LabVIEW程序设计从入门到精通

《LabVIEW8.20程序设计从入门到精通》随书课件第1章揭开LabVIEW的面纱引子•“最初只存在机器语言，计算机的世界里一片黑暗。可是不久，汇编语言问世了，给计算机的世界投下了一缕曙光。后来，Fortran的出现带来了光明。”•LabVIEW图形化编程语言的出现终于把人们——尤其是工程师和科学家们从繁杂的编程工作中解放出来，使他们能够真正专心于自己所关注的事情。本章内容•1.1虚拟仪器的概念•1.2什么是LabVIEW?•1.3LabVIEW可以做什么?•1.4LabVIEW的发展历程•1.5如何学好LabVIEW1.1虚拟仪器的概念PROCESSORBUSConditioningTimingA/DD/ADI/OTI/ODISPLAYANDCONTROL488PORT礟MathMEMORY礟ROMPROCESSORBUSConditioningTimingA/DD/ADI/OTI/ODISPLAYANDCONTROL488PORT礟MathMEMORY礟ROMControlPanelFlowPressureAlarmConditionsSTOPTemperature传统仪器厂商定义功能虚拟仪器用户定义功能1.1虚拟仪器的概念•虚拟仪器系统是由计算机、应用软件和仪器硬件三大要素构成的。计算机与仪器硬件又称为VI的通用仪器硬件平台。1.1虚拟仪器的概念•软件技术是虚拟仪器的核心技术。常用的仪器用开发软件有LabVIEW、LabWindows/CVI、VEE等等，其中以LabVIEW应用最为广泛。1.2什么是LabVIEW?•LabVIEW（LaboratoryVirtualInstrumentEngineeringWorkbench）是一种用图标代替文本行创建应用程序的图形化编程语言。•传统文本编程语言根据语句和指令的先后顺序决定程序执行顺序，而LabVIEW则采用数据流编程方式，程序框图中节点之间的数据流向决定了程序的执行顺序。它用图标表示函数，用连线表示数据流向。1.2什么是LabVIEW?•LabVIEW程序被称为VI（VirtualInstrument），即虚拟仪器。•LabVIEW的核心概念就是“软件即是仪器”，即虚拟仪器的概念。•LabVIEW还包含了大量的工具与函数用于数据采集、分析、显示与存储等。1.3LabVIEW可以做什么?•LabVIEW在测试、测量和自动化等领域具有最大的优势，因为LabVIEW提供了大量的工具与函数用于数据采集、分析、显示和存储。•用户可以在数分钟内完成一套完整的从仪器连接、数据采集到分析、显示和存储的自动化测试测量系统。•它被广泛地应用于汽车、通信、航空、半导体、电子设计生产、过程控制和生物医学等各个领域。1.3LabVIEW可以做什么?•LabVIEW不仅可以用来快速搭建小型自动化测试测量系统，还可以被用来开发大型的分布式数据采集与控制系统。–在美国LawrenceLivermore国家实验室，一个花费2000万美金的极为复杂的飞秒激光切割系统就是基于LabVIEW开发的。–在北京正负电子对撞机二期工程北京谱仪慢控制系统中，大约有30种物理量共7000多点的现场数据点需要实时采集控制和分析记录等。1.4LabVIEW的发展历程1.5如何学好LabVIEW•1、多学习实例，本书以及LabVIEW都提供了大量的实例。•2、大胆尝试，尝试编写自己的程序。“Ihear…Iforget.Isee…Iremember.Ido…Iunderstand.”习题•1.什么是虚拟仪器？虚拟仪器与传统仪器的区别是什么？•2.什么是LabVIEW？LabVIEW的主要优势是什么？LabVIEW被应用在了哪些领域？第2章牛刀小试仿真信号采集VI•本章内容建议老师在课堂上进行实际演示。小试身手•写一个类似于左图的正弦波发生器，要求频率和幅度可调第3章开始LabVIEW之旅本章内容•3.1安装LabVIEW•3.2LabVIEW编程环境–3.2.1LabVIEW8.2启动界面–3.2.2前面板和程序框图–3.2.3控件选板–3.2.4函数选板–3.2.5工具选板•3.3善用LabVIEW联机帮助–3.3.1实时上下文帮助窗口–3.3.2联机帮助文档–3.3.3范例查找器•3.4编辑前面板–3.4.1输入控件（Controls）和显示控件（Indicator）–3.4.2控件属性•3.5编辑程序框图–3.5.1程序框图中的控件对象–3.5.2程序框图节点–3.5.3对象连线•3.6运行VI•3.7调试VI3.1安装LabVIEW•性能要求及详细安装过程请参考《LabVIEW8.20程序设计从入门到精通》第3.1、3.2节•LabVIEW程序包括前面板（用户界面）和后面板（程序框图）•3种选板：–控件选板（为前面板添加控件）–函数选板（在程序框图中添加函数或数据等）–工具选板（选择各种编辑工具，前面板和后面板都要用到）3.2LabVIEW编程环境3.2.1LabVIEW8.2启动界面VI程序和工程创建栏新近打开的工程和VI程序列表栏帮助资源列表栏3.2.2前面板和程序框图•LabVIEW程序被称为VI，扩展名默认为.vi框图窗口前面板窗口图标3.2.3控件选板3.2.3控件选板•控件选板在前面板显示，它包含创建前面板时可用的全部对象。控件选板中的基本常用控件可以以现代（modern）、经典（classic）和系统（system）三种风格显示。•选择主菜单View-ControlsPalette选项或右击前面板空白处就可以显示控件选板。3.2.4函数选板3.2.4函数选板•函数选板只能在编辑程序框图时使用，与控件选板的工作方式大体相同。创建框图程序常用的VI和函数对象都包含在该选板中。•选择View-FunctionsPalette或右击框图面板空白处就可以显示函数选板。3.2.5工具选板3.2.5工具选板•在前面板和程序框图中都可以使用工具选板，使用其中不同的工具可以操作、编辑或修饰前面板和程序框图中选定的对象，也可以用来调试程序等。•可以选择View-ToolsPalette选项来显示工具选板3.3善用LabVIEW联机帮助•LabVIEW为用户提供了非常全面的帮助信息，有效地利用帮助信息是快速掌握LabVIEW的一条捷径。•LabVIEW提供了各种获取帮助信息的方法，包括实时上下文帮助（ShowContextHelp）、联机帮助、LabVIEW范例查找器（FindExamples）、网络资源（WebResources）等。3.3.1实时上下文帮助窗口单击此处访问更详细的联机帮助更多帮助信息锁定上下文相关帮助显示VI路径3.3.1实时上下文帮助窗口•选择菜单栏中Help-ShowContextHelp选项或按下Ctrl+H，就会弹出ContextHelp窗口。•当鼠标移到某个对象或函数上时，上下文帮助窗口就会显示相应的帮助信息。3.3.2联机帮助文档3.3.2联机帮助文档•当单击ContextHelp窗口中Detailedhelp会弹出相应的完整的帮助信息。这是一个Windows标准风格的帮助窗口，包含了LabVIEW全部的帮助信息。•你也可以选择主菜单Help-SearchtheLabVIEWHelp选项打开它。3.3.3范例查找器3.3.3范例查找器•LabVIEW提供了大量的范例，这些范例几乎包含了LabVIEW所有功能的应用实例，并提供了大量的综合应用实例。•在菜单栏中选择Help-FindExamples选项可以打开范例查找器。3.4编辑前面板•LabVIEW中的前面板是图形化的人机界面，利用控件选项板提供的各种控件可以所见即所得地编辑丰富多彩的人机界面。3.4.1输入控件（Controls）和显示控件（Indicator）•利用输入控件可以输入相应的数据，例如数字、布尔量、字符串和文件路径等。3.4.1输入控件（Controls）和显示控件（Indicator）•显示控件用来显示数据。显示控件有数字、温度计、LED指示灯、文本、波形图等。3.4.1输入控件（Controls）和显示控件（Indicator）•前面板中的一些控件既可以作为输入控件也可以做作为显示控件。右击控件，选择ChangetoIndicator或ChangetoControl可以进行输入控件与显示控件之间的切换。3.4.2控件属性•前面板中的每个控件都有自己的属性，如控件的颜色、最大最小值、显示精度和方式等。许多属性都可以根据不同的需要进行编辑。右击前面板任何一个控件选择Properties选项就可以弹出该控件的属性配置窗口。3.5编辑程序框图•程序框图是图形化源代码的集合，这种图形化的编程语言也称为G语言。3.5.1程序框图中的控件对象•程序框图中的控件对象实际上是前面板相应控件的接线端前面板控件程序框图中对应的接线端3.5.2程序框图节点•LabVIEW中的程序框图节点是指带有输入和输出接线端的对象，类似文本编程语言中的语句、运算符、函数和子程序。LabVIEW中的节点主要包括函数、结构、ExpressVI、子VI等。3.5.3对象连线3.6运行VI1．运行VI单击前面板或程序框图工具栏中的运行按钮就可以运行VI一次，当VI正在运行时，运行按钮变为状态。2．停止VI运行当程序运行时，停止按钮由编辑时的状态，变为可用状态，单击此按钮可强行停止程序的运行。如果调试程序时，使程序无意中进入死循环或无法退出时，这个按钮可以强行结束程序运行。3.7调试VI在程序执行前或正在执行时，单击工具栏上的高亮执行按钮，程序就可以在高亮方式下运行，这时可以逼真地显示数据的流动过程。再次单击此按钮，程序又恢复正常运行。注意，使用高亮执行方式，将明显降低程序的执行速度。1．高亮显示数据流3.7调试VI2．查找VI不可执行的原因如果在一个VI程序中存在错误时，VI是不能运行的。这时，工具栏中的运行按钮由变为断裂状态，如果单击此按钮就会弹出错误列表对话框。小试身手•1、新建一个VI，进行如下练习：–任意放置几个控件在前面板，改变它们的位置、名称、大小、颜色等等。–在VI前面板和后面板之间进行切换–并排排列前面板和后面板窗口小试身手•2、编写一个VI求三个数的平均值，如右图所示。–要求对三个输入控件等间隔并右对齐，对应的程序框图控件对象也要求如此对齐。–添加注释–分别用普通方式和高亮方式运行程序，体会数据流向。–单步执行一遍第4章数据操作本章内容•4.1数据类型–4.1.1数字型控件–4.1.2布尔型控件–4.1.3枚举类型–4.1.4时间类型（TimeStamp）–4.1.5局部变量和全局变量•4.2数据运算–4.2.1算术运算符–4.2.2关系运算符–4.2.3逻辑运算符–4.2.4表达式节点（ExpressionNode）4.1数据类型•VI程序框图中接线端以不同的图标和颜色来表示不同的数据类型输入控件显示控件数据类型默认值32位无符号整数（32-bitunsignedintegernumeric）064位无符号整数（64-bitunsignedintegernumeric）064.64位时间标示（64.64bittimestamp）当地时间日期枚举类型（Enumeratedtype）-布尔（Boolean）FLASE字符串（String）空字符串4.1.1数字型控件•数字型控件的外观可以五花八门，但是程序框图中的操作却是以其代表的数据类型为准4.1.2布尔型控件•布尔控件代表一个布尔值，只能是True或False•它既可以代表按钮输入，也可以当作LED指示灯显示。4.1.3枚举类型•LabVIEW中的枚举类型和C语言中的枚举类型定义相同。它提供了一个选项列表，其中每一项都包含一个字符串标识和数字标识，数字标识与每一选项在列表中的顺序一一对应。枚举型控件4.1.3枚举类型•从上述的选板中选择枚举类型的输入控件添加到前面板中，然后右击该控件，从快捷菜单中选择EditItems选项，打开如下图所示的枚举型选项编辑对话框