虚拟仪器设计第2章—1操作入门

1、虚拟仪器设计虚拟仪器设计课时安排课时安排v总学时：总学时： 32 学时学时v上机实验：上机实验：4 学时学时v考核：考核： 30，包含出勤、作业（包含上机，包含出勤、作业（包含上机实验成绩）。无故缺勤一次扣实验成绩）。无故缺勤一次扣5分。分。 70，考试形式待定，考试形式待定更正：更正：1第二章 第一讲LabVIEW 操作入门本课程使用软件为本课程使用软件为LabVIEW 8.52本讲授课内容本讲授课内容：1. LabVIEW 概述概述2. LabVIEW 的程序结构及一般设计过程的程序结构及一般设计过程3. LabVIEW 的的工作环境工作环境4. LabVIEW的操作选板的操作选板 5.

2、LabVIEW的基本数据类型的基本数据类型6. LabVIEW的数据运算的数据运算7. LabVIEW帮助帮助8. （涵盖了书本第四章的全部内容）（涵盖了书本第四章的全部内容）3一、一、LabVIEW概述概述vLabVIEW是一种崭新的是一种崭新的图形化编程语言图形化编程语言，其源程序，其源程序完全是图形化的框图，而不是文本代码。完全是图形化的框图，而不是文本代码。v它把复杂、繁琐、费时的语言编程简化为利用线条把它把复杂、繁琐、费时的语言编程简化为利用线条把各种不同的图形化功能模块连接起来的图形编程。各种不同的图形化功能模块连接起来的图形编程。v用用LabVIEW编写程序的过程就变成一个程序流

3、程框编写程序的过程就变成一个程序流程框图的绘制过程。图的绘制过程。 编程方式编程方式界面界面编程编程举例举例(1)文本文本运行时才可见，文本行和图运行时才可见，文本行和图形形文本行文本行Turbo CQBASIC(2)可视化可视化（面向对象编程）（面向对象编程）图形，编程时编辑图形，编程时编辑文本行文本行VC、VB(3)图形化编程图形化编程图形，编程时编辑图形，编程时编辑流程框图流程框图LabVIEW4例：虚拟电压表界面（ LabVIEW前面板编程）5例：虚拟电压表程序（ LabVIEW流程框图）6vLabVIEW程序结构包括三个部分：前面板、流程程序结构包括三个部分：前面板、流程框图和图标框

4、图和图标/连接口。连接口。n前面板主要用于输入量的设置和输出量的显示，它模拟前面板主要用于输入量的设置和输出量的显示，它模拟了真实仪表的面板了真实仪表的面板，包括旋钮、开关、按钮、图表、图，包括旋钮、开关、按钮、图表、图形。用户使用虚拟仪器时所观察到的就是前面板，并在形。用户使用虚拟仪器时所观察到的就是前面板，并在前面板中执行对仪器的操作。前面板中执行对仪器的操作。n流程框图用图形编程语言编写，可以把它理解成传统程流程框图用图形编程语言编写，可以把它理解成传统程序的源代码；序的源代码；n通过图标通过图标/连接口可以在其他程序中调用连接口可以在其他程序中调用VI子程序。子程序。 二、二、LabV

5、IEW的程序结构及一般设计过程的程序结构及一般设计过程7vLabVIEW程序结构包括三个部分：前面板、流程程序结构包括三个部分：前面板、流程框图和图标框图和图标/连接口。连接口。二、二、LabVIEW的程序结构及一般设计过程的程序结构及一般设计过程简言之：简言之：前面板前面板=仪器面板仪器面板流程框图流程框图=仪器内部结构仪器内部结构图标图标/连接口：用于子连接口：用于子VI调用调用8主要包括前面板的设计、流程框图的设计以及程序的调试。主要包括前面板的设计、流程框图的设计以及程序的调试。（1）首先创建前面板：）首先创建前面板：n根据该虚拟仪器所要实现的功能来设计前面板。根据该虚拟仪器所要实现的

6、功能来设计前面板。n前面板主要由输入控制器和输出指示器组成。使用输入控制器可以输前面板主要由输入控制器和输出指示器组成。使用输入控制器可以输入数据到程序中，而输出指示器则可用来显示程序产生的数值。入数据到程序中，而输出指示器则可用来显示程序产生的数值。（2）流程框图的设计：）流程框图的设计：n流程框图是由节点、端口和连线组成的可执行代码。流程框图是由节点、端口和连线组成的可执行代码。n对流程框图的设计主要是对节点、数据端口和连线的设计。对流程框图的设计主要是对节点、数据端口和连线的设计。n节点：节点：VI程序运行的要素，即一个执行单位，可以把它理解为程序的程序运行的要素，即一个执行单位，可以把

7、它理解为程序的一条语句，它包括四种类型：函数（基本操作）、一条语句，它包括四种类型：函数（基本操作）、VI子程序、结构和子程序、结构和代码接口。代码接口。n端口：端口： 控制器和指示器端口：前面板控件在框图中的映射。控制器和指示器端口：前面板控件在框图中的映射。 节点端口：函数图标的连线端口节点端口：函数图标的连线端口n连线：端口间传递数据的路径。连线：端口间传递数据的路径。（3）程序的调试：正常运行、高亮方式、探针、单步等。）程序的调试：正常运行、高亮方式、探针、单步等。LabVIEW程序的一般设计过程：程序的一般设计过程：9例：由一个按钮开关和一个指示灯组成，该例：由一个按钮开关和一个指示

8、灯组成，该VI的功能是：当的功能是：当按下按钮时，指示灯点亮；当弹起按钮时，指示灯熄灭。按下按钮时，指示灯点亮；当弹起按钮时，指示灯熄灭。 见录像：见录像：2-1 开关和指示灯开关和指示灯.wmv（555”）10LabVIEW程序举例书本第65页例子，显示正弦波波形。见录像：2-2 显示正弦波波形显示正弦波波形.wmv（216”）11三、三、LabVIEW的工作环境的工作环境 v1.启动界面启动界面VI程序程序和项目和项目创建栏创建栏新近打新近打开的项开的项目和目和VI程序列程序列表栏表栏帮助资帮助资源列表源列表栏栏122. 前面板窗口的菜单和工具栏：前面板窗口的菜单和工具栏：包含用来控制包含

9、用来控制VI的命令按钮和状态指示器。的命令按钮和状态指示器。下拉式菜单，包括：运行、连续运行、停止、暂停/继续、格式设置工具栏工具栏对齐对象、分布对象、调整对象大小重新排序即时帮助图标/连接口13流程框图窗口的菜单和工具栏与前面板类似，增加了与前面板类似，增加了5个调试按钮。个调试按钮。下拉式菜单与前面板菜单相同下拉式菜单与前面板菜单相同点击该高亮执行按钮高亮执行按钮可使VI程序的运行以一种缓慢的节奏一步一步地执行程序，所执行到的节点都以高亮方式显示，并可观察到数据的流动，这样用户可以清楚地了解到程序的运行过程，也可以很方便地查找错误。高亮显示高亮显示执行过程执行过程保存连线值保存连线值单步进

10、入单步进入单步跳过单步跳过单步跳出单步跳出14四、四、LabVIEW的操作选板的操作选板 v在LabVIEW的用户界面上，应特别注意它提供的操作选板：n工具选板（工具选板（Tools Palette ）n控件选板（控件选板（Controls Palette ）n函数选板（函数选板（Functions Palette ）v操作选板集中反映了该软件的功能与特征。 15vLabVIEW具有三种用来创建和运行程序的具有三种用来创建和运行程序的选板：选板：n工具选板（工具选板（Tools Palette ）：包括了程序的）：包括了程序的创建、修改和调试时使用的工具；创建、修改和调试时使用的工具；n控件选

11、板（控件选板（Controls Palette ）：主要用于在）：主要用于在前面板中添加指示器和控制器；前面板中添加指示器和控制器；n函数选板（函数选板（Functions Palette ）：用于创建）：用于创建流程框图，它包括了很多函数子选板。流程框图，它包括了很多函数子选板。16工具选板（工具选板（Tools Palette） v该选板提供了各种用于创建、修改该选板提供了各种用于创建、修改和调试和调试VIVI程序的工具。程序的工具。如果该选板如果该选板没有出现，则可以在没有出现，则可以在【查看查看】菜单菜单下选择下选择【工具选板工具选板】命令以显示该命令以显示该选板。当从选板内选择了任一

12、种工选板。当从选板内选择了任一种工具后，鼠标箭头就会变成该工具相具后，鼠标箭头就会变成该工具相应的形状。应的形状。书本第书本第70页页17操作值操作值用于操作前面板的控制控件和显示控件。用于操作前面板的控制控件和显示控件。使用它向数字或字符串控件中输入值时，使用它向数字或字符串控件中输入值时，它会变成编辑文本工具。它会变成编辑文本工具。用于选择、移动或改变对象的大小。当用于选择、移动或改变对象的大小。当用于改变对象的大小时，鼠标指针会变用于改变对象的大小时，鼠标指针会变成各种方向的箭头形状。成各种方向的箭头形状。用于输入标签或标题说明的文本或者创用于输入标签或标题说明的文本或者创建自由标签。建

13、自由标签。用于在框图上连线及在前面板上建立连用于在框图上连线及在前面板上建立连结器。把该工具放在任一条连线上，会结器。把该工具放在任一条连线上，会在在“即时帮助即时帮助”中显示连线的数据类型。中显示连线的数据类型。使用该工具在对象上单击鼠标左键，可使用该工具在对象上单击鼠标左键，可以弹出对象的快捷菜单。以弹出对象的快捷菜单。工具选板（工具选板（Tools Palette） 自动选择工具开自动选择工具开自动选择工具关自动选择工具关“开开”时，时，LabVIEW会根据鼠标会根据鼠标指针下对象类型和位置的不同而自指针下对象类型和位置的不同而自动选择合适的工具。动选择合适的工具。定 位定 位 / 调

14、整调 整大小大小/选择选择编辑文本编辑文本进行连线进行连线对象快捷对象快捷菜单菜单书本第书本第71页页18 使用该工具就可以不需要使用滚动条而使用该工具就可以不需要使用滚动条而在窗口中漫游。在窗口中漫游。使用该工具在使用该工具在VIVI的流程图对象上设置断的流程图对象上设置断点点可在流程框图的连线上设置探针，通过可在流程框图的连线上设置探针，通过探针窗口来观察连线上的数据变化情况。探针窗口来观察连线上的数据变化情况。必需在数据流过之前设置探针。必需在数据流过之前设置探针。使用该工具来提取颜色用于编辑其他的使用该工具来提取颜色用于编辑其他的对象。对象。 用来给对象定义颜色。它也显示出对象用来给对

15、象定义颜色。它也显示出对象的前景色和背景色。的前景色和背景色。10工具选板（工具选板（Tools Palette） 滚动窗口滚动窗口探针数据探针数据设置设置/清除清除断点断点获取颜色获取颜色设置颜色设置颜色19控件选板（控件选板（Control Palette）注意：只有打开前面板时才能调用该选板注意：只有打开前面板时才能调用该选板1.通常包含通常包含“新式新式”、“系统系统”、“经典经典”三种风格；三种风格；2.图标右上角的黑色三角形表明该图标为一个子选板，点击以后图标右上角的黑色三角形表明该图标为一个子选板，点击以后可以显示更多的控件。可以显示更多的控件。20控件选板简介：控件选板简介：数

16、值的控制和显示。包含数字式、数值的控制和显示。包含数字式、指针式显示表盘及各种输入框。指针式显示表盘及各种输入框。布尔布尔逻辑数值的控制和显示。包含各种逻辑数值的控制和显示。包含各种布尔开关、按钮以及指示灯等。布尔开关、按钮以及指示灯等。字符串与字符串与路径路径字符串和路径的控制和显示。字符串和路径的控制和显示。数组、矩数组、矩阵与簇阵与簇数组、矩阵和簇数组、矩阵和簇的控制和显示。的控制和显示。列表与表列表与表格格列表和表格的控制和显示列表和表格的控制和显示书本第书本第72页页数值数值21图形图形显示数据结果的趋势图和曲线图。显示数据结果的趋势图和曲线图。下拉列表与下拉列表与枚举枚举用来创建可

17、循环浏览的字符串列表。用来创建可循环浏览的字符串列表。I/OI/O输入输入/ /输出功能与操作输出功能与操作OLEOLE、ActiveXActiveX等功能。等功能。容器容器可用于组合控件，或在当前可用于组合控件，或在当前VIVI的前面的前面板上显示另一个板上显示另一个VIVI的前面板。的前面板。10引用句柄引用句柄用于对文件、目录、设备和网络连接用于对文件、目录、设备和网络连接进行操作。进行操作。控件选板简介：控件选板简介：2211变体与类变体与类用于与变体和类数据交互。用于与变体和类数据交互。12装饰装饰用于给前面板进行装饰的各种图形用于给前面板进行装饰的各种图形对象。对象。控件选板简介：

18、控件选板简介：23常用控件数值型数值型 Numericv主要完成参数设置和结果显示。主要完成参数设置和结果显示。v这些控件相对于高级文本中的变量。这些控件相对于高级文本中的变量。v控制型控件有：控制型控件有： 数字式、滑动式、进度条式、数字式、滑动式、进度条式、 旋纽式、液罐式旋纽式、液罐式v指示型控件有：数字式、表盘式、指示型控件有：数字式、表盘式、 温度计式、色彩类温度计式、色彩类24v布尔型布尔型包含一些布尔值的控制器和包含一些布尔值的控制器和指示器指示器按钮、开关、指示灯按钮、开关、指示灯按键等。按键等。控件的值只能是控件的值只能是True和和False25函数选板（函数选板（Func

19、tions Palette）注意：只有打开流程图程序窗口时才能调用该选板。注意：只有打开流程图程序窗口时才能调用该选板。图标右上角的黑色三角形表明该图标为一个子选图标右上角的黑色三角形表明该图标为一个子选板，点击以后可以显示更多的控件。板，点击以后可以显示更多的控件。26数据运算子选板和布尔运算子选板27函数选板（函数选板（Functions Palette）可以通过函数选板上的可以通过函数选板上的“查看查看”“更改可见类别更改可见类别”来设置函数选板上需要显示的内来设置函数选板上需要显示的内容。容。28函数选板简介函数选板简介结构结构包括程序控制结构命令，例如循环控包括程序控制结构命令，例如

20、循环控制等，以及全局变量和局部变量。制等，以及全局变量和局部变量。数值数值包括各种常用的数值运算，还包括数包括各种常用的数值运算，还包括数制转换、三角函数、对数、复数等运制转换、三角函数、对数、复数等运算，以及各种数值常数。算，以及各种数值常数。布尔布尔包括各种逻辑运算符以及布尔常数。包括各种逻辑运算符以及布尔常数。字符串字符串包含各种字符串操作函数、数值与字包含各种字符串操作函数、数值与字符串之间的转换函数，以及字符符串之间的转换函数，以及字符( (串串) )常数等。常数等。数组数组包括数组运算函数、数组转换函数，包括数组运算函数、数组转换函数，以及常数数组等。以及常数数组等。书本第书本第7

21、3页页29簇、类与变簇、类与变体体用于创建和使用簇，可将用于创建和使用簇，可将LabVIEWLabVIEW数数据类型与类和变体互换。据类型与类和变体互换。比较比较包括各种比较运算函数，如大于、小包括各种比较运算函数，如大于、小于、等于。于、等于。定时定时包括对话框窗口、时间和出错处理函包括对话框窗口、时间和出错处理函数等。数等。文件文件I/OI/O包括处理文件输入包括处理文件输入/ /输出的程序和函输出的程序和函数。数。对话框与用对话框与用户界面户界面用来创建、操作对话框。用来创建、操作对话框。函数选板简介函数选板简介30波形波形各种波形处理工具各种波形处理工具应用程序控应用程序控制制通过本地

22、计算机或网络控制通过本地计算机或网络控制VI，可同，可同时控制多个时控制多个VI。同步同步同步执行并行任务。同步执行并行任务。图形与声音图形与声音 可显示自定义图像，输入、输出图形可显示自定义图像，输入、输出图形文件的数据，也可播放声音。文件的数据，也可播放声音。报表生成报表生成创建或操作创建或操作LabVIEWLabVIEW报表文件。报表文件。函数选板简介函数选板简介31五、五、LabVIEW的基本数据类型：的基本数据类型： 数据结构是程序设计的基础，不同的数据类型和数据结构在LabVIEW中存储的方式是不一样的。选择合适的数据类型不但能提高程序的性能，而且还能节省内存的使用。数值数据类型：

23、可以分为浮点数、整数和复数3种基本形式。书本第76页，表4-4。数据类型之间可以相互转换（见下页）。布尔数据类型：只有“真”、“假”两种取值。布尔类型常量有： 通过单击，可以取反。 布尔型输入控件的一个重要属性叫作，使用该属性可以模拟真实开关的动作特性。书本第81页，表4-532数据类型的转换：双精度整数型33观看NI自带例程中的“Mechanical Action of Booleans.vi”见录像：见录像：2-3布尔变量的机械动作演示布尔变量的机械动作演示.wmv（259”）书本第81页，表4-534六、六、LabVIEW的数据运算：的数据运算：1.算术运算符：算术运算符：数学与科学常量35六、六、LabVIEW的数据运算：的数据运算：1.算术运算符：算术运算符：数学与科学常量362.关系运算符关系运算符（比较运算符）：（比较运算符）：373.逻辑运算符（布尔运算符）：逻辑运算符（布尔运算符）：384. 表达式节点表达式节点（Expression Node）:使用表达式节点可使用表达式节点可以计算包含以计算包含一个变一个变量量的数学