第一章虛擬儀器概論1.1虛擬儀器概述

1.2LabVIEW概述

1.3LabVIEW的初步操作

參考教材：1、LabVIEW7.1測試技術(shù)與儀器應(yīng)用（機(jī)械工業(yè)出版社）2、LabVIEW7.1編程與虛擬儀器設(shè)計(jì)（清華大學(xué)出版社）候國屏等編寫。講課方式：課堂講授＋實(shí)驗(yàn)＋專家講座考試方式：平時(shí)成績＋實(shí)驗(yàn)成績＋課程設(shè)計(jì)報(bào)告

第一章虛擬儀器概論1.1虛擬儀器概述

1.2LabVIEW概述

1.3LabVIEW的初步操作

1.1虛擬儀器概述

虛擬儀器（virtualinstrumention）是基于計(jì)算機(jī)的儀器。計(jì)算機(jī)和儀器的密切結(jié)合是目前儀器發(fā)展的一個(gè)重要方向。

計(jì)算機(jī)與儀器結(jié)合1、把計(jì)算機(jī)放入儀器中（智能儀器）2、把儀器裝入到計(jì)算機(jī)中（虛擬儀器）以通用的計(jì)算機(jī)硬件及操作系統(tǒng)為依托，實(shí)現(xiàn)各種儀器功能

一、定義二、虛擬儀器體系結(jié)構(gòu)盡可能采用了通用的硬件，各種儀器的差異主要是軟件。

可充分發(fā)揮計(jì)算機(jī)的能力，有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理功能，可以創(chuàng)造出功能更強(qiáng)的儀器。用戶可以根據(jù)自己的需要定義和制造各種儀器。用戶可以根據(jù)需要升級(jí)軟件和標(biāo)準(zhǔn)的板卡來升級(jí)客戶儀器，就像升級(jí)計(jì)算機(jī)一樣三、虛擬儀器的主要特點(diǎn)

利用LabVIEW

構(gòu)建自動(dòng)化測量系統(tǒng)四、虛擬儀器的應(yīng)用工業(yè)自動(dòng)化

CUG&NI虛擬儀器聯(lián)合試驗(yàn)室旨在應(yīng)用最新的虛擬儀器技術(shù)加強(qiáng)儀器科學(xué)在地球探測與信息技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用?；谔摂M儀器的智能儀器技術(shù)將拓寬測控技術(shù)與儀器專業(yè)的應(yīng)用范圍和加強(qiáng)中國地質(zhì)大學(xué)測控技術(shù)與儀器專業(yè)人才培養(yǎng)。掛牌將于12月中旬進(jìn)行。

我們的目標(biāo)！一、LabVIEW是什么？

LabVIEW（LaboratoryVirtualinstrumentEngineering）是一種圖形化的編程語言，它廣泛地被工業(yè)界、學(xué)術(shù)界和研究實(shí)驗(yàn)室所接受，視為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)采集和儀器控制軟件。

LabVIEW集成了與滿足GPIB、VXI、RS-232、和RS-485、USB2.0、PCI、PXI、PCMCIA協(xié)議的硬件及數(shù)據(jù)采集卡通訊的全部功能。它還內(nèi)置了便于應(yīng)用TCP/IP、ActiveX等軟件標(biāo)準(zhǔn)的庫函數(shù)。這是一個(gè)功能強(qiáng)大且靈活的軟件。1.2LabVIEW概述

圖形化的程序語言，又稱為“Ｇ”語言。使用這種語言編程時(shí)，基本上不寫程序代碼，取而代之的是流程圖或流程圖。它盡可能利用了技術(shù)人員、科學(xué)家、工程師所熟悉的術(shù)語、圖標(biāo)和概念，因此，LabVIEW是一個(gè)面向最終用戶的工具。它可以增強(qiáng)你構(gòu)建自己的科學(xué)和工程系統(tǒng)的能力，提供了實(shí)現(xiàn)儀器編程和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的便捷途徑。二、LabVIEW的運(yùn)行機(jī)制

所有的LabVIEW應(yīng)用程序，即虛擬儀器（VI），它包括前面板（frontpanel）、流程圖（blockdiagram）以及圖標(biāo)/連結(jié)器(icon/connector)三部分。前面板

控制對(duì)象(輸入)顯示對(duì)象(輸出)圖１－１隨機(jī)信號(hào)發(fā)生器的前面板上圖所示是一個(gè)隨機(jī)信號(hào)發(fā)生和顯示的簡單VI是它的前面板，上面有一個(gè)顯示對(duì)象，以曲線的方式顯示了所產(chǎn)生的一系列隨機(jī)數(shù)。還有一個(gè)控制對(duì)象——開關(guān)，可以啟動(dòng)和停止工作。

前面板是圖形用戶界面，也就是VI的虛擬儀器面板，這一界面上有用戶輸入和顯示輸出兩類對(duì)象，具體表現(xiàn)有開關(guān)、旋鈕、圖形以及其他控制（control）和顯示對(duì)象（indicator）。顯然，并非簡單地畫兩個(gè)控件就可以運(yùn)行，在前面板后還有一個(gè)與之配套的流程圖。函數(shù)：隨機(jī)數(shù)發(fā)生器結(jié)構(gòu)：循環(huán)與前面板控件對(duì)應(yīng)的連線端子與前面板控件對(duì)應(yīng)的連線端子圖１－２隨機(jī)信號(hào)發(fā)生器的流程圖流程圖提供VI的圖形化源程序。在流程圖中對(duì)VI編程，以控制和操縱定義在前面板上的輸入和輸出功能。以看到流程圖中包括了前面板上的開關(guān)和隨機(jī)數(shù)顯示器的連線端子，還有一個(gè)隨機(jī)數(shù)發(fā)生器的函數(shù)及程序的循環(huán)結(jié)構(gòu)。隨機(jī)數(shù)發(fā)生器通過連線將產(chǎn)生的隨機(jī)信號(hào)送到顯示控件，為了使它持續(xù)工作下去，設(shè)置了一個(gè)WhileLoop循環(huán)，由開關(guān)控制這一循環(huán)的結(jié)束。如果將VI與標(biāo)準(zhǔn)儀器相比較，那么前面板上的東西就是儀器面板上的東西，而流程圖上的東西相當(dāng)于儀器箱內(nèi)的東西。在許多情況下，使用VI可以仿真標(biāo)準(zhǔn)儀器，不僅在屏幕上出現(xiàn)一個(gè)惟妙惟肖的標(biāo)準(zhǔn)儀器面板，而且其功能也與標(biāo)準(zhǔn)儀器相差無幾。三、LabVIEW的操作模板

包括工具（Tools）模板、控制（Controls）模板和函數(shù)（Functions）模板。

工具模板（ToolsPalette）

該模板提供了各種用于創(chuàng)建、修改和調(diào)試VI程序的工具。如果該模板沒有出現(xiàn)，則可以在Windows菜單下選擇ShowToolsPalette命令以顯示該模板。當(dāng)從模板內(nèi)選擇了任一種工具后，鼠標(biāo)箭頭就會(huì)變成該工具相應(yīng)的形狀。當(dāng)從Windows菜單下選擇了ShowHelpWindow功能后，把工具模板內(nèi)選定的任一種工具光標(biāo)放在流程圖程序的子程序（SubVI）或圖標(biāo)上，就會(huì)顯示相應(yīng)的幫助信息。

圖標(biāo)名稱功能１O(jiān)perateValue（操作值）用于操作前面板的控制和顯示。使用它向數(shù)字或字符串控制中鍵入值時(shí)，工具會(huì)變成標(biāo)簽工具２Position/Size/Select（選擇）用于選擇、移動(dòng)或改變對(duì)象的大小。當(dāng)它用于改變對(duì)象的連框大小時(shí)，會(huì)變成相應(yīng)形狀。３EditText（編輯文本）用于輸入標(biāo)簽文本或者創(chuàng)建自由標(biāo)簽。當(dāng)創(chuàng)建自由標(biāo)簽時(shí)它會(huì)變成相應(yīng)形狀。４ConnectWire（連線）用于在流程圖程序上連接對(duì)象。如果聯(lián)機(jī)幫助的窗口被打開時(shí)，把該工具放在任一條連線上，就會(huì)顯示相應(yīng)的數(shù)據(jù)類型。５ObjectShortcutMenu（對(duì)象菜單）用鼠標(biāo)左鍵可以彈出對(duì)象的彈出式菜單?？刂颇０澹–ontrolPalette）

該模板用來給前面板設(shè)置各種所需的輸出顯示對(duì)象和輸入控制對(duì)象。每個(gè)圖標(biāo)代表一類子模板?？梢杂肳indows菜單的ShowControlsPalette功能打開它，也可以在前面板的空白處，點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵，以彈出控制模板。Numeric（數(shù)值量）,數(shù)值的控制。包含數(shù)字式、指針式顯示表盤及各種輸入框。

Boolean（布爾量）,邏輯數(shù)值的控制和顯示。包含各種布爾開關(guān)、按鈕以及指示燈等。

String&Path（字符串和路徑）。字符串和路徑的控制和顯示。

UserControls（用戶控制）,用戶自定義的控制和顯示。Numeric（數(shù)值量）,數(shù)值的顯示。包含數(shù)字式、指針式顯示表盤及各種輸入框。

開關(guān)量燈的顯示,有兩種顯示方式。

Array&Cluster（數(shù)組和簇）。數(shù)組和簇的控制和顯示。List&Table（列表和表格），列表和表格的控制和顯示Graph（圖形顯示），顯示數(shù)據(jù)結(jié)果的趨勢圖和曲線圖。功能模板(FunctionsPalette)

功能模板是創(chuàng)建流程圖程序的工具。該模板上的每一個(gè)頂層圖標(biāo)都表示一個(gè)子模板。若功能模板不出現(xiàn)，則可以用Windows菜單下的ShowFunctionsPalette功能打開它，也可以在流程圖程序窗口的空白處點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵以彈出功能模板。RunButtonContinuousRunButtonAbortExecutionPause/ContinueButtonTextSettingsAlignObjectsDistributeObjectsReorderResizefrontpanelobjectsExecutionHighlightingButton

StepIntoButtonStepOverButtonStepOutButtonAdditionalButtonsontheDiagramToolbar狀態(tài)模板（StatusToolbar)1.3LabVIEW的初步操作

我們通過例子來說明如何創(chuàng)建一個(gè)VI

ControlTerminalsBlockDiagramWindowFrontPanelWindowIndicatorTerminalsCreatingaVI１．４．２程序調(diào)試技術(shù)

1．找出語法錯(cuò)誤:如果一個(gè)VI程序存在語法錯(cuò)誤，則在面板工具條上的運(yùn)行按鈕會(huì)變成一個(gè)折斷的箭頭，表示程序不能被執(zhí)行。這時(shí)該按鈕被稱作錯(cuò)誤列表。點(diǎn)擊它，則LabVIEW彈出錯(cuò)誤清單窗口，點(diǎn)擊其中任何一個(gè)所列出的錯(cuò)誤，選用Find功能，則出錯(cuò)的對(duì)象或端口就會(huì)變成高亮。2．設(shè)置執(zhí)行程序高亮:點(diǎn)擊這個(gè)按鈕使它變成高亮形式，再點(diǎn)擊運(yùn)行按鈕，VI程序就以較慢的速度運(yùn)行，沒有被執(zhí)行的代碼灰色顯示，執(zhí)行后的代碼高亮顯示，并顯示數(shù)據(jù)流線上的數(shù)據(jù)值。這樣，你就可以根據(jù)數(shù)據(jù)的流動(dòng)狀態(tài)跟蹤程序的執(zhí)行。

１．４．３子VI的建立

子VI（SubVI）相當(dāng)于普通編程語言中的子程序，也就是被其他的VI調(diào)用的VI?？梢詫⑷魏我粋€(gè)定義了圖標(biāo)和聯(lián)接器的VI作為另一個(gè)VI的子程序。在流程圖中打開Functions?SelectaVI….

，就可以選擇要調(diào)用的子VI。構(gòu)造一個(gè)子VI主要的工作就是定義它的圖標(biāo)和聯(lián)接器。聯(lián)接器是VI數(shù)據(jù)的輸入輸出接口。如果用面板控制對(duì)象或者顯示對(duì)象從子VI中輸出或者輸入數(shù)據(jù)，那么這些對(duì)象都需要在聯(lián)接器面板中有一個(gè)連線端子。您可以通過選擇VI的端子數(shù)并為每個(gè)端子指定對(duì)應(yīng)的前面板對(duì)象以定義聯(lián)接器。１．５圖表（chart&graph）入門

圖表（chart）是一種周期性更新數(shù)據(jù)的數(shù)字式圖形顯示對(duì)象?？梢栽贑ontrols?Graph模板中找到三種圖表：波形圖和強(qiáng)度圖和3D圖形（后者不常用）右圖顯示了快速菜單中Advanced?UpdateMode子菜單中提供的三種圖表顯示類型——Stripchart（條狀圖），Scopechart（示波器圖）和Sweepchart（掃描圖）。默認(rèn)模式是條狀圖。舉例：該程序中利用一個(gè)循環(huán)產(chǎn)生連續(xù)的sin(i)函數(shù)值，并及時(shí)地在chart圖表上顯示出來

示波器模式是一個(gè)返回式的顯示器，與示波器類似。每接受一個(gè)新數(shù)據(jù)時(shí)，它就把新數(shù)據(jù)繪制在原有數(shù)據(jù)的右側(cè)。當(dāng)數(shù)據(jù)曲線到達(dá)顯示區(qū)的右邊緣時(shí)，VI會(huì)刪除全部圖形，從左邊緣重新開始繪制曲線。示波器模式顯然要快于條狀圖模式，因?yàn)樗粫?huì)因?yàn)闈L動(dòng)產(chǎn)生溢出。掃描模式更接近于示波器模式，但是當(dāng)數(shù)據(jù)曲線到達(dá)顯示區(qū)的右邊時(shí)，不會(huì)變成空白，而