第第 4 4 章章虚拟仪器虚拟仪器软件开发平台软件开发平台LabVIEW第第4 4章章虚拟仪器虚拟仪器软件开发平台软件开发平台LabVIEW 教学内容LabVIEW概述概述 LabVIEW8.2编程环境编程环境创建虚拟仪器创建虚拟仪器4.1 LabVIEW概述n构构造造一一个个虚虚拟拟仪仪器器系系统统，基基本本硬硬件件确确定定以以后后，就就可可以以通通过过不不同同的的软软件件实实现现不不同同的的功功能能，软软件是虚拟仪器系统的关键件是虚拟仪器系统的关键。n目前流行的虚拟仪器软件开发工具有两类：目前流行的虚拟仪器软件开发工具有两类： 1)文文本本式式编编程程语语言言有有C、C+、VB、VC、Labwindows/CVI等；等； 2)图图 形形 化化 编编 程程 语语 言言 有有 LabVIEW、AgilentVEE等。等。4.1.1 LabVIEW的含义nLabVIEW (Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench， 实实验验室室虚虚拟拟仪仪器器工工程程平平台台 ) 是是美美国国 NI 公公司司推推出出的的一一种种基基于于G 语语言言(Graphics Language，图图形形化化编编程程语语言言) 的虚拟仪器软件开发工具；的虚拟仪器软件开发工具；n目目 的的 ： 简简 化化 程程 序序 的的 开开 发发 工工 作作 ， 使使 用用 户户 能能 快快 速、简便地完成自己的工作。速、简便地完成自己的工作。 4.1.2 LabVIEW的特点（1）编程简单编程简单，不需要记忆编程语言；，不需要记忆编程语言；（2）开发周期短开发周期短；（3）高效性高效性，这主要是以软件做保证；，这主要是以软件做保证；（4）开开放放性性，可可根根据据实实际际情情况况进进行行更更新新扩扩展展，发展迅速；发展迅速；（5）自自定定义义性性，工工程程师师们们可可以以在在非非常常广广泛泛的的测测量和控制应用中自定义芯片级硬件功能；量和控制应用中自定义芯片级硬件功能；（6）性价比高性价比高，能一机多用。，能一机多用。4.1.3 LabVIEW8.2n2006年年8月月，美美国国国国家家仪仪器器有有限限公公司司正正式式推推出出LabVIEW 8.20版版本本。这这是是专专用用于于控控制制、测测试试和和嵌嵌入入式式系系统统开开发发的的LabVIEW图图形形化化系统设计平台的系统设计平台的20周年纪念版。周年纪念版。 2006年年10月月，NI首次推出简体中文版首次推出简体中文版LabVIEW 8.2。简体中文版的简体中文版的LabVIEW发发布极大地降低中国工程师使用这一工具的门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。槛，为他们带来更高的效率。4.2 LabVIEW8.2编程环境nLabVIEW8.2程程序序开开发发环环境境采采用用图图形形化化的的编编程程方方式式，无无需需编编写写任任何何代代码码，它它不不仅仅包包含含有有丰丰富富的的数数据据采采集集、分分析析及及存存储储的的库库函函数数，还还提提供供了了PCI，GPIB，PXI，VXI，RS-232，USB等等通通讯讯总总线线标标准准的的功功能能函函数数，可可以以驱驱动不同总线接口的设备和仪器。动不同总线接口的设备和仪器。nLabVIEW8.2具具有有强强大大的的网网络络功功能能，支支持持常常用用的的网网络络协协议议，可可以以方方便便地地设设计计开开发发网网络络测测控控仪仪器器，并并有有多多种种程程序序调调试试手手段段，如如断断点点设设置、单步调试等。置、单步调试等。 4.2.1 LabVIEW8.2的基本开发平台n使使用用LabVIEWLabVIEW开开发发平平台台编编制制的的程程序序称称为为虚虚拟拟仪仪器器，简简称称VIVI。VIVI由由以以下下3 3部部分分构构成成： 前面板前面板： 即用户界面；即用户界面； 程程序序框框图图：包包含含用用于于定定义义VIVI功功能能的的图图形形化化源代码；源代码； 图图标标和和连连线线板板：用用以以识识别别VIVI的的接接口口，以以便便在在 创创 建建 VIVI时时 调调 用用 另另 一一 个个 VIVI。 当当 一一 个个 VIVI应应 用用 在在 其其 他他 VIVI中中 ， 则则 称称 为为 子子 VIVI。 子子 VIVI相相 当当 于文本编程语言中的子程序。于文本编程语言中的子程序。1.前面板 n前前面面板板是是VIVI的的用用户户界界面面。创创建建VIVI时时，通通常常应应先先设设计计前前面面板板，然然后后设设计计程程序序框框图图执执行行在在前前面板上创建的输入、输出任务。面板上创建的输入、输出任务。2. 程序框图n程程序序框框图图是是图图形形化化源源代代码码的的集集合合，图图形形化源代码又称化源代码又称G G代码或程序框图代码。代码或程序框图代码。程序框图由接线程序框图由接线端、节点、连线端、节点、连线和结构等构成。和结构等构成。程序框图对象n程程序序框框图图由由接接线线端端、节节点点、连连线线和和结结构构等等构构成成: :n接接线线端端：是是程程序序框框图图中中传传递递数数据据的的起起点点和和终终点点。控控件件接接线线端端用用来来为为前前面面板板上上的的对对象象与与程程序序框框图图传传递数据递数据。n节节点点：是是实实现现程程序序功功能能的的基基本本单单元元，具具有有输输入入、输出端，在输出端，在VIVI运行时完成一定的操作。运行时完成一定的操作。 n连连线线：是是程程序序框框图图中中各各个个对对象象之之间间传传递递数数据据的的通通道。道。n结结构构：是是文文本本编编程程语语言言中中的的循循环环和和条条件件语语句句的的图图形化表示。形化表示。 3. 图标和连线板n创创建建VIVI的的前前面面板板和和程程序序框框图图后后，可可创创建建图图标标和连线板，以便将该和连线板，以便将该VIVI作为子作为子VIVI调用。调用。 n图标和连线板图形：图标和连线板图形：图标图标是是VIVI的图形化表的图形化表示，可包含文字、图示，可包含文字、图形或图文组合。形或图文组合。 连线板连线板用于显示用于显示VIVI中所有输入控件中所有输入控件和显示控件的接线端，类似于文本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编程语言中调用函数时使用的参数列表。列表。 4.2.2 LabVIEW8.2的操作选板nLabVIEW8.2包含包含3 3个操作选板个操作选板 : 工具选板工具选板 控件选板控件选板 函数选板函数选板 1. 工具选板2. 控件选板控件选板包括控件选板包括创建前面板所创建前面板所需的输入控件需的输入控件和显示控件。和显示控件。经典控经典控件子选件子选板板3. 函数选板函数选板中函数选板中包含创建程包含创建程序框图所需序框图所需的的VIVI和函数。和函数。编程子选编程子选板的图标、板的图标、名称及功名称及功能能 4.2.3 LabVIEW8.2的菜单和工具栏 LabVIEW8.2菜单菜单LabVIEW8.2的工具栏的工具栏4.2.4 LabVIEW8.2中的数据类型n支持的数据类型有：支持的数据类型有： 数值型数值型 布尔型布尔型 数组型数组型 字符串型字符串型 波形数据类型波形数据类型 簇簇 路径路径 4.3 创建虚拟仪器1.1.创建一个虚拟仪器的一般步骤创建一个虚拟仪器的一般步骤 （1）前面板设计）前面板设计 （2）程序框图）程序框图 （3）数据流编程）数据流编程 （4）功能检验）功能检验 （5）保存文件）保存文件 创建一个虚拟仪器两数相加与两数相减两数相加与两数相减VIVI2.2.调试虚拟仪器调试虚拟仪器 n虚拟仪器的一般调试步骤虚拟仪器的一般调试步骤 （1）运行）运行VI （2）清除语法错误清除语法错误 （3）高亮显示执行过程）高亮显示执行过程 （4）单步执行）单步执行 （5）探针工具）探针工具 （6）断点）断点 3. 创建和调用子VIn构构造造一一个个子子VI的的主主要要工工作作就就是是需需先先为为子子VI创创建连线板和图标建连线板和图标 调用子VI示例 n前面板前面板 框图程序框图程序 4. 虚拟仪器创建举例虚拟温度计n测温范围：测温范围：0100oCn测温传感器：测温传感器：AD590，灵敏度：灵敏度：1A/K 虚拟温度计VI前面板前面板框图框图程序程序1. 了解了解LabVIEW的编程环境的编程环境2. 熟悉用熟悉用LabVIEW创建创建VI的设计方法的设计方法第第4 4章教学要求章教学要求