LABVIEW复习提纲PPT课件.ppt

虚拟仪器 VirtualInstrument 简称VI 就是在以通用计算机为核心的硬件平台上 由用户设计定义 具有虚拟面板 测试功能由测试软件实现的一种计算机仪器系统 1 1什么是虚拟仪器 本质 Softwareistheinstrument 1 虚拟仪器的面板是虚拟的 随机信号发生器的前面板 1 1 1什么是虚拟仪器 虚拟的含义 实物 图标 2 虚拟仪器测量功能是由软件编程实现的 函数 随机数发生器 循环结构 与前面板控件对应的图标 与前面板控件对应的图标 随机信号发生器的流程图 硬件 程序 1 1 1什么是虚拟仪器 第2章LabVIEW开发环境 2 1LabVIEW编程环境 2 2 1LabVIEW基本开发平台 2 2LabVIEW编程环境 使用LabVIEW开发平台编写的程序称为虚拟仪器 简称VI VI由以下3部分构成 前面板 即仪器界面 用户界面 程序框图 定义VI功能的图形化源代码 图标和连线板 识别VI的接口 以便在创建VI时调用另一个VI 当一个VI应用在其他VI中 则称为子VI 子VI相当于文本编程语言中的子程序 1 前面板 FrontPanel 仪器控制 结果显示 控制控件输入 输出控件 2 2LabVIEW编程环境 2 程序框图 Diagram 或称流程图 程序框图是图形化源代码的集合 又称G代码或程序框图代码 由接线端 节点 连线和结构构成 2 2LabVIEW编程环境 接线端 用来表示输入控件和显示控件的数据类型 节点 是程序框图上的对象 具有输入 输出端口 在VI运行时进行运算 连线 程序框图中对象的数据传输通过连线实现 每根连线都只有一个数据源 但可以与多个读取该数据的VI和函数连接 结构 是文本编程语言中的循环和条件语句的图形化表示 2 2LabVIEW编程环境 前面板开发窗口和程序框图快速切换 2 2LabVIEW编程环境 Windows ShowDiagram或按 Ctrl E 前面板和程序框图左右并排显示 Ctrl T 删除所有错误连线 Ctrl B 3 软件快捷键操作 2 快捷工具栏简介 虚拟仪器启动运行按钮 当VI没有脱离LabVIEW环境时 可用它来启动运行程序 虚拟仪器连续运行按钮 终止虚拟仪器程序运行按钮 暂停虚拟仪器程序运行按钮 单步点亮运行虚拟仪器程序按钮 当用鼠标点击该按钮后 再运行程序 在流程图编辑窗口中可以看见数据流的走向 2 2LabVIEW编程环境 设计一个LabVIEW应用程序 主要利用LabVIEW提供的操作选板完成 2 2 2LabVIEW的操作选板 工具选板 控件选板 函数选板 LabVIEW8 2包含3个操作选板 2 2LabVIEW编程环境 通过查看 工具选板打开和关闭 2 2LabVIEW编程环境 第3章数据对象类型与操作 3 1数值型 不同数据类型所对应不同的线型和颜色 1 浮点型 2 整型 3 数值属性设置 4 数值操作节点 3 2布尔型对象及其操作 1 定义 逻辑型 二值 真 True 或假 False 1或0 绿色 2 布尔型对象机械动作含义 3 布尔型对象的操作 函数 编程 布尔 3 2字符串型对象及其操作 1 字符串长度函数 注意 一些标点符号 制表符所占字符长度 标点符号 2个字符制表符 回车 空格等 1个字符 2 连接字符串函数 3 提取字符串函数 4 大小写转换函数 5 替换子字符串函数 第4章数组 簇和图形显示 浮点型 橙色 整型 蓝色 4 1数组 索引 0 N 1 1 右击一个在前面板存在的1 Darray 并且从快捷菜单中选择添加维度 2 使用设置工具调整索引号的大小 3 使用两个嵌套的ForLoops循环的自动索引功能 数组创建方法 行索引 列索引 灰色区域表示未赋值 索引号起始位置 1 ArraySize 数组大小 函数 注意索引号起始位置 二维 行数 列数 2 ArraySubset 数组子集 函数 该函数返回数组中从Index开始的长度为length的部分数组元素 3 数组插入函数 行 列 4 数组反转和移位 4 2函数的多态性 Polymorphism 概念 多态性是指函数可以接受不同类型 不同维数或不同表示法的输入数据的能力 大多数G语言函数都是多态化的 Add函数的多态组合 数值型 按位与 4 3簇 Clusters 簇是由不同类型的数据元素组成的一种构造数据类型 什么是簇 粉红色 簇内有多种数据 棕色 簇内只有数值型数据 结构体 1 Unbundle 解除捆绑 函数 注意 输出元素个数依赖于簇中元素 2 按名称解除捆绑 注意 输出的元素可以是簇中的所有元素也可以是部分元素 4 4曲线图形显示控件 一 单曲线图形显示 WaveformGraph可接收两种数据类型 一维数组 簇 起始时间 波形数据 数组 采样间隔 二 多曲线图形显示 判断曲线显示是否正确 1 起始时间 2 采样间隔 例 正弦 X 5余弦 X 1 余弦长度是正弦长度的5倍 三 XYGraph 时间轴坐标 2 4 7 8 9 6幅值轴坐标 1 2 3 4 5 6 2 1 4 2 第5章程序结构 LabVIEW是基于数据流的编程方式 结构 structure 是程序中数据流向的控制节点 循环结构Case结构Sequence 顺序 结构公式节点 主要掌握 5 1循环结构 Loopstructure For循环必须指定循环的次数 循环一定的次数后自动退出循环 While循环则不用指定循环的次数 只需要指定循环退出的条件 LabVIEW中有两种循环结构 While循环 For循环 区别 5 1 1For循环 1 For循环的创建与组成 程序重复执行固定的次数 For循环 ForLoop 是将某程序段重复执行预先设定的次数 For循环的创建 For循环的组成 For循环 就像我们C语言中的For语句 For i 0 i N i 循环体 计数端口 重复端口 必须为整型数 N i 0 N 1 注意 循环计数索引从0 9 而不是1 10 2 For循环实例 例1 使用For循环显示随机数序列 使用高亮执行方式运行程序观察循环变量与循环次数关系 3 For循环对数组的自动索引 循环框内的数据汇聚成一个数组输出到循环框外循环框外面的数组成员逐个依次输入循环框内 5 1 2While循环 WhileLoop 可以反复执行循环内的框图程序 直到特定条件满足 停止循环 do 循环体内容 while 条件判断 1 While循环的创建与组成 循环计数端i的初始值为0 每执行一次循环自动加1 条件端口用于判断循环是否执行 循环计数端口 条件判断端口 条件端子的不同作用方式灵活选择 条件为真时继续执行 条件为真时停止循环 默认条件 由于循环结构在进入循环后将不会再理会循环框外面的数据变化 因此切记 产生循环终止条件的数据源一定要放到循环框内 否则就会形成死循环 注意 while循环终止条件一定要放到循环框内 5 1 3移位寄存器 移位寄存器用于While循环和For循环 使用移位寄存器可在循环体的循环之间传递数据 其功能是将上一次循环的值传给下一次循环 1 移位寄存器概念 移位寄存器线端 2 数据在移位寄存器的传递 移位寄存器存储数据类型 数值型 布尔型 字符串 数组 3 初始化移位寄存器 Case结构是一种多分支程序控制结构 类似C语言的switch多分支选择结构或if then else语句 5 2Case结构 条件结构 switch 变量 case值1 代码1 break case值n 代码n break default 语句N 1 Case结构的建立与组成 选择端口 选择器标签 switch 变量 case值1 代码1 3 选择端口输入数据类型 布尔型Case结构 数值型Case结构 枚举型Case结构 字符串型Case结构 4 选择器的标识值的设定 3 范围 连续两个英文句点表示 6 9 9 指所有 9的数 6 指所有 6的数 1 单值 单个值 2 列表 英文逗号分开的多个项目 2 3 5 或逻辑 5 数据的输入和输出通道 当由外部节点向结构框架连线时 在结构边框就创建了输入通道 当由框内节点与边框连线时 在结构边框就建立了输出通道 所有Case分支来说对于输入通道的数据可以使用 也可以不使用 只要有一个分支提供输出数据 所有分支都必须与输出通道连接 输出通道不正确连接 5 3顺序 Sequence 结构 LabVIEW顺序结构的功能是强制程序按一定的顺序执行 顺序结构可以包含一个或多个按顺序执行的子程序框图或帧 顺序结构是一系列顺序执行的有序帧的集合 平铺式顺序结构 层叠式顺序结构 平铺式顺序结构程序执行顺序由左到右层叠式顺序结构程序按照框架编号从第0帧开始顺序执行 即0 1 2 的顺序 1 帧间数据传递 1 平铺式顺序结构 数据流可以直接穿过框架实现数据传递 2 顺序结构应用实例 将一随机数发生器产生的数字与面板输入的给定数字进行比较 计算当两个数匹配时所需要的时间 5 4公式节点 公式节点用于完成数学运算 用户可以直接输入一个或多个复杂的公式 语言描述与C语言类似 公式节点常用操作符号 1 公式节点语法 使用算数功能函数实现 使用公式节点计算方程式 2 公式节点应用举例 基本公式节点框架中出现的所有变量 必须有一个相对应的输入端口或输出端口 否则 LabVIEW会报错 前面板和程序框图 输入三角形的三边长 求三角形面积 第6章虚拟仪器数据采集与信号处理 常用信号调理类型 理解设计思路 1 放大2 隔离3 滤波4 传感器的激励5 线性化 电阻温度检测 共模或高压 信号中的高频噪声 热电偶 应变片 电流激励线性化 热敏电阻分线性响应 隔离放大器 光隔 隔离 放大 噪声滤波冷端补偿 低通滤波器 激励电压全桥和半桥设置隔离 放大 噪声滤波 传感器信号 信号调理 DAQ设备 理解DAQ程序设计中 readvi配置含义 DAQ程序设计中的几个问题 选用DAQ卡测量信号时 必须考虑因素 1 输入模式 单端输入 差分输入 每个输入可以有不同的接地参考点 消除了共模噪声的误差 所以差分输入的精度较高 输入信号为高电平 大于1V 信号源与采集端之间的距离较短 15ft 所有输入信号都有一个公共接地端 1ft 304 8mm 3 分辨率 A D转换器所使用的数字位数 分辨率越高 输入信号的细分程度就越高 能够识别的信号变化量就越小 会选择数据采集卡的位数 例 量程0 10V 选择3位的数据采集卡 可以分辨的最小电压为多少 根据最小分辨率求数据采集卡位数 反推 公式 第7章虚拟仪器通信技术 7 1TCP通信 1 TCP协议简介 TCP协议是TCP IP协议中的一个子协议 TCP IP是TransmissionControlProtocol InternetProtocol的简写 名为传输控制协议 互联网络协议 是20世纪70年代由美国国防部开发的协议标准 计算机网络通信中使用最为广泛的通信协议 网络互连的标准协议 7 2UDP通信 UDP UserDatagramProtocol 用户数据传输协议 是一个无线连接模式协议 数据通信 协议 UDP 子选板中 TCP与UDP节点 TCP协议是一个比较可靠的 基于连接的传输协议 提供错误检测功能 保证数据正确传输 TCP是网络应用中比较合适的 UDP的传输不需要连接 与TCP相比有更好的传输效率 但是不保证数据能可靠传输 UDP适合对传输要求不严格的场合 比如需要传输的数据变化慢 传送的又比较频繁等 7 3基于网络的DAQ方案 由于网络技术的不断发展 拓展了虚拟仪器的应用范围 利用局域网或Internet即可实现远程测控的功能 构成远程虚拟仪器 有了远程虚拟仪器 不但昂贵的硬件资源可以共享 也使大量的实际问题的解决成为了可能 7 3 1DataSoket技术 1 DataSocket基本概念 DataSocket是NI公司推出的一项基于TCP IP协议的新技术 DataSocket技术专为测量数据的实时传送而设计 是虚拟仪器设计过程中面向网络测控技术的扩展 适用于远程数据采集 监控和数据共享等应用程序开发 DataSocket DataSocketServerManager DataSocketServer DataSocket函数库 URL是Internet上用来描述信息资源的字符串 主要用在各种WWW客户程序和服务器程序上 采用URL可以用一种统一的格式来描述各种信息资源 包括文件 服务器的地址和目录等 2 DataSocket中的URL uniformresourcelocater URL的格式由下列三部分组成 1 第一部分是协议 2 第二部分是存在该资源的主机IP地址 3 第三部分是主机资源的具体地址 如目录和文件名 DataSocket可以使用的