第三章 虚拟仪器软件开发平台 LabVIEW 3.1 LabVIEW是什么 LabVIEW（Laboratory Virtual instrument Engineering workbench）是一种图形化的编程 语言，它广泛地被工业界、学术界和研究实验室 所接受，视为一个标准数据采集和仪器控制软件 。 图形化的程序语言，又称为“”语言。使用 这种语言编程时，基本上不写程序代码，取而代 之的是流程图。 利用LabVIEW，可产生独立运行的可执行文件 ，它是一个真正的位编译器。 3.2 LabVIEW的运行机制 LabVIEW应用程序的构成 LabVIEW应用程序，即虚拟仪器（VI），它包括前 面板（front panel）、流程图（block diagram ）以及图标/连结器(icon/connector)三部分 前面板 前面板是图形用户界面，也就是VI的虚 拟仪器面板，这一界面上有用户输入和显示输出 两类对象，具体表现有开关、旋钮、图形以及其 他控制（control）和显示对象（indicator）在 前面板后还有一个与之配套的流程图。 3.2 LabVIEW的运行机制 流程图流程图提供VI的图形化源程序。在流程图中对VI编 程，以控制和操纵定义在前面板上的输入和输出 功能。流程图中包括前面板上的控件的连线端子 ，还有一些前面板上没有，但编程必须有的东西 ，例如函数、结构和连线等。 图标/连接器 VI具有层次化和结构化的特征。一个VI可以作为子 程序，这里称为子VI（subVI），被其他VI调用。 图标与连接器在这里相当于图形化的参数，详细 情况稍后介绍。 3.3 LabVIEW的操作环境操作模板 在LabVIEW的用户界面介绍。 三个操作模板：包括工具（Tools）模板、控制 （Controls）模板和函数（Functions）模板。 这些模板集中反映了该软件的功能与特征。 工具模板（Tools Palette） 该该模板提供了各种用于创创建、修改和调试调试 VI程序 的工具，10个工具。 命令窗口显示：在Windows菜单单下选择选择 Show Tools Palette命令以显显示该该模板 快捷键显示：按shift键同时鼠标放在面板点击右 键也可以。3.3 LabVIEW的操作环境操作模板 控制模板（Control Palette） 条件：只有打开前面板时才能调用该模板 该模板用来给前面板设置各种所需的输出显示对 象和输入控制对象。每个图标代表一类子模板。 命令窗口显示：Windows菜单单的Show Controls Palette功能打开 快捷键显示：在前面板的空白处处，点击击鼠标标右键键 ，以弹弹出控制模板。 15大模块及其小模块功能介绍。 3.3 LabVIEW的操作环境操作模板 功能模板(Functions Palette) 条件：只有打开了流程图图程序窗口，才能出现现功能 模板。 功能模板是创创建流程图图程序的工具。该该模板上的每 一个顶层图标顶层图标 都表示一个子模板。共有23个模块。 命令窗口显示：Windows菜单单下的Show Functions Palette功能打开它 快捷键显示：在流程图图程序窗口的空白处处点击击鼠标标 右键键以弹弹出功能模板。 3.4 LabVIEW的初步操作 创建一个VI （例子）书 P18 Average.viVI功能：求两个双精度浮点数的平均数。 查看某个功能函数或者 VI 的输入输出 ，需要 从Help菜单中选择Show Help，把光标置于这个功 能函数或者 VI上。 显示对象（Indicator）、控制对象（Control） 和数值常数对象 显显示对对象和控制对对象都是前面板上的控件，前者 有输输入端子而无输输出端子，后者正好相反，它们们 分别别相当于普通编编程语语言中的输输出参数和输输入参 数。 数值值常数对对象可以看成是控制对对象的一个特例。3.4 LabVIEW的初步操作 端子的符号反映该对象的数据类型。例如，DBL 符号表示对象数据类型是双精度数；TF 符号表示 布尔数；I16 符号表示16位整型数；ABC符号表示 对象数据类型是字符串。 显示对象与控制对象：将鼠标移到图标上，然后点右键，可出现快速菜 单 ，如果菜单中的第一项是Chang to Control, 说明这是一个显示对象 ，反之是控制对象。 控制对对象和显显示对对象都不能在流程图图中删删除，只 能从前面板上删删除 3.4 LabVIEW的初步操作连线：连线是程序设计中较为复杂的问题。流程图 上的每一个对象都带有自己的连线端子，连线将 构成对象之间的数据通道。数据单向流动，从源 端口向一个或多个目的端口流动。不同的线型代 表不同的数据类型。 P33页表1-7 当把连线工具放在端点上时，该端点区域将会闪烁 ，表示连线将会接通该端点。当把连线工具从一 个端口接到另一个端口时，不需要按住鼠标键。 当需要连线转弯时，点击一次鼠标键，即可以正 交垂直方向地弯曲连线，按空格键可以改变转角 的方向。端点的先后次序不影响数据流动的方向 。 3.5 图表（chart）入门 图表（chart）是一种周期性更新数据的数字式 图形显示对象。图表具有的特性有：滚动条、图 例、模板、数值显示、时间坐标显示。 三种图图表显显示类类型Strip chart（条状图图） ，Scope chart（示波器图图）和Sweep chart（扫扫 描图图）。快速菜单单中AdvancedUpdate Mode strip ：坐标式显示器，与纸带式图表记录器相 似。每接受一个新数据，新数据就将显示在右侧 ，而原有数据移动到左侧。3.5 图表（chart）入门 Scope 每接受一个新数据时，它就把新数据绘 制在原有数据的右侧。当数据曲线到达显示区的 右边缘时，VI 会删除全部图形，从左边缘重新开 始绘制曲线。示波器模式显然要快于条状图模式 ，因为它不会因为滚动产生溢出 Sweep扫描模式更接近于示波器模式，但是当数 据曲线到达显示区的右边时，不会变成空白，而 是会出现一个移动的垂线，标记新数据的开始， 并当VI添加新数据时穿过整个显示区。练习练习 ：讲义P13 charts.vi第四章 程序结构 4.1 循环结构 While 循环 While 循环可以反复执行循环体的程序，直至到 达某个边界条件 。While 循环的框图是一个大小 可变的方框，用于执行框中的程序，直到条件端 子接收到的布尔值为 FALSE。 该循环有如下特点： 1、计数从0开始（i=0）2、先执行循环体，而后i+1，如果循环只执行一 次，那么循环输出值i=0。3 、循环至少要运行一次。P1 练习练习 3 使用While循环环和图图表 random signal.vi4.1 循环结构 移位寄存器（Shift Register） 移位寄存器可以将数据从一个循环周期传递到另外 一个周期。 创建 ：用鼠标右键单击循环的左边或者右边，在 快捷菜单中选择 Add Shift Register。 移位寄存器在流程图上用在循环边框上相应的一对 端子来表示。右边的端子中存储了一个周期完成 后的数据，这些数据在这个周期完成之后将被转 移到左边的端子，赋给下一个周期。移位寄存器 可以转移各种类型的数据数值、布尔数、数组 、字符串等等。P 4练习 3 使用移位寄存器 random average.vi4.1 循环结构 For循环 For循环环把它的框图图中的程序执执行指定次数。 For循环环具有下面这这两个端子： N: 计数端子（输入端子）用于指定循环执行 的次数。I: 周期端子（输输出端子）含有循环环已经执经执 行的次数。 P5练习练习 3-3用For循环环和移位寄存器计计算一组组随 机数的最大值值。 Max.vi 4.2 分支结构：Case 分支结构：Case Case结构含有两个或者更多的子程序（Case）, 执行那一个取决于与选择端子或者选择对象的外 部接口相连接的某个整数、布尔数、字符串或者 标识的值。必须选择一个默认的Case以处理超出 范围的数值，或者直接列出所有可能的输入数值 。 P7练习 3-创建一个VI以检查一个数值是否为 正数。如果它是正的，VI就计算它的平方根，反 之则显示出错。 Square root.vi 4.3 顺序结构 顺序结构 代码式的传统编程语言中，默认的情况是，程序 语句按照排列顺序执行，但LabVIEW中不同，它是 一种图形化的数据流式编程语言。 顺序结构的图标像是电影胶片可以按一定顺序执 行多个子程序。首先执行0帧中的程序，然后执行 1帧中的程序，逐个执行下去。与Case结构类似， 这多帧程序在流程图中占有同一个位置。 P8练习 3-创建一个 VI，计算生成等于某个给 定值的随机数所需要的时间 time to match.vi4.4公式节点（Formula Node） 公式节点（Formula Node） 公式节点是一个大小可变的方框，可以利用它直接 在流程图中输入公式。从FunctionsStructures中 选择公式节点就可以把它放到流程图中。 创建公式节点的输入和输出端子：用鼠标右键单击 第0帧的底部边框，选择Add Input(Add Output)再 在节点框中输入变量名称。变量名对大小写敏感。 然后就可以在框中输入公式。每个公式语句都必须 以分号（;）结尾。 P11 练习3-6：创创建一个VI，用公式节节点计计算等式 。Equations.vi小结3.1 LabVIEW是什么 3.2 LabVIEW的运行机制前面板、流程图以及图标 /连结器 3.3 LabVIEW的操作环境操作模板 3.4 LabVIEW的初步操作 3.5 图表（chart）入门 4.1 循环结构 While For循环环 4.2 分支结构：Case 4.3 顺序结构 4.4 公式节点（Formula Node）作业n 自编程序，练习程序控制流的语句,要求 有嵌套。n必须对公式节点进行练习。n每组编写12个程序。