LabvieW入门讲义 背景介绍 LabVIeW是实验室虚拟仪器集成环境( Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench)的简称是美国国家仪器公司( NATIONAL INSTRUMENTS, 简称NI)的创新软件产品,也是目前应用最广、发展最快、功能最强的图形化 软件集成开发环境。目前它广泛地被工业界、学术界和研究实验室所接受,视为 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和RS-485协议的硬件及数据采集卡 通讯的全部功能。它还内置了便于应用TCP/IP、 Activex等软件标准的库函数。 这是一个功能强大且灵活的软件。利用它可以方便地建立自己的虚拟仪器,其图 形化的界面使得编程及使用过程都生动有趣。图形化的程序语言,又称为“G” 语言。其编写的程序称为虚拟仪器ⅥI( Virtual instrument),以.ⅥI后缀。使 用这种语言编程时,基本上不写程序代码,取而代之的是流程图或流程图。它尽 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,因此, LabvieW 是一个面向最终用户的工具。它可以增强你构建自己的科学和工程系统的能力 提供了实现仪器编程和数据采集系统的便捷途径。使用它进行原理硏究、设计、 测试并实现仪器系统时,可以大大提高工作效率。 以下的课程内容可以在wiki上找到 http://phylab.fudaneducn/doku.php?id=home:whyx:labview 第一课 Labview概述 第一节虚拟仪器(Ⅵ)的概念 使用LabⅥI玶w开发平台编制的程序称为虚拟仪器程序,简称为ⅥI。ⅥI包括三个 部分:程序前面板、框图程序和图标/连接器 程序前面板用于设置输入数值和观察输出量,用于模拟真实仪表的前面板。在程 序前面板上,输入量被称为控制( Controls),输出量被称为显示( Indicators)。 控制和显示是以各种图标形式出现在前面板上,如旋钮、开关、按钮、图表、图 形等,这使这得前面板直观易懂。下面是一个温度计程序 1/68
1 / 68 LabVIEW 入门讲义 背景介绍 LabVIEW 是实验室虚拟仪器集成环境（Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench）的简称，是美国国家仪器公司（NATIONAL INSTRUMENTS， 简称 NI）的创新软件产品，也是目前应用最广、发展最快、功能最强的图形化 软件集成开发环境。目前它广泛地被工业界、学术界和研究实验室所接受，视为 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 和 RS-485 协议的硬件及数据采集卡 通讯的全部功能。它还内置了便于应用 TCP/IP、ActiveX 等软件标准的库函数。 这是一个功能强大且灵活的软件。利用它可以方便地建立自己的虚拟仪器，其图 形化的界面使得编程及使用过程都生动有趣。图形化的程序语言，又称为“Ｇ” 语言。其编写的程序称为虚拟仪器 VI（Virtual Instrument），以.VI 后缀。使 用这种语言编程时，基本上不写程序代码，取而代之的是流程图或流程图。它尽 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，因此，LabVIEW 是一个面向最终用户的工具。它可以增强你构建自己的科学和工程系统的能力， 提供了实现仪器编程和数据采集系统的便捷途径。使用它进行原理研究、设计、 测试并实现仪器系统时，可以大大提高工作效率 。 以下的课程内容可以在 wiki 上找到： http://phylab.fudan.edu.cn/doku.php?id=home:whyx:labview 第一课 LabVIEW 概述 第一节 虚拟仪器（VI）的概念 使用 LabVIEW 开发平台编制的程序称为虚拟仪器程序，简称为 VI。VI 包括三个 部分：程序前面板、框图程序和图标/连接器。 程序前面板用于设置输入数值和观察输出量，用于模拟真实仪表的前面板。在程 序前面板上，输入量被称为控制（Controls），输出量被称为显示（Indicators）。 控制和显示是以各种图标形式出现在前面板上，如旋钮、开关、按钮、图表、图 形等，这使这得前面板直观易懂。下面是一个温度计程序
Temperature ( ThermometerⅥI)的前面板。 每一个程序前面板都对应着一段框图程序。框图程序用LabⅥIEW图形编程语言编 写,可以把它理解成传统程序的源代码。框图程序由端口、节点、图框和连线构 成。其中端口被用来同程序前面板的控制和显示传递数据,节点被用来实现函数 和功能调用,图框被用来实现结构化程序控制命令,而连线代表程序执行过程中 的数据流,定义了框图内的数据流动方向。上述温度计程序( Thermometer vi) 的框图程序如下 oar K True b emperature ann Mode Convert to c 图标/连接器是子ⅥI被其它Ⅵ调用的接口。图标是子Ⅵ在其他程序框图中被调 用的节点表现形式而连接器则表示节点数据的输入/输出口,就象函数的参数。 用户必须指定连接器端口与前面板的控制和显示一一对应下面图示为温度计程 序( ThermometerⅠ)的图标和连接器。连接器一般情况下隐含不显示,除非用户 择打开观察它 en 2/68
2 / 68 （Thermometer VI）的前面板。 每一个程序前面板都对应着一段框图程序。框图程序用 LabVIEW 图形编程语言编 写，可以把它理解成传统程序的源代码。框图程序由端口、节点、图框和连线构 成。其中端口被用来同程序前面板的控制和显示传递数据，节点被用来实现函数 和功能调用，图框被用来实现结构化程序控制命令，而连线代表程序执行过程中 的数据流，定义了框图内的数据流动方向。上述温度计程序（Thermometer VI） 的框图程序如下： 图标/连接器是子 VI 被其它 VI 调用的接口。图标是子 VI 在其他程序框图中被调 用的节点表现形式；而连接器则表示节点数据的输入/输出口，就象函数的参数。 用户必须指定连接器端口与前面板的控制和显示一一对应。下面图示为温度计程 序(Thermometer VI)的图标和连接器。连接器一般情况下隐含不显示，除非用户 选择打开观察它
LabVieW的强大功能归因于它的层次化结构,用户可以把创建的Ⅵ程序当作子 程序调用,以创建更复杂的程序,而这种调用的层次是没有限制的。举一个例 子,我们把前面创建的温度计程序( Thermometer v作为一个子程序用在当前新 建程序里,当前程序的前面板如下图所示,先前的温度计子程序用于采集数据, 而当前的程序用于显示温度曲线,并在前面板上设定测量次数和每次测量间隔的 延时。 延迟时间〔sec) 测量次签 ≈10.00 4.06.0 8.0 0.0 10.0 温度曲线 deg F 80.0 75.0 70.0 100 当前程序的框图如下图所示,它把温度计子程序放置在一个FOR循环里,每次循 环过程采集一次测量结果,当循环执行了设定的次数后,程序把采集的数据送到 前面板的图表上显示。 3/68
3 / 68 LabVIEW 的强大功能归因于它的层次化结构，用户可以把创建的 VI 程序当作子 程序调用，以创建更复杂的程序，而这种调用的层次是没有限制的。 举一个例 子，我们把前面创建的温度计程序(Thermometer VI)作为一个子程序用在当前新 建程序里，当前程序的前面板如下图所示，先前的温度计子程序用于采集数据， 而当前的程序用于显示温度曲线，并在前面板上设定测量次数和每次测量间隔的 延时。 当前程序的框图如下图所示，它把温度计子程序放置在一个 FOR 循环里，每次循 环过程采集一次测量结果，当循环执行了设定的次数后，程序把采集的数据送到 前面板的图表上显示
刚量次 DBL 温度曲 DBL eml 延迟时间(see) 10000 LabVieW这种创建和调用子程序的方法使创建的程序结构模块化更易于调试、 理解和维护。 第二节LabⅥIEW的操作模板 LabvieW具有多个图形化的操作模板,用于创建和运行程序。这些操作模板可以 随意在屏幕上移动,并可以放置在屏幕的任意位置。操纵模板共有三类,为工具 ( Tools)模板、控制( Controls)模板和功能( Functions)模板。 工具模板( Tools palette) 工具模板为编程者提供了各种用于创建、修改和调试Ⅵ程序的工具。如果该模 板没有出现,则可以在 Windows菜单下选择 Show tools palette命令以显示该 模板。当从模板内选择了任一种工具后,鼠标箭头就会变成该工具相应的形状。 当从 Windows菜单下选择了 Show Help Window功能后,把工具模板内选定的任 种工具光标放在框图程序的子程序(SubⅥI)或图标上,就会显示相应的帮助 信息。工具图标有如下几种:
4 / 68 LabVIEW这种创建和调用子程序的方法，使创建的程序结构模块化，更易于调试、 理解和维护。 第二节 LabVIEW 的操作模板 LabVIEW 具有多个图形化的操作模板，用于创建和运行程序。这些操作模板可以 随意在屏幕上移动，并可以放置在屏幕的任意位置。操纵模板共有三类，为工具 （Tools）模板、控制（Controls）模板和功能（Functions）模板。 工具模板（Tools Palette） 工具模板为编程者提供了各种用于创建、修改和调试 VI 程序的工具。如果该模 板没有出现，则可以在 Windows 菜单下选择 Show Tools Palette 命令以显示该 模板。当从模板内选择了任一种工具后，鼠标箭头就会变成该工具相应的形状。 当从 Windows 菜单下选择了 Show Help Window 功能后，把工具模板内选定的任 一种工具光标放在框图程序的子程序（Sub VI）或图标上，就会显示相应的帮助 信息。工具图标有如下几种：
A 由左而右由上而下依次为: 1.操作工具:使用该工具来操作前面板的控制和显示。使用它向数字或字符 串控制中键入值时,工具会变成标签工具的形状。 2.选择工具:用于选择、移动或改变对象的大小。当它用于改变对象的连框 大小时,会变成相应形状。 3.标签工具:用于输入标签文本或者创建自由标签。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。如果联机帮助的窗口被打开时, 把该工具放在任一条连线上,就会显示相应的数据类型 5.对象弹出菜单工具:用左鼠标键可以弹出对象的弹出式菜单。 6.漫游工具:使用该工具就可以不需要使用滚动条而在窗口中漫游。 7.断点工具:使用该工具在ⅥI的框图对象上设置断点。 8.探针工具:可以在框图程序内的数据流线上设置探针。程序调试员可以通 过控针窗口来观察该数据流线上的数据变化状况 9.颜色提取工具:使用该工具来提取颜色用于编辑其他的对象 10.颜色工具:用来给对象定义颜色。它也显示出对象的前景色和背景色 与上述工具模板不同,控制和功能模板只显示顶层子模板的图标。在这些顶层子 模板中包含许多不同的控制或功能子模板。通过这些控制或功能子模板可以找到 创建程序所需的面板对象和框图对象。用鼠标点击顶层子模板图标就可以展开对 应的控制或功能子模板只需按下控制或功能子模板左上角的大头针就可以把对 这个子模板变成浮动板留在屏幕上 控制模板( Controls palette 用控制模板可以给前面板添加输入控制和输出显示。每个图标代表一个子模板。 如果控制模板不显示,可以用 Windows菜单的 Show Controls palette功能打开 它,也可以在前面板的空白处,点击鼠标右键,以弹出控制模板。注:只有当 打开前面板窗口时才能调用控制模板。 控制模板如左图所示,它包括如图所示的几个子模板
5 / 68 由左而右由上而下依次为： 1. 操作工具：使用该工具来操作前面板的控制和显示。使用它向数字或字符 串控制中键入值时，工具会变成标签工具的形状。 2. 选择工具：用于选择、移动或改变对象的大小。当它用于改变对象的连框 大小时，会变成相应形状。 3. 标签工具：用于输入标签文本或者创建自由标签。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。如果联机帮助的窗口被打开时， 把该工具放在任一条连线上，就会显示相应的数据类型。 5. 对象弹出菜单工具：用左鼠标键可以弹出对象的弹出式菜单。 6. 漫游工具：使用该工具就可以不需要使用滚动条而在窗口中漫游。 7. 断点工具：使用该工具在 VI 的框图对象上设置断点。 8. 探针工具：可以在框图程序内的数据流线上设置探针。程序调试员可以通 过控针窗口来观察该数据流线上的数据变化状况。 9. 颜色提取工具：使用该工具来提取颜色用于编辑其他的对象。 10.颜色工具：用来给对象定义颜色。它也显示出对象的前景色和背景色。 与上述工具模板不同，控制和功能模板只显示顶层子模板的图标。在这些顶层子 模板中包含许多不同的控制或功能子模板。通过这些控制或功能子模板可以找到 创建程序所需的面板对象和框图对象。用鼠标点击顶层子模板图标就可以展开对 应的控制或功能子模板，只需按下控制或功能子模板左上角的大头针就可以把对 这个子模板变成浮动板留在屏幕上。 控制模板(Controls Palette) 用控制模板可以给前面板添加输入控制和输出显示。每个图标代表一个子模板。 如果控制模板不显示，可以用 Windows 菜单的 Show Controls Palette 功能打开 它，也可以在前面板的空白处，点击鼠标右键，以弹出控制模板。 注：只有当 打开前面板窗口时才能调用控制模板。 控制模板如左图所示，它包括如图所示的几个子模板