虚拟仪器开发平台LabVIEW

第4章虚拟仪器软件开发平台LabVIEW主要教学内容LabVIEW概述LabVIEW2010编程环境创建虚拟仪器LabVIEW软件下载到百度网盘下载软件LabVIEW2012和课件账号：376663038@密码：xinongdianxin

（西农电信）4.1LabVIEW概述构造一个虚拟仪器系统，基本硬件确定以后，就可以通过不同的软件实现不同的功能。软件是虚拟仪器系统的关键。目前流行的虚拟仪器软件开发工具有两类文本式编程语言有C、C++、VB、VC、Labwindows/CVI等；图形化编程语言有LabVIEW、AgilentVEE等。其中LabVIEW最流行，是目前应用最广、发展最快、功能最强的图形化软件。4.1.1LabVIEW的含义LabVIEW(LaboratoryVirtualInstrumentEngineeringWorkbench)是美国NI公司推出的一种基于G语言(GraphicsLanguage，图形化编程语言)的虚拟仪器软件开发工具。LabVIEW集成了GPIB,VXI,PXI,RS-232,USB的硬件和数据采集卡通信的全部功能，并且还内置了便于应用TCP/IP,ActiveX等软件标准的库函数。LabVIEW简化了虚拟仪器的开发过程，缩短了仪器开发和调试的周期，它让用户从繁琐的计算代码编写中解脱出来，把大部分精力投入到仪器设计和分析中，而不必拘泥于程序的细节。4.1.2LabVIEW的特点（1）图形化的编程环境；（直观易学）（2）开发功能高效、通用；（扩展功能库和子程序库）（3）支持多种仪器和数据采集硬件的驱动；（DAQ,GPIB,VXI,PXI,RS-232）（4）查错、调试功能强大；（无需编译，调试手段多样）（5）支持多种操作系统；（Windows98/2000/XP,UNIX,Linux,Macintosh）（6）网络功能强大；（TCP/IP,UDP,DataSocKet）（7）开放性强。（.NET组件，ActiveX，DLL；MATLAB）

4.1.3LabVIEW的发展LabVIEW1.0的主界面主要研发人员JamesTruchardJeffKodosky前面板程序框图1986.10NI基于Macintosh平台正式发布了LabVIEW1.0。随后对编辑器、图形显示及其他细节进行了重大改进，于1990年1月发布了LabVIEW2.0。1992年实现了从Macintosh平台到Windows平台的移植，于1993年1月发布了LabVIEW3.0。1996.4LabVIEW4.0问世，实现了ApplicationBuilder的单独执行，并向数据采集DAQ通道方向进行了延伸。1998年2月发布的LabVIEW5.0对以前版本全面修改，对编辑器和执行系统进行了重写，尽管增加了复杂性，但也大大增强了LabVIEW的可靠性。2006.8美国国家仪器有限公司正式推出LabVIEW8.20版本。这是专用于控制、测试和嵌入式系统开发的LabVIEW图形化系统设计平台的20周年纪念版。10月，NI首次推出简体中文版LabVIEW8.2。简体中文版的LabVIEW发布极大地降低中国工程师使用这一工具的门槛，为他们带来更高的效率。

2010.8NI发布了LabVIEW图形化编程环境的最新版软件LabVIEW2010。4.2LabVIEW2010编程环境LabVIEW2010程序开发环境采用图形化的编程方式，无需编写任何代码，它不仅包含有丰富的数据采集、分析及存储的库函数，还提供了PCI，GPIB，VXI，PXI，RS-232C，USB等通讯总线标准的功能函数，可以驱动不同总线接口的设备和仪器。LabVIEW2010具有强大的网络功能，支持常用的网络协议，可以方便地设计开发网络测控仪器，并有多种程序调试手段，如断点设置、单步调试等。4.2.1LabVIEW2010的基本开发平台使用LabVIEW开发平台编制的程序称为虚拟仪器，简称VI。VI由以下3部分构成：

前面板：即用户界面；

程序框图：包含用于定义VI功能的图形化源代码；

图标和连线板：用以识别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

前面板是VI的用户界面。创建VI时，通常应先设计前面板，然后设计程序框图执行在前面板上创建的输入、输出任务。前面板上有用户输入控制和输出显示两类对象，用于模拟真实仪表的前面板。2.程序框图前面板创建完毕后，便可使用图形化的函数添加源代码来控制前面板上的对象。程序框图是图形化源代码的集合，图形化源代码又称G代码或程序框图代码。节点接线端连线结构程序框图对象程序框图由接线端、节点、连线和结构等构成接线端：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。

3.图标和连线板创建VI的前面板和程序框图后，可创建图标和连线板，以便将该VI作为子VI调用。图标和连线板相当于文本编辑语言中的函数原型。图标是VI的图形化表示，可包含文字、图形或图文组合。

连线板用于显示VI中所有输入控件和显示控件的接线端，类似于文本编程语言中调用函数时使用的参数列表。4.2.2LabVIEW2010的操作选板设计一个LabVIEW应用程序，主要是利用LabVIEW提供的3个操作板来完成：工具选板、控件选板和函数选板。在前面板和程序框图中都可以看到工具选板。工具选板上的每一个工具都对应于鼠标的操作模式。光标对应于选板上所选择的工具图标。控件选板仅位于前面板，包括创建前面板所需的输入控件和显示控件。函数选板仅位于程序框图，包含创建程序框图所需的VI和函数。1.工具选板当从工具选板中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。2.控件选板控件选板包括创建前面板所需的输入控件和显示控件。如果打开的VI没有出现控件选板，在菜单中选择【查看】-->【控件选板】，或者在前面板活动窗口中右击，即可弹出控件选板。3.函数选板函数选板中包含创建程序框图所需的VI和函数。如果打开的VI没有出现控件选板，在菜单中选择【查看】-->【控件选板】，或者在前面板活动窗口中右击，即可弹出控件选板。4.2.3LabVIEW2010的菜单和工具栏

VI窗口顶部的菜单为通用菜单。LabVIEW2010菜单包括文件、编辑、查看、项目、操作、工具、窗口、帮助八大项。

LabVIEW2010的工具栏

4.2.4LabVIEW中的数据类型LabVIEW中的数据类型与传统编程语言中的数据类型基本类似，除了支持数值型、布尔型、数组型、字符串型等一般的数据类型之外，还有一些独特的数据类型，如波形数据类型等。

4.3

LabVIEW2010的初步操作

LabVIEW程序又称虚拟仪器，即VI。一个完整的虚拟仪器由前面板、程序框图和图标/连线板组成。本节将介绍利用LabVIEW2010开发虚拟仪器的基本方法。4.3.1创建虚拟仪器1.创建一个虚拟仪器的一般步骤

（1）前面板设计

（2）程序框图（文本编程语言中的源代码）（3）数据流编程（数据单向流动）（4）功能检验（仿真检验，实测检验）

（5）保存文件例：p83的图4.13和图调试虚拟仪器（1）运行VI（2）清除语法错误（【查看】-->【错误列表】-->【帮助】）（3）高亮显示执行过程（动态执行过程）（4）单步执行（【单步步入】，【单步步过】，【单步步出】）（5）探针工具（6）断点VI断开的常见原因如下：（1）数据类型不匹配或存在未连接的接线端；（2）必须连接的程序框图接线端没有连线；（3）子VI处于断开状态或在程序框图上放置子VI图标后编辑了该子VI的连线板。4.3.3

创建和调用子VI一个VI被其他VI在程序框图中调用，则称该VI为子VI（子程序）。构造一个子VI的主要工作就是需先为子VI创建图标（函数名）和连线板（参数列表）。调用子VI示例

前面板框图程序

4.3.4虚拟仪器创建举例—虚拟温度计测温范围：0~100oC测温传感器：LM35，灵敏度：10mv/oc

前面板框图程序VI设计步骤1.前面板启动LabVIEW后，在启动界面上，选择新建VI，创建一个新VI，然后按下面的步骤进行设计。（1）在控件选板的【经典】-->【经典数值】子选板中选择“仪表”控件，放置到前面板设计窗口的合适位置，将标签“仪表”改为“电压（mV）”。然后，用鼠标右键单击该控件，在弹出的快捷菜单中选择【属性】，在弹出的属性窗口中选择【标尺】，在标尺窗口中设置最小值为0，最大值为1000。（2）在控件选板的【经典】-->【经典数值】子选板中选择“温度计”控件，放置到前面板设计窗口的合适位置。（3）在控件选板的【经典】-->【经典布尔】子选板中选择“带标签椭圆形按钮”控件，放置到前面板设计窗口的合适位置。然后，用鼠标右键单击该控件，在弹出的快捷菜单中，单击【显示项】-->【标签】，隐藏该控件的标签显示。（4）在控件选板的【新式】-->【修饰】子选板中选择“标签”控件，放置到前面板设计窗口的合适位置，并输入文本“虚拟温度计”，单击前面板窗口上的工具栏【文本】，可编辑文本样式。（5）在控件选板的【新式】-->【修饰】子选板中选择“下凹框”控件，放置到前面板设计窗口的合适位置，并设置合适的大小。完成以上5个步骤后的虚拟温度计前面板，如图所示。2.程序框图设计（1）打开程序框图编辑窗口，调整与前面板相对应的控件图标位置，以便后续摆放函数与连线。（2）在函数选板的【编程】-->【数值】子选板中选择“随机数（0-1）”函数，放置到程序框图编辑窗口的合适位置。（3）在函数选板的【编程】-->【数值】子选板中选择“乘”函数，放置到程序框图编辑窗口的合适位置（放置2个乘法器函数）。（4）在函数选板的【编程】-->【数值】子选板中选择“数值常量”函数，放置到程序框图编辑窗口的合适位置（放置3个数值常量，数值常量分别设置为0、10、100）。（5）在函数选板的【编程】-->【比较】子选板中选择“选择”函数，放置到程序框图编辑窗口的合适位置。3.数据