否需要保存，取决于用户以后的需要，如果在以后的程序面板中不再需要这种风格的控件，则没有必要保存。这里我们将改动后的控件保存为”指示表.ctl”。关闭控件编辑窗口，系统出现对话框询问“