虚拟仪器-第2章 开启LabVIEW编程之门
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LabVIEW所开创的图形化语言编程方法为设计者提供了一个便捷、轻松 的设计环境，利用它设计者可以像搭积木一样，轻松组建一个测量系统或数 据采集系统，并且由于LabVIEW提供很多外观与传统仪器（如示波器、万用 表）类似的控件，可以任意构造仪器面板，大大简化程序的设计。
LabVIEW集成了与满足GPIB、VXI、RS-232协议的硬件及数据采集卡通 信的全部功能。它还内置了便于应用TCP/IP、ActiveX等软件标准的库函数， 是个功能强大且灵活的软件。
3．应用于设计、原型建模和发布
LabVIEW可用于高效的设计应用、仿真、仿真数据与真实测量之间的 比较。将LabVIEW和测量工具集成于附加的设计和仿真工具中，在设计过 程中就可以将真实的测试工具与仿真模型进行比较，从而发现设计中的 缺陷、减少重复设计、提高产品质量。通常的应用有嵌入式系统设计和 测试、控制设计、数字滤波器设计、电子电路设计、机械设计、算法设 计等。
2.1.2 LabVIEW的优势
(1) 提供了丰富的图形控件，采用了图形化的编程方法； (2) 采用数据流模型，实现了自动的多线程，从而能充分利用处理器(尤其 是多处理器)的处理能力； (3) 内建有编译器，能在用户编写程序的同时白动完成编译； (4) 通过DLL、CIN节点、ActiveX、.NET或MATLAB脚本节点等技术，能够轻 松实现LabVIEW与其他编程语言的混合编程； (5) 内建了600多个分析函数用于数据分析和信号处理； (6) 通过应用程序生成器可发布可执行程序、动态链接库或安装包； (7) 提供大量的驱动和专用工具，能够与任何接口的硬件轻松连接； (8) NI同时提供了丰富的附加模块，用于扩展LabVIEW在不同领域的应用。
第2章 开启LabVIEW编程之门
2.1 LabVIEW概述 2.2 LabVIEW编程环境 2.3 LabVIEW帮助系统 2.4 LabVIEW的初步操作 2.5 子VI的创建与调用 2.6 VI的调试方法 2.7 上机操作实例
第2章 开启LabVIEW编程之门
学习目标
熟悉LabVIEW编程环境 学会使用LabVIEW帮助系统 掌握子VI的创建与调用 熟练掌握VI的调试方法
2. 程序框图
程序框图是定义VI逻辑功能的图形化源
代码的集合。程序框图由节点、端口和数
据连线等组成，在框图中对VI编程就是对
输入信息进行运算和处理，最后在前面板
上把结果显示出来反馈给用户。
（1）接线端:用来表示输入控件和显示
控件的数据类型。
（2）节点: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
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。
图标和连线板是用来识别VI的接口，以便在创建VI时调用另一个VI。 因此，在创建VI的前面板和程序框图后创建图标和连线板。
4. 数据流驱动
由于程序中的数据是沿数据连线按照程序中的逻辑关系流动的，因此， 数据流控制着LabVIEW程序的运行方式。对一个节点而言，只有当它的输入 端口上的数据都被提供以后，它才能够执行相应功能。当节点程序运行完 毕后，它把数据结果送到其输出端口上，这些数据又很快地通过数据连线 送至下一个相连的目的端口。
2．应用于工业测量和控制平台
LabVIEW可用于要求苛刻的工业应用，如高级I/O、高速模拟信号采 集、振动监控、控制及其视觉之类的高级处理应用，以及与工业硬件(如 OPC设备和PLC)的通信。工业测量和控制中的应用通常有：集成的测试和 控制、机器自动化、机器视觉、机器状况监控、分布式监控和控制及功 率监控等。
控制器包括开关、按钮、旋钮和其 他各种输入设备，它为VI的程序框图提 供数据；
显示器包括图形、LED和其他显示 输出对象，用以显示程序框图获取或生 成的数据。
该界面可以模拟真实仪器前面板， 用于设置输入数值与观察输出量。
图示界面上放置了一个波形 显示控件、一个用于调节波 形幅度的转盘控件和一个控 制While循环的停止按钮。
2.2 LabVIEW编程环境
2.2.1 LabVIEW2014的基本开发平台 LabVIEW中开发的程序都称为虚拟仪器，即VI，其扩展名均默认为 vi。所有的VI都包括以下3个部分：前面板、程序框图和图标/接线板。
程序框图 前面板
图标/接线板
1. 前面板
前面板窗口就是图形化的用户界面。 该界面上有交互式的输入和输出两类对 象，分别称为控制器和显示器。
算。在程序框图中节点有函数、子VI、结 程序框图包含了一个While循环结构、
构、Express VI等几类。
一个仿真信号VI函数节点及前面板放
Baidu Nhomakorabea
(3)连线：实现程序框图中对象的数据 置的波形显示控件、转盘控件和停止
传输。
按钮在程序框图中对应的接线端
连线板
图标
3. 图标和连线板
图标是VI的图形化表示，可包含文字、图形或图文组合。如果将一个 VI当作子VI使用，程序框图上将显示代表该子VI的图标，双击该图标可对 该子VI进行修改或编辑。
2.1.3 LabVIEW的应用
1．应用于自动化测试和测量平台
利用PC和虚拟仪器技术，通过LabVIEW的集成软件包和PXI、PCI、USB 等模块化测量和控制硬件，可以提高开发设计效率并降低自动化测试和 测量应用程序的成本。测试和测量中的应用通常有生产测试、验证/环境 测试、机械/结构测试、便携式场地测试、射频RF和通信测试、机台测试、 图像采集和数据采集等。
4．应用于院校实验室
LabVIEW增强和提高了院校实验室的研究。在实验室中，LabVIEW将 复杂的数据采集工作变得简便，便于研究人员集中时间和精力用于实验 操作、数据分析和结论总结。LabVIEW在教学和实验室中的内用领域包括 测量、电路设计和仿真、控制、机械、电子、信号和图像处理、无线通 信和嵌入式系统等。
2.1 LabVIEW概述
2.1.1 LabVIEW简介
LabVIEW是Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench的简 称，它是美国国家仪器公司（NI）推出的一种功能强大而又灵活的仪器和分 析软件应用开发工具，也是目前应用最广泛、发展最快、功能最强的图形化 软件开发环境，被公认为是一个标准的数据采集和仪器控制软件。
LabVIEW集成了与满足GPIB、VXI、RS-232协议的硬件及数据采集卡通 信的全部功能。它还内置了便于应用TCP/IP、ActiveX等软件标准的库函数， 是个功能强大且灵活的软件。
3．应用于设计、原型建模和发布
LabVIEW可用于高效的设计应用、仿真、仿真数据与真实测量之间的 比较。将LabVIEW和测量工具集成于附加的设计和仿真工具中，在设计过 程中就可以将真实的测试工具与仿真模型进行比较，从而发现设计中的 缺陷、减少重复设计、提高产品质量。通常的应用有嵌入式系统设计和 测试、控制设计、数字滤波器设计、电子电路设计、机械设计、算法设 计等。
2.1.2 LabVIEW的优势
(1) 提供了丰富的图形控件，采用了图形化的编程方法； (2) 采用数据流模型，实现了自动的多线程，从而能充分利用处理器(尤其 是多处理器)的处理能力； (3) 内建有编译器，能在用户编写程序的同时白动完成编译； (4) 通过DLL、CIN节点、ActiveX、.NET或MATLAB脚本节点等技术，能够轻 松实现LabVIEW与其他编程语言的混合编程； (5) 内建了600多个分析函数用于数据分析和信号处理； (6) 通过应用程序生成器可发布可执行程序、动态链接库或安装包； (7) 提供大量的驱动和专用工具，能够与任何接口的硬件轻松连接； (8) NI同时提供了丰富的附加模块，用于扩展LabVIEW在不同领域的应用。
第2章 开启LabVIEW编程之门
2.1 LabVIEW概述 2.2 LabVIEW编程环境 2.3 LabVIEW帮助系统 2.4 LabVIEW的初步操作 2.5 子VI的创建与调用 2.6 VI的调试方法 2.7 上机操作实例
第2章 开启LabVIEW编程之门
学习目标
熟悉LabVIEW编程环境 学会使用LabVIEW帮助系统 掌握子VI的创建与调用 熟练掌握VI的调试方法
2. 程序框图
程序框图是定义VI逻辑功能的图形化源
代码的集合。程序框图由节点、端口和数
据连线等组成，在框图中对VI编程就是对
输入信息进行运算和处理，最后在前面板
上把结果显示出来反馈给用户。
（1）接线端:用来表示输入控件和显示
控件的数据类型。
（2）节点: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
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。
图标和连线板是用来识别VI的接口，以便在创建VI时调用另一个VI。 因此，在创建VI的前面板和程序框图后创建图标和连线板。
4. 数据流驱动
由于程序中的数据是沿数据连线按照程序中的逻辑关系流动的，因此， 数据流控制着LabVIEW程序的运行方式。对一个节点而言，只有当它的输入 端口上的数据都被提供以后，它才能够执行相应功能。当节点程序运行完 毕后，它把数据结果送到其输出端口上，这些数据又很快地通过数据连线 送至下一个相连的目的端口。
2．应用于工业测量和控制平台
LabVIEW可用于要求苛刻的工业应用，如高级I/O、高速模拟信号采 集、振动监控、控制及其视觉之类的高级处理应用，以及与工业硬件(如 OPC设备和PLC)的通信。工业测量和控制中的应用通常有：集成的测试和 控制、机器自动化、机器视觉、机器状况监控、分布式监控和控制及功 率监控等。
控制器包括开关、按钮、旋钮和其 他各种输入设备，它为VI的程序框图提 供数据；
显示器包括图形、LED和其他显示 输出对象，用以显示程序框图获取或生 成的数据。
该界面可以模拟真实仪器前面板， 用于设置输入数值与观察输出量。
图示界面上放置了一个波形 显示控件、一个用于调节波 形幅度的转盘控件和一个控 制While循环的停止按钮。
2.2 LabVIEW编程环境
2.2.1 LabVIEW2014的基本开发平台 LabVIEW中开发的程序都称为虚拟仪器，即VI，其扩展名均默认为 vi。所有的VI都包括以下3个部分：前面板、程序框图和图标/接线板。
程序框图 前面板
图标/接线板
1. 前面板
前面板窗口就是图形化的用户界面。 该界面上有交互式的输入和输出两类对 象，分别称为控制器和显示器。
算。在程序框图中节点有函数、子VI、结 程序框图包含了一个While循环结构、
构、Express VI等几类。
一个仿真信号VI函数节点及前面板放
Baidu Nhomakorabea
(3)连线：实现程序框图中对象的数据 置的波形显示控件、转盘控件和停止
传输。
按钮在程序框图中对应的接线端
连线板
图标
3. 图标和连线板
图标是VI的图形化表示，可包含文字、图形或图文组合。如果将一个 VI当作子VI使用，程序框图上将显示代表该子VI的图标，双击该图标可对 该子VI进行修改或编辑。
2.1.3 LabVIEW的应用
1．应用于自动化测试和测量平台
利用PC和虚拟仪器技术，通过LabVIEW的集成软件包和PXI、PCI、USB 等模块化测量和控制硬件，可以提高开发设计效率并降低自动化测试和 测量应用程序的成本。测试和测量中的应用通常有生产测试、验证/环境 测试、机械/结构测试、便携式场地测试、射频RF和通信测试、机台测试、 图像采集和数据采集等。
4．应用于院校实验室
LabVIEW增强和提高了院校实验室的研究。在实验室中，LabVIEW将 复杂的数据采集工作变得简便，便于研究人员集中时间和精力用于实验 操作、数据分析和结论总结。LabVIEW在教学和实验室中的内用领域包括 测量、电路设计和仿真、控制、机械、电子、信号和图像处理、无线通 信和嵌入式系统等。
2.1 LabVIEW概述
2.1.1 LabVIEW简介
LabVIEW是Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench的简 称，它是美国国家仪器公司（NI）推出的一种功能强大而又灵活的仪器和分 析软件应用开发工具，也是目前应用最广泛、发展最快、功能最强的图形化 软件开发环境，被公认为是一个标准的数据采集和仪器控制软件。