虚拟仪器 LABVIEW 第3章3-1
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虚拟仪器技术分析与设计
STOP
Conditioning A/D
TI/O Timing
ROM
DISPLAY
AND C ONTR OL
礟
PROCESSOR BUS 礟Math
Hale Waihona Puke MEMORYD/A488 PORT
DI/O
虚拟仪器 用户定义功能
Page 6
1.2 虚拟仪器的组成
• 虚拟仪器的组成包括 ： 硬件 软件
两个基本要素
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这些报告是由下而上内容不断浓缩的(见图18-3)。
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图18-2
多
决策委员会 业主
项目 报告
项目领导
项目报告
子项目领导 分包商
按子项目、承包商
工程小组
按单位工程、技术
部门、专业领域、工程种类
详细资料、按工作包、成本项目
图18-2
return
Page 39
图18-3
子项1报告 概 况 进成质 度 本 量…
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1.1 虚拟仪器的基本概念
Virtual Instrument，VI 什么是虚拟仪器?
虚拟仪器是指在以通用计算机为核心的硬件 平台上，由用户自己设计定义，具有虚拟的操作 面板，测试功能由测试软件来实现的一种计算机 仪器系统。
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虚拟仪器概念的理解
插入
仪器卡
软面板
计算机
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1．信息载体通常有： (l)纸张，如各种图纸、各种说明书、合同、信件、表格等； (2)磁盘、磁带，以及其他电子文件； (3)照片，微型胶片， X光片； (4)其它，如录相带、电视唱片、光盘等；
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虚拟仪器_labview_课件PPT_第三章_前面板与程序框图
第三章 前面板与程序框图
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第三章 前面板与程序框图
3.1
前面板控件
3.2
3.3
设置前面板对象的属性
前面板的修饰
第三章 前面板与程序框图
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3.1 前面板控件
界面的设计是完成一个完整任务的第一步。
要设计一个完美的界面，首先需要掌握软 件中各种控件的特性，还需要学会一些修 饰的技巧。
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6.列表框、树形控件和表格
第三章 前面板与程序框图
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7.下拉列表和枚举控件
第三章 前面板与程序框图
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8.容器控件
第三章 前面板与程序框图
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9.I/O控件
第三章 前面板与程序框图
河南工业大南工业大学机电学院
1.数值型控件
第三章 前面板与程序框图
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2.图形和图表
第三章 前面板与程序框图
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3.布尔型控件和单选按 钮
第三章 前面板与程序框图
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4.文本型控件
第三章 前面板与程序框图
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5.数组、矩阵和簇控件
第三章 前面板与程序框图
第三章 前面板与程序框图
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3.1 前面板控件
1.数值型控件 2.图形和图表 3.布尔型控件和单选按钮 4.文本型控件 5.数组、矩阵和簇控件 6.列表框、树形控件和表格 7.下拉列表和枚举控件 8.容器控件 9.I/O控件
系统控件是专门用于“创建的对话框中”
第三章 前面板与程序框图
第三章 前面板与程序框图
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第三章 前面板与程序框图
3.1
前面板控件
3.2
3.3
设置前面板对象的属性
前面板的修饰
第三章 前面板与程序框图
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3.1 前面板控件
界面的设计是完成一个完整任务的第一步。
要设计一个完美的界面，首先需要掌握软 件中各种控件的特性，还需要学会一些修 饰的技巧。
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6.列表框、树形控件和表格
第三章 前面板与程序框图
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7.下拉列表和枚举控件
第三章 前面板与程序框图
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8.容器控件
第三章 前面板与程序框图
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9.I/O控件
第三章 前面板与程序框图
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1.数值型控件
第三章 前面板与程序框图
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2.图形和图表
第三章 前面板与程序框图
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3.布尔型控件和单选按 钮
第三章 前面板与程序框图
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4.文本型控件
第三章 前面板与程序框图
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5.数组、矩阵和簇控件
第三章 前面板与程序框图
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3.1 前面板控件
1.数值型控件 2.图形和图表 3.布尔型控件和单选按钮 4.文本型控件 5.数组、矩阵和簇控件 6.列表框、树形控件和表格 7.下拉列表和枚举控件 8.容器控件 9.I/O控件
系统控件是专门用于“创建的对话框中”
第三章 前面板与程序框图
第三章 前面板与程序框图
LabVIEW教程之LabVIEW入门
LabVIEW教程之LabVIEW入门1LabVIEW第章虚拟仪器及入门1.1虚拟仪器概述virtual instrumention虚拟仪器（）是基于计算机的仪器。
计算机和仪器的密切结合是目前仪器发展的一个重要方向。
粗略地说这种结合有两种方式，一种是将计算机装入仪器，其典型的例子就是所谓智能化的仪器。
随着计算机功能的日益强大以及其体积的日趋缩小，这类仪器功能也越来越强大，目前已经出现含嵌入式系统的仪器。
另一种方式是将仪器装入计算机。
以通用的计算机硬件及操作系统为依托，实现各种仪器功能。
虚拟仪器主要是指这种方式。
下面的框图反映了常见的虚拟仪器方案。
Êý??ÐÅÊý?Ý?âºÅ?Ý?ÉÐéÄâÒÇÆ?Ã??å?Ôµ?????ÏóÀíÀí??虚拟仪器的主要特点有：,尽可能采用了通用的硬件，各种仪器的差异主要是软件。
,可充分发挥计算机的能力，有强大的数据处理功能，可以创造出功能更强的仪器。
,用户可以根据自己的需要定义和制造各种仪器。
虚拟仪器实际上是一个按照仪器需求组织的数据采集系统。
虚拟仪器的研究中涉及的基础理论主要有计算机数据采集和数字信号处理。
目前在这一领域内，使用较为广泛的计算机NILabVIEW语言是美国公司的。
2070虚拟仪器的起源可以追朔到世纪年代，那时计算机测控系统在国防、航天等领域PCMicrosoft已经有了相当的发展。
机出现以后，仪器级的计算机化成为可能，甚至在公司WindowsNIMacintoshLabVIEW2.0的诞生之前，公司已经在计算机上推出了以前的版本。
LabVIEW对虚拟仪器和长期、系统、有效的研究开发使得该公司成为业界公认的权威。
第1章 虚拟仪器与LabVIEW概述
13
1-1-6应用软件开发环境--LabVIEW
LabVIEW（Laboratory Virtual instrument Engineering）是美 国国家仪器公司（National Instruments，NI）开发的一种 图形化的编程语言，又称为“Ｇ”语言。 LabVIEW程序称为VI（Virtual Instrument），即虚拟仪器。 LabVIEW尽可能利用了技术人员、科学家、工程师所熟 悉的术语、图标和概念，使编程简单直观。 使用LabVIEW编程，基本上不写程序代码，取而代之的 是流程图。使用者采用图标与连线的方式，像画电路板 一样编写程序，非常直观，便于修改和移植。
串口系统
6
GPIB产品示例
GPIB系统：以GPIB标准 总线仪器与计算机为仪器 硬件平台组成的虚拟仪器 测试系统。典型的GPIB 测试系统由一台计算机、 一块GPIB接口板和几台
GPIB仪器组成。GPIB接
口板插入计算机的插槽中， 建立起计算机与具有
GPIB接口的仪器设备之
间的通信桥梁。
VXI产品示例
14
LabVIEW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，大大提高了开发效率。 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。
21
2）程序框图
程序框图用图形编 程语言编写，可以把它 理解成传统程序的源代 码。在程序框图中对VI 编程，以控制和操纵定 义在前面板上的输入和 输出功能。程序框图中 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。
1-1-6应用软件开发环境--LabVIEW
LabVIEW（Laboratory Virtual instrument Engineering）是美 国国家仪器公司（National Instruments，NI）开发的一种 图形化的编程语言，又称为“Ｇ”语言。 LabVIEW程序称为VI（Virtual Instrument），即虚拟仪器。 LabVIEW尽可能利用了技术人员、科学家、工程师所熟 悉的术语、图标和概念，使编程简单直观。 使用LabVIEW编程，基本上不写程序代码，取而代之的 是流程图。使用者采用图标与连线的方式，像画电路板 一样编写程序，非常直观，便于修改和移植。
串口系统
6
GPIB产品示例
GPIB系统：以GPIB标准 总线仪器与计算机为仪器 硬件平台组成的虚拟仪器 测试系统。典型的GPIB 测试系统由一台计算机、 一块GPIB接口板和几台
GPIB仪器组成。GPIB接
口板插入计算机的插槽中， 建立起计算机与具有
GPIB接口的仪器设备之
间的通信桥梁。
VXI产品示例
14
LabVIEW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，大大提高了开发效率。 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。
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2）程序框图
程序框图用图形编 程语言编写，可以把它 理解成传统程序的源代 码。在程序框图中对VI 编程，以控制和操纵定 义在前面板上的输入和 输出功能。程序框图中 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。
《虚拟仪器与LabVIEW程序设计》章节思考与练习题含答案(大学期末复习资料)
第1章虚拟仪器概述1．测试测量仪器发展至今经过了那些阶段？答：经历了4个阶段，即：第一代模拟式仪器（或指针式仪器）、第二代数字式仪器、第三代智能仪器、第四代虚拟仪器。
2．什么是虚拟仪器，它有哪些特点?答：虚拟仪器是指在以计算机为核心的硬件平台上，其功能由用户设计和定义，具有虚拟仪器面板，其测试功能由测试软件实现的一种计算机仪器系统。
特点：虚拟含义主要有两点：1、仪器面板是虚拟的，通过调用控件选板中的控件实现3．简述虚拟仪器的系统组成？答：虚拟仪器系统由硬件平台和软件平台两大部分完成：硬件平台：计算机、I/O接口设备；软件平台：4．简述虚拟仪器的软件层次结构？答：测试管理层：用户及仪器设备等管理。
应用程序开发层：用户根据仪器功能需求开发设计的虚拟仪器程序。
仪器驱动层：完成对特定仪器的控制和通信的程序集合。
I/O总线驱动层：完成对仪器寄存器进行直接存储数据操作，并为仪器设备与仪器驱动程序提供信息传递的底层软件。
第2章一个简单VI的设计1．输入两个数，求两个数的和差运算，并显示结果。
2．程序运行中，用旋钮控件改变图形曲线的颜色。
建立波形图表的属性节点，改为可写，并指定为曲线Plot的颜色Color属性。
第3章几种常用的程序结构1.创建一个VI产生100个随机数，求其最小值和平均值。
2.创建一个VI，每秒显示一个0到1之间的随机数。
同时，计算并显示产生的最后四个随机数的平均值。
只有产生4个数以后才显示平均值，否则显示0。
每次随机数大于0.5时，使用Beep.vi产生蜂鸣声。
3.求X的立方和（使用For和While循环）。
4.编程求1000内的“完数”。
“完数”指一个数恰好等于它本身的因子之和。
例如28＝14+7+4+2+1。
5.创建一个VI ，实现加、减、乘、除四种运算方式。
6.编写一个程序测试输入以下字符所用的时间：LabVIEW is a graphical programming language.7.使用公式节点创建VI ，完成下面公式计算，并将结果显示在同一个屏幕上。
虚拟仪器Labview应用之温度预警系统
苏州市职业大学电子信息工程学院项目实训报告课程名称：虚拟仪器应用项目名称：温度预警系统班级：姓名：学号：指导教师：日期： 2013.9项目信息表温度预警系统项目报告第1章概述1.1温度传感器—热电偶温度传感器（temperature transducer）是指能够感受温度并能将其转换为可用输出信号的传感器。
温度传感器是温度测量仪表的核心部分，品种繁多。
按测量方式可分为接触式和非接触式两大类，按照传感器材料及电子元件特性分为热电阻和热电偶两类。
热电偶（thermocouple）是温度测量中最常用的温度传感器。
优点是宽温度范围和适应各种大气环境，且结实、低价、无需供电。
热电偶由在一段连接的两条不听金属线（金属A和金属B）构成，当热电偶一端受热时，热电偶电路中就有电势差。
可用测量的电势差来计算温度。
不过，所测电压和温度间是非线性关系，因此需要为参考温度（Tret）作为第二次测量，并利用测试设备软件或硬件在仪器内部处理电压-温度变换，以最终获得热电偶温度（TX）。
常见的热电偶种类有：T型、E型、J型、K型、N型、B型、R型和S型1.2数据采集数据采集（DAQ）是使用计算机测量电压、电流、温度、压力或声音等电子、物理现象的过程。
一个数据采集系统由传感器、数据采集测量硬件和带有可编程软件的计算机组成。
与传统的测量系统相比，基于PC的数据采集系统利用行业标准计算机的处理、生产、显示和连通能力，提供更强大、灵活且具有成本效益的测量解决方案。
传感器将自然界中的物理量转换为可测量的电信号；数据采集设备中的模数转换器ADC 将模拟信号转换为计算机可以接受的数字信号（模拟信号数字化）；计算机处理、显示、保存所得到的信号数据。
数据采集设备用于测量信号的三个主要组成部分：信号调理电路、模数转换器（ADC）与计算机总线。
很多数据采集设备还拥有实现测量系统和自动化的其他功能。
例如，数模转换器（DAC）输出模拟信号，数字I/O线输入个输出数字信号，计数器/定时器计量并生成数字脉冲。
第3章虚拟仪器的软件开发平台
2. 信号的频域分析
频域分析是采用傅立叶变换将时域信号X(t)变换为 频域信号X(f)，从而帮助人们从另一个角度来了解 信号的特征；
信号的频域描述：应用傅里叶变换，对信号进行变 换(分解)，以频率为独立变量，建立信号幅值、相 位与频率的关系;
特点：频域描述抽取信号内在的频率组成，信息 丰富，应用广泛。
2.利用NI USB-6009数据采集卡实现数据采集
主要技术指标： 8个模拟通道（14位、48 位kS/s采样速度）； 2路14位模拟输出通道； 12个I/O通道； 1个32位计数器/定时器。
产品通过USB接口供电，不需要任何外接电源。它们均包括用于直接信号 连接可拆卸螺孔端子、用于支持外部设备以及传感器1个参考电压、低噪音高精 度的4层电路板，以及高达±35v的模拟输入过电压保护。
优点:形象、直观 缺点:不能明显揭示信号的内在结构
信号的时域分析举例一相关分析
所谓“相关”是指变量之间的线性关系； 相关性是指信号的相似和关联程度，相关分析不
仅可用于确定性信号，也可用于随机信号的检测、 识别和提取等； 相关分析常用相关函数（自相关函数和互相关函 数）或相关系数来描述； 相关函数和功率谱(密度)是一对傅立叶变换。
1.前面板
前面板是VI的用户界面。创建VI时，通常应 先设计前面板，然后设计程序框图执行在前 面板上创建的输入、输出任务。
2. 程序框图
程序框图是图形化源代码的集合，图形化源 代码又称G代码或程序框图代码。
程序框图由接线 端、节点、连线 和结构等构成。
程序框图对象
程序框图由接线端、节点、连线和结构等构 成:
内容包括:
① 频谱分析：包括幅值谱和相位谱、实部频谱和虚部频谱； ② 功率谱分析：包括自谱和互谱； ③ 频率响应函数分析：系统输出信号与输入信号频谱之比； ④ 相干函数分析：系统输入信号与输出信号之间谱的相关 程度。
LabVIEW虚拟仪器第3章
一个累加10次的a++程序
通过局部变量实现
通过移位寄存器实现
反馈节点（Feedback Node）
通过反馈节点实现a++
4.3 While循环
两个参数：当前循环次数和条件布尔判断量；循环 次数由布尔量来判断决定。循环的条件有两种： “真
时停止”和“真时继续”。
添加定时器
3.2 波形显示—波形图表
Chart可以将新测得的数据添加到曲线的尾端， 从而反映实时数据的变化趋势，它主要用来显 示实时曲线。
右键菜单及属性框
带状 示波器 扫描图 图表 图表
对于标量数据，Chart图表直接将数据添加 在曲线的尾端。
对于一维数组数据，它会一次性把一维数组的 数据添加在曲线末端，即曲线每次向前推进的 点数为数组数据的点数。
波形数据控件位于控件选 板“All Controls—>I/O — >Waveform”
波形数据包括以下组成部分： 1）起始时间t0,为时间标识类型； 2）时间间隔dt,为双精度浮点类型； 3）波形数据Y,为双精度浮数据是一种预定义格式的簇，但是必须用 专用的波形数据操作函数才能对它进行操作，其中 某些操作函数与簇的操作函数非常类似。
结构功能相同，相互之间可以进行转换，右键 菜单中的“替换—>替换为平铺式/层叠式顺序”
在Stacked Sequence Structure的Frame间 传递数据 ，不能通过数据线直接传递，要借助 局部变量（右键菜单中的”添加顺序局部变量）
在Flat Sequence Structure的Frame间传递 数据，可以通过数据线传递，不需要局部变量。
簇作为输入时需要指定三个元素：起始位置x0、 数据点间隔dx和数组数据。
通过局部变量实现
通过移位寄存器实现
反馈节点（Feedback Node）
通过反馈节点实现a++
4.3 While循环
两个参数：当前循环次数和条件布尔判断量；循环 次数由布尔量来判断决定。循环的条件有两种： “真
时停止”和“真时继续”。
添加定时器
3.2 波形显示—波形图表
Chart可以将新测得的数据添加到曲线的尾端， 从而反映实时数据的变化趋势，它主要用来显 示实时曲线。
右键菜单及属性框
带状 示波器 扫描图 图表 图表
对于标量数据，Chart图表直接将数据添加 在曲线的尾端。
对于一维数组数据，它会一次性把一维数组的 数据添加在曲线末端，即曲线每次向前推进的 点数为数组数据的点数。
波形数据控件位于控件选 板“All Controls—>I/O — >Waveform”
波形数据包括以下组成部分： 1）起始时间t0,为时间标识类型； 2）时间间隔dt,为双精度浮点类型； 3）波形数据Y,为双精度浮数据是一种预定义格式的簇，但是必须用 专用的波形数据操作函数才能对它进行操作，其中 某些操作函数与簇的操作函数非常类似。
结构功能相同，相互之间可以进行转换，右键 菜单中的“替换—>替换为平铺式/层叠式顺序”
在Stacked Sequence Structure的Frame间 传递数据 ，不能通过数据线直接传递，要借助 局部变量（右键菜单中的”添加顺序局部变量）
在Flat Sequence Structure的Frame间传递 数据，可以通过数据线传递，不需要局部变量。
簇作为输入时需要指定三个元素：起始位置x0、 数据点间隔dx和数组数据。
Labview 官方入门手册
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LabVIEW概述和VI创建和调试
• 在LabVIEW中VI程序的运行是数据流驱动的。一个节点只 有在它所有的输入端口都连接有效数据时才能执行，当该 点执行完后，将结果送入数据流的下一个节点。
• 文本程序的执行为控制流方式，即指令执行的顺序按照程 序的编写顺序进行。
•例
§3-2 VI程序的编辑
• 创建对象： – 前面板中用控件模板创建 – 在框图程序的节点上右击鼠标弹出菜单，选择 相应的选项，可以在前面板创建控制器、指示 器。
注：不同软件版本， 界面、窗口的菜单、 工具栏有区别
前面板窗口的菜单和工具栏 包含用来控制VI的命令按钮和状态指示器。
工具栏
排列、分布、叠放次序、 图标/连接口
运行、连续运行、停止、暂停/继续、格式设置
下拉式菜单，包括File文件 、Edit编辑、 operate 操作、 Tools工具、 Browse显示、 Window窗口、 Help帮助
• LabVIEW开发环境包括三个部分：前面板、框图程 序和图标/连接口。
– 前面板主要用于输入量的设置和输出量的显示，它模拟 了真实仪表的面板，包括旋钮、开关、按钮、图表、图 形。用户使用虚拟仪器时所观察到的就是前面板，并在 前面板中执行对仪器的操作。
– 框图程序用图形编程语言编写，可以把它理解成传统程 序的源代码；
（3）程序的调试：正常运行、高亮方式、探针、单步等
例：由一个按钮开关和一个指示灯组成，该VI的功能是：当 按下按钮时，指示灯点亮；当弹起按钮时，指示灯熄灭。
§2-3 LabVIEW的工作环境
• 2.3.1 启动界面 • New VI 创建一个新的VI程序（即虚拟仪器程序，扩展
名为vi） • Open VI 打开一个已有的VI程序 • DAQ Solutions 数据采集系统的通道配置及构建向导 • Search Examples虚拟仪器程序实例 • LabVIEW TutorialLabVIEW多媒体简易教程 • Exit 退出LabVIEW
• 文本程序的执行为控制流方式，即指令执行的顺序按照程 序的编写顺序进行。
•例
§3-2 VI程序的编辑
• 创建对象： – 前面板中用控件模板创建 – 在框图程序的节点上右击鼠标弹出菜单，选择 相应的选项，可以在前面板创建控制器、指示 器。
注：不同软件版本， 界面、窗口的菜单、 工具栏有区别
前面板窗口的菜单和工具栏 包含用来控制VI的命令按钮和状态指示器。
工具栏
排列、分布、叠放次序、 图标/连接口
运行、连续运行、停止、暂停/继续、格式设置
下拉式菜单，包括File文件 、Edit编辑、 operate 操作、 Tools工具、 Browse显示、 Window窗口、 Help帮助
• LabVIEW开发环境包括三个部分：前面板、框图程 序和图标/连接口。
– 前面板主要用于输入量的设置和输出量的显示，它模拟 了真实仪表的面板，包括旋钮、开关、按钮、图表、图 形。用户使用虚拟仪器时所观察到的就是前面板，并在 前面板中执行对仪器的操作。
– 框图程序用图形编程语言编写，可以把它理解成传统程 序的源代码；
（3）程序的调试：正常运行、高亮方式、探针、单步等
例：由一个按钮开关和一个指示灯组成，该VI的功能是：当 按下按钮时，指示灯点亮；当弹起按钮时，指示灯熄灭。
§2-3 LabVIEW的工作环境
• 2.3.1 启动界面 • New VI 创建一个新的VI程序（即虚拟仪器程序，扩展
名为vi） • Open VI 打开一个已有的VI程序 • DAQ Solutions 数据采集系统的通道配置及构建向导 • Search Examples虚拟仪器程序实例 • LabVIEW TutorialLabVIEW多媒体简易教程 • Exit 退出LabVIEW
LabVIEW虚拟仪器技术第3章-基本数据类型
布尔量只有两种状态，要么真，要么假。
布尔控件
布尔串控件，位于 “控件”选板->“新式”>“布尔”中。
布尔函数
对布尔量实施操 作的函数称为布尔函 数，位于“函数”选 板->“编程”->“布 尔”中。
按钮与开关
布尔输入控件分为按钮型布尔控件和开关型 布尔控件。它们都是布尔输入控件，但物理意义 有所区别。
单位标签可以在快捷菜单->显示项->单位标 签从而显示，可自由输入物理单位符号，如时间 “h”,“s”，长度“m”等。也可于单位标签上 右键->创建单位字符串进行单位选择。
LabVIEW程序可实现不同单位的自动转换， 还可以通过运算自动处理组合单位。
数值控件的基数与单位标签
数值控件的属性
在快捷菜单上选择“属性”项，即可打开属 性对话框。属性对话框由许多属性页组成，涵盖 了大量的控件属性设置信息。
我们利用控件选板所提供的各种输入控件 和显示控件就可以达到”所见即所得”的效果。
从LabVIEW数据流编程的角度看，任何数 据都必须是有源的，这个源就是输入控件或常 量。常量可以理解为特殊的输入控件。而数据 最终流向的目的地就是显示控件。
从控件本身的角度看，LabVIEW只是推荐 了控件的使用方法，而并没有绝对区分控件必 须是输入控件还是显示控件，两者之间可以相 互转化。
线型与数据类型
LabVIEW中，不同的线型代表不同的数据类型。
在LabVIEW中，数值控件的数据类型是可以 改变的。当我们使用数值控件时，需注意正确使 用数据类型，避免程序发生错误。
编写求平均数程序： 程序能否运行？ 程序能否实现功能？
Result为蓝色控件，其数据类型为整型数据， 程序计算结果会被强制转换为整形数。程序能运 行，但无法正确结果。
布尔控件
布尔串控件，位于 “控件”选板->“新式”>“布尔”中。
布尔函数
对布尔量实施操 作的函数称为布尔函 数，位于“函数”选 板->“编程”->“布 尔”中。
按钮与开关
布尔输入控件分为按钮型布尔控件和开关型 布尔控件。它们都是布尔输入控件，但物理意义 有所区别。
单位标签可以在快捷菜单->显示项->单位标 签从而显示，可自由输入物理单位符号，如时间 “h”,“s”，长度“m”等。也可于单位标签上 右键->创建单位字符串进行单位选择。
LabVIEW程序可实现不同单位的自动转换， 还可以通过运算自动处理组合单位。
数值控件的基数与单位标签
数值控件的属性
在快捷菜单上选择“属性”项，即可打开属 性对话框。属性对话框由许多属性页组成，涵盖 了大量的控件属性设置信息。
我们利用控件选板所提供的各种输入控件 和显示控件就可以达到”所见即所得”的效果。
从LabVIEW数据流编程的角度看，任何数 据都必须是有源的，这个源就是输入控件或常 量。常量可以理解为特殊的输入控件。而数据 最终流向的目的地就是显示控件。
从控件本身的角度看，LabVIEW只是推荐 了控件的使用方法，而并没有绝对区分控件必 须是输入控件还是显示控件，两者之间可以相 互转化。
线型与数据类型
LabVIEW中，不同的线型代表不同的数据类型。
在LabVIEW中，数值控件的数据类型是可以 改变的。当我们使用数值控件时，需注意正确使 用数据类型，避免程序发生错误。
编写求平均数程序： 程序能否运行？ 程序能否实现功能？
Result为蓝色控件，其数据类型为整型数据， 程序计算结果会被强制转换为整形数。程序能运 行，但无法正确结果。
LabVIEW中的虚拟仪器设计和开发
LabVIEW中的虚拟仪器设计和开发LabVIEW（Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench）是一款由国家仪器公司（National Instruments）开发的图形化编程平台，用于虚拟仪器设计和开发。
本文将介绍LabVIEW中的虚拟仪器设计和开发的基本原理、应用场景以及开发流程。
一、LabVIEW虚拟仪器设计的基本原理在LabVIEW中，虚拟仪器是由各种测量和控制模块组成的图形化程序，它们模拟了真实世界中的各种仪器和设备。
LabVIEW通过将这些模块连接起来形成数据流图（Dataflow Diagram），实现了虚拟仪器的设计和开发。
虚拟仪器的设计和开发过程中，首先需要选择和配置合适的模块，例如传感器、数据采集卡、执行器等。
然后利用LabVIEW提供的各种模块库，通过简单的拖拽、连接和配置，实现虚拟仪器中各个模块之间的功能关联。
LabVIEW的编程语言是一种图形化语言，称为G语言（G-language）。
用户可以使用G语言来编写虚拟仪器的程序，利用各个模块的输入和输出来实现数据采集、信号处理、控制执行等功能。
G语言的编程方法与传统的文本编程语言有所不同，它更加直观、易于理解，即使是对于没有编程经验的用户也能够很快上手。
二、LabVIEW虚拟仪器设计的应用场景LabVIEW的虚拟仪器设计和开发广泛应用于各个领域的科学研究、工程实验和生产制造等环节。
以下是几个典型的应用场景：1. 科学实验室：LabVIEW可以用于设计和开发各种科学实验的虚拟仪器，例如物理实验、化学实验、生物实验等。
通过LabVIEW可以实现实时数据采集、信号处理、曲线绘制、数据分析等功能，帮助科学家和研究人员更好地进行实验和研究工作。
2. 工程测试：LabVIEW可以作为工程测试的核心工具，用于开发各种测试仪器的虚拟化解决方案。
它支持多种通信协议和接口，可以与各种传感器、仪器和设备进行数据交互。
虚拟仪器Labview使用教程
c数据连线wire222labview22labview编程初步启动界面labviewexpress的启动界面单击会生成一个新vivi包括前面板窗口框图程序窗口启动界面新的vi界面启动界面标题栏菜单栏工具栏练习1使用labview创建一个新的程序并进行如下操关掉框图程序blockdiagram窗口再次打开框图程序窗口
当创建自由标签时它会变成相应形状。
4
连线工具
用于在框图程序上连接对象。
45
（4）工具模板中各图标对应功能
5
快捷菜单工具 用鼠标左键可以弹出对象的弹出式菜单。
6
窗口平移工具 使用该工具就可以不需要使用滚动条而在窗
口中平移。
7
设置／清除断 使用该工具在VI的框图程序中设置断点。若
点工具
使用该工具在已设置断点处点击，则可以清
7
环与枚举 环与枚举的控制和显示控件。
8
容器
分页控件、子面板控件、ActiveX控件。
9
输入/输出 与VISA、IVI、DAQ有关的数据源及通
道名称。
10
对话框控件 这组控件和其它子模板的控件类似，
只是外形有些差别。
54
（4）控件模板中的子模板功能
11
经典控件 经典控件，指以前版本软件的控件图标。
例如：求两个数的和与差 节点
前面板
框图程序
15
（b）节点（Node） b）LabVIEW有4种节点类型：
1）函数（Functions） 2）结构控制（Structures） 3）代码端口（CIN、DLL) 4）子VI
16
1）函数（Functions）
执行各种数学运算、文件输入/输出等基本操作的节点， 是编译好的机器代码，意味着（ 节点代码不能修改 ）。
当创建自由标签时它会变成相应形状。
4
连线工具
用于在框图程序上连接对象。
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（4）工具模板中各图标对应功能
5
快捷菜单工具 用鼠标左键可以弹出对象的弹出式菜单。
6
窗口平移工具 使用该工具就可以不需要使用滚动条而在窗
口中平移。
7
设置／清除断 使用该工具在VI的框图程序中设置断点。若
点工具
使用该工具在已设置断点处点击，则可以清
7
环与枚举 环与枚举的控制和显示控件。
8
容器
分页控件、子面板控件、ActiveX控件。
9
输入/输出 与VISA、IVI、DAQ有关的数据源及通
道名称。
10
对话框控件 这组控件和其它子模板的控件类似，
只是外形有些差别。
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（4）控件模板中的子模板功能
11
经典控件 经典控件，指以前版本软件的控件图标。
例如：求两个数的和与差 节点
前面板
框图程序
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（b）节点（Node） b）LabVIEW有4种节点类型：
1）函数（Functions） 2）结构控制（Structures） 3）代码端口（CIN、DLL) 4）子VI
16
1）函数（Functions）
执行各种数学运算、文件输入/输出等基本操作的节点， 是编译好的机器代码，意味着（ 节点代码不能修改 ）。
labview教材
练习 2-3...........................................................................................................................................36
第六节 连续数据采集..................................................................................................................... 37
第四节 程序调试技术..................................................................................................................... 13
1. 2. 3. 4.
找出语法错误................................................................................................................ 13 设置执行程序高亮........................................................................................................ 13 断点与单步执行............................................................................................................ 13 探针................................................................................................................................ 14
虚拟仪器LabVIEW 第3章 循环结构与趋势图
Bundle 函数（Function >> Cluster 子模板）功能： 用于将若干独立元素装配到一个簇中。 For Loop的自动索引功能：将一个个簇数据元素积聚成簇数组,送 Chart显示。
练习1 ：使用For Loop 结构和移位寄存器。
练习目的：使用For Loop 和移位寄存器计算随机数列中的最大值。
3.1.2
While循环应用示例
例3.1.1 使用While循环显示随机数序列。(演示)
3.1.3 条件端子的不同作用方式灵活选择条件为真时继续执行 源自默认条件)条件为真时停止循环
3.1.4 修改布尔开关（Boolean）的机械作用属性
布尔开关的机械作用选择
例 3.1.3
修改例3.1.1布尔开关的机械动作(演 示).
3.4.1
波形Chart显示模式
1. Strip chart Mode（滚动显示模式） 2. Scop chart Mode（整屏刷新模式 ，示波器模式） 3. Sweep chart Mode（扫描刷新模式）
缓冲器更新规则：遵循先进先出
3.4.2
Chart 快捷菜单选项介绍
1.Visible Items 选项 – Plot Legend（图形标注）: – Scale Legend – Graph Palette: – Digital Display: – Scrollbar(滚动条) 2．Data Operations选项: 3．X Scale（X坐标选项）: 4．Y Scale（Y坐标选项）：
3.3
移位寄存器
3.3.1 移位寄存器概念 移位寄存器用于While 循环和 For 循环。使用 移位寄存器可在循环体的循环之间传递数据，其 功能是将上一次循环的值传给下一次循环。 创建移位寄存器的方法:
LabVIEW虚拟仪器程序设计及应用第3章 LabVIEW的数据类型
第3章 LabVIEW的数据类型
LabVIEW作为一种通用的编程语言， 与其他文本编程语言一样，它的数据操作 是最基本的操作。LabVIEW是用“数据流” 的运行方式来控制VI程序。
数据流是LabVIEW的生命，运行程序 就是将所有输入端口上的数据通过一系列 节点送到目的端口。LabVIEW主要的数据 类型包括标量类型（单元素），如数值型、 字符型和布尔型；还包括了结构类型（包 括一个以上的元素），如数组和群集。 LabVIEW数据控件模板将各种类似的 数据类型集中在一个子模板上以便于使用。
在此页面中可以设置数据类型和范围 等。用户应当注意的是，在设定最大值和 最小值时，不能超出该数字类型的数据范 围，否则，设定值无效。数据类型页面各 部分的功能如下。 （1）表示法 （2）定点配置
3．数据输入页面
用于为数值对象或输出设置数据范围。 使用默认界限：选中此选项时，可根 据所选的数据表示法设置默认的最小值、 最大值和增量值。取消勾选用户可指定数 据的取值范围。包括最大值和最小值的设 定。增量用于设置强制增量。
数值子选板中的基本数值函数选板
3.2.3 比较函数选板
比较函数选板包含在函数选板中的比 较子选板中，用户使用比较函数选板可以 进行数值比较、布尔值比较、字符串比较、 数组比较和簇比较，如图3-9所示。不同数 据类型的数据在进行比较时适用的规则不 同，下面就这些规则进行简单的介绍。
（5）多字符串显示 （6）开时文本 （7）关时文本 （8）文本颜色
2．操作页面
该页面用于为布尔对象指定按键时的 机械动作。 （1）按钮动作 （2）动作解释 （3）所选动作预览 （4）指示灯
3.2 数据运算选板 3.2.1 数值函数选板
数值函数选板包含在函数选板的数值 子选板中，该子选板中有类型转换节点、 复数节点、缩放节点和数学与科学常量节 点等，如图3-7所示。
LabVIEW作为一种通用的编程语言， 与其他文本编程语言一样，它的数据操作 是最基本的操作。LabVIEW是用“数据流” 的运行方式来控制VI程序。
数据流是LabVIEW的生命，运行程序 就是将所有输入端口上的数据通过一系列 节点送到目的端口。LabVIEW主要的数据 类型包括标量类型（单元素），如数值型、 字符型和布尔型；还包括了结构类型（包 括一个以上的元素），如数组和群集。 LabVIEW数据控件模板将各种类似的 数据类型集中在一个子模板上以便于使用。
在此页面中可以设置数据类型和范围 等。用户应当注意的是，在设定最大值和 最小值时，不能超出该数字类型的数据范 围，否则，设定值无效。数据类型页面各 部分的功能如下。 （1）表示法 （2）定点配置
3．数据输入页面
用于为数值对象或输出设置数据范围。 使用默认界限：选中此选项时，可根 据所选的数据表示法设置默认的最小值、 最大值和增量值。取消勾选用户可指定数 据的取值范围。包括最大值和最小值的设 定。增量用于设置强制增量。
数值子选板中的基本数值函数选板
3.2.3 比较函数选板
比较函数选板包含在函数选板中的比 较子选板中，用户使用比较函数选板可以 进行数值比较、布尔值比较、字符串比较、 数组比较和簇比较，如图3-9所示。不同数 据类型的数据在进行比较时适用的规则不 同，下面就这些规则进行简单的介绍。
（5）多字符串显示 （6）开时文本 （7）关时文本 （8）文本颜色
2．操作页面
该页面用于为布尔对象指定按键时的 机械动作。 （1）按钮动作 （2）动作解释 （3）所选动作预览 （4）指示灯
3.2 数据运算选板 3.2.1 数值函数选板
数值函数选板包含在函数选板的数值 子选板中，该子选板中有类型转换节点、 复数节点、缩放节点和数学与科学常量节 点等，如图3-7所示。
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《虚拟仪器设计》
在同一硬件平台上，调用不同的测试软件就可构 成不同功能的虚拟仪器。例如：
对采集的数据通过测试软件进行标定，并在时间轴上 把对应的数据点显示出来，就构成了一台数字示波器； 对采集的数据利用软件进行FFT变换，并把各频率分 量幅值在频率轴上显示出来，则构成一台频谱分析仪 等。 通过信号分析与处理可求取信号的各种特征值，如峰 值、真有效值、均值、均方值、方差、标准差及频谱 函数、相关函数、概率密度函数等，可构成各种测试 仪器。
信号名称
图3-9 Simulate Signal．vi的参数设定对话框
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《虚拟仪器设计》
（1）信号特性
首先选择周期信号类型和能够附加噪声信号的类型， 分别见图3-10和图3-11，然后设定信号的频率、幅值、 初始相角和直流偏置，噪声的均值、标准偏差等。
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《虚拟仪器设计》
（2）采样时间特性和时间戳 采样时间特性选择：
《虚拟仪器设计》
虚拟仪器测试功能软件的主要内容
① 时域分析：测量时采集到的信号是一个时域波形。 ② 频域分析：测量时直接采集到的信号是时域波形，由 于时域分析的局限性，所以往往把问题转换到频域来处 理。基本方法是FFT。 ③ 相关分析：信号的相关分析是时（延）域中进行的一 种信号分析处理方法。 ④ 幅值域分析：信号的幅值域分析首先是对随机信号进 行统计分析，可以求得信号的均值、均方值、方差、概 率密度函数等。
在测试工程应用中还有这样一种情形：测量的信号是若 干个正弦信号或余弦信号的叠加，每个正弦信号或余弦 信号具有不同的频率、幅值和相位。
仿真信号发生器Simulate Signal．vi不能产生多个周期信 号叠加的波形，如果要实现这一功能，需要在每个单一 周期信号产生以后再进行叠加运算。
第36页
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《虚拟仪器设计》
2．测试信号在LabVIEW中的表示
在LabVIEW中测试信号已经是离散化的时域波形数据， 信号表示的数据类型有数组、波形数据和动态数据3种。 波形数据是专门用来表示测试信号的，它是由时间起始 值t0、dt值（两个采样点的时间间隔）以及一维数组Y组 合成的一个簇。 波形数据的物理意义： 对一个模拟信号x(t)，从时间t0开始进行采样和A/D转 换，采样率为fs,对应采样时间间隔dt=1/fs，数组Y为 各个时刻的采样值。 以可用数值型数组Y表示波形，相当于默认t0=0, Δt=1秒
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《虚拟仪器设计》
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《虚拟仪器设计》
3.2.3 仿真信号发生器 Simulate Signal. vi
仿真信号发生器Simulate Signal．vi能够产生单 一的周期信号和单一的随机信号(噪声)信号相加 的波形。
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《虚拟仪器设计》
预览窗口
信号特性
采样时间特性
信号重置
波形测量子模板(Waveform Measurements)、 波形调理子模板(Waveform Conditioning) 波形监测子模板(Waveform Monitoring)。
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《虚拟仪器设计》
3. 基本函数VI
其Ⅵ子模板根据信号分析处理的手段进行分类， 分别是时域子模板(TimeDomain)、频域子模板 (Frequency Domain)、滤波器子模板(Filter)和窗 函数子模板(Windows)。 其到达路径是All Function—Analyze—Signal Processing
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《虚拟仪器设计》
1.
用Express VI实现的信号分析和处理VI
图3-2信号分析子模板 (Signal Analysis)
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图3-3 信号操作子模板 （signal Manipulation）
《虚拟仪器设计》
2. 对应于波形数据的信号分析和处理Ⅵ
到达路径为All functions → Analyze。 根据不同的分析和处理目的又分为3个子模 板：
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《虚拟仪器设计》
例：正弦波加噪声发生器程序
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《虚拟仪器设计》
2．设计一个简易的仿真多波形发生器，可产生频率、 幅值和直流偏值可调的正弦、方波、三角波、锯齿 波信号，还可叠加高斯噪声信号，并且采样率和采 样点可选，显示波形。 分析：Express VI仿真信号发生器使用方便，在 编程时用户可改变各种参数，并能马上演示结果。 但是有些参数（包括波形类型、采样率和采样点 等）无输入端口，即运行程序后用户不能从面板 改变。而波形发生器VI提供了更多和灵活的输入 端口。所以本题目采用波形发生器VI中的函数来 完成。
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《虚拟仪器设计》
图3-4表示了对频率为20Hz、幅度为1V的正弦信号进行采样， 采样频率为1kHz，得到的波形数据（t0=0,dt=0.001s）进行图 形显示和数据显示,Y数组实际有50个数，图中只显示了前9个。 采样50点刚好1个周期。 第16页 对周期信号，1个周期的采样点数等于采样频率除以信号频率。
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《虚拟仪器设计》
除了在参数设置对话框中设置参数，也允许通过传统的 端口方式设置参数，这给在前面板上放置控件提供了机 会。其端口图如图3-12。
图3-12 仿真信号发生器Simulate Signa
仿真信号发生器Simulate Signal．vi的使用还需要注意的 是： a. 由于其本身只产生有限长度的信号(数据量不大， 持续时间很短)，所以在应用中一般都是将其放置在循环 中来产生比较长时间的信号。 b. 用仿真信号发生器Simulate Signal．vi也可以产生 单纯的随机噪声。
《虚拟仪器设计》
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《虚拟仪器设计》
信号分类
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《虚拟仪器设计》
2．模拟信号和数字信号
模拟信号：测试信号未经过采样前，其时间和幅值均是 连续的； 数字信号：模拟信号经等间隔“采样”及幅值量化两个 步骤以后就成为数字信号，所以数字信号的时间和幅值 均是离散的。
a）模拟信号 第7页
b）数字信号
图3-1 模拟信号与数字信号的关系
以Hz为单位的采样频率 → 自动采样时间或指定采样 点数 → 采样周期数。
采样频率至少是最高信号频率的两倍，一般取3 到5倍。 时间戳的设置主要调节输出的动态数据类型的时 间信息，
时间戳有两个选项： 从测量始点计算的时间 (程序开始运行的时间) 绝对时间 (计算机时间) 一般选择默认值(起始时间)。
《虚拟仪器设计》
第3章 虚拟仪器的测试信号分析 与处理技术
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《虚拟仪器设计》
3.1 测试信号分析处理的概述
一个仪器系统通常由三大部分组成：信号的获取与采集、 信号的分析与处理、结果的输出与显示，其中信号分析 与处理是构成测量仪器必不可少重要部分。 虚拟仪器最核心的思想是，硬件实现的功能软件化，从 而降低系统成本，增强系统功能与灵活性。 若用硬件电路来进行分析与处理，其电路是复杂的、昂 贵的，甚至是不易实现的。
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《虚拟仪器设计》
3.2.2 仿真信号产生函数
在LabVIEW中产生一个仿真信号，相当于通过软件实 现了一个信号发生器的功能。 针对不同的数据形式，LabVIEW中有3个不同层次的信 号发生器。
数据形式
动态数据类型 波形数据
数组
信号发生器
Express VI仿真信号发生器 波形发生器VI
⑤ 测量数据处理：利用统计分析技术求测量结果的平均 值、方差，进行不确定度评定，实现最小二乘法的数据 拟合算法等。 ⑥ 数字滤波：滤波（即选频）是将一部分频率范围内的 第8页 信号滤除掉，而允许另一部分频率范围内的信号通过。
《虚拟仪器设计》
3.1.4 LabVIEW中的测试信号 分析处理函数库简介
普通信号发生器VI
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《虚拟仪器设计》
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《虚拟仪器设计》
3种信号发生器比较
功能相同：都能产生基本信号； 主要区别：使用的难易程度和灵活性不同。
ExpressⅥ仿真信号发生器产生动态数据类型的信号， 使用起来最简单； 普通信号发生器VI产生数组类型的信号，使用起来比 较复杂； 波形发生器VI产生波形数据，使用的复杂程度介于两 者之间。
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《虚拟仪器设计》
相同的高速A/D采集电路组成的示波器、交流电压表和频谱分析仪
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《虚拟仪器设计》
3.1.1测试信号的基本类型 工程信号多随时间或空间而变化， 测试技术中将信号统一抽象为时间的函数。
测试信号有两种最常用的分类方式
根据信号在时域的描述方式 分为： 确定性信号、非确定性信号 按描述信号的数学关系式的自变量(通常是时间)取值 是否连续 分为： 连续信号、离散信号
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《虚拟仪器设计》
前面板设计
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《虚拟仪器设计》
（2）框图程序设计：
选用波形发生器VI中的Basic Function Generator函数产 生要求的4种周期信号。 连接波形选择knob旋钮到signal type端口，连接频率、幅 度、采样参数簇端口。 选用波形发生器VI中的Gaussian White Noise Waveform 函数产生标准偏差可调的高斯白噪声，
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《虚拟仪器设计》
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《虚拟仪器设计》
3.2测试信号产生
3.2.1测试信号产生途径和波形数据表示
1．测试信号产生途径
（1）对被测的模拟信号，使用数据采集卡或其他硬件电 路，进行采样和A/D变换，送入计算机。
（2）在LabVIEW中的波形产生函数得到的仿真信号波 形数据。
（3）从文件读入以前存储的波形数据，或由其他仪器采 集的波形数据。