虚拟仪器课件:第4章虚拟仪器开发平台LabVIEW.ppt
- 【下载声明】
1. 本站全部试题类文档,若标题没写含答案,则无答案;标题注明含答案的文档,主观题也可能无答案。请谨慎下单,一旦售出,不予退换。
2. 本站全部PPT文档均不含视频和音频,PPT中出现的音频或视频标识(或文字)仅表示流程,实际无音频或视频文件。请谨慎下单,一旦售出,不予退换。
3. 本页资料《虚拟仪器课件:第4章虚拟仪器开发平台LabVIEW.ppt》由用户(罗嗣辉)主动上传,其收益全归该用户。163文库仅提供信息存储空间,仅对该用户上传内容的表现方式做保护处理,对上传内容本身不做任何修改或编辑。 若此文所含内容侵犯了您的版权或隐私,请立即通知163文库(点击联系客服),我们立即给予删除!
4. 请根据预览情况,自愿下载本文。本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
5. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007及以上版本和PDF阅读器,压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 虚拟仪器 课件 开发 平台 LabVIEW
- 资源描述:
-
1、虚拟仪器虚拟仪器软件开发平台软件开发平台LabVIEW主要教学内容主要教学内容LabVIEW概述概述 LabVIEW8.2编程环编程环境境创建虚拟仪器创建虚拟仪器4.1 LabVIEW概述n构造一个虚拟仪器系统,基本硬件确定以构造一个虚拟仪器系统,基本硬件确定以后,就可以通过不同的软件实现不同的功后,就可以通过不同的软件实现不同的功能。软件是虚拟仪器系统的关键。能。软件是虚拟仪器系统的关键。n目前流行的虚拟仪器软件开发工具有两类目前流行的虚拟仪器软件开发工具有两类n文本式编程语言有文本式编程语言有C、C+、VB、VC、Labwindows/CVI等;等;n图形化编程语言有图形化编程语言有Lab
2、VIEW、AgilentVEE等。等。4.1.1 LabVIEW的含义nLabVIEW (Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench, 实验室虚拟仪器工程平台实验室虚拟仪器工程平台 ) 是美国是美国 NI 公司公司推出的一种基于推出的一种基于 G 语言语言 ( Graphics Language, 图形化编程语言图形化编程语言 ) 的虚拟仪器的虚拟仪器软件开发工具。软件开发工具。n目的:简化程序的开发工作,以使用户能快目的:简化程序的开发工作,以使用户能快速、简便地完成自己的工作。速、简便地完成自己的工作。 LabVIEW的工作机理n
3、使用使用LabVIEW开发平台编制的程序称为虚拟开发平台编制的程序称为虚拟仪器程序,简称仪器程序,简称VI。nVI包括三个部分:包括三个部分: 前面板:前面板: 交互式的用户界面交互式的用户界面 框图程序:是程序源代码,用模块代替框图程序:是程序源代码,用模块代替 普通函数普通函数 图标和图标和连线板连线板 :用以识别:用以识别VI的接口,以的接口,以 便在创建便在创建VI时调用另一个时调用另一个VI4.1.2 LabVIEW的特点(1)编程简单编程简单,不需要记忆编程语言,只要,不需要记忆编程语言,只要通过交互式图形前面板进行系统控制和结果通过交互式图形前面板进行系统控制和结果显示,再通过后
4、面板进行常用的符号和功能显示,再通过后面板进行常用的符号和功能模块的组合操作来指定各种功能,即可完成模块的组合操作来指定各种功能,即可完成软件编程。软件编程。 (2)开发周期短开发周期短,只需通过交互式图形前面,只需通过交互式图形前面板进行系统控制和结果显示,可省去硬件面板进行系统控制和结果显示,可省去硬件面板的制作。板的制作。(3)功能性强功能性强,可省去硬件面板的制作。具,可省去硬件面板的制作。具有多达有多达20多类的功能模块。多类的功能模块。LabVIEW具有的特点(续)(4)高效性高效性,这主要是以软件做保证。以功,这主要是以软件做保证。以功能强大的能强大的LabVIEW作为软件开发平
5、台,诸如作为软件开发平台,诸如数据采集、数组、文件处理、波形处理、数数据采集、数组、文件处理、波形处理、数学运算等,都能轻而易举地解决。学运算等,都能轻而易举地解决。(5)开放性开放性,可根据实际情况进行更新扩展,可根据实际情况进行更新扩展,发展迅速。发展迅速。(6)自定义性自定义性,工程师们可以在非常广泛的,工程师们可以在非常广泛的测量和控制应用中自定义芯片级硬件功能。测量和控制应用中自定义芯片级硬件功能。(7)性价比高性价比高,能一机多用。,能一机多用。4.1.3 LabVIEW8.2n2006年年8月,美国国家仪器有限公司正式推月,美国国家仪器有限公司正式推出出LabVIEW 8.20版
6、本。版本。这是专用于控制、这是专用于控制、测试和嵌入式系统开发的测试和嵌入式系统开发的LabVIEW图形化图形化系统设计平台的系统设计平台的20周年纪念版。周年纪念版。 n2006年年10月,月,NI首次推出简体中文版首次推出简体中文版LabVIEW 8.2。简体中文版的。简体中文版的LabVIEW发发布极大地降低中国工程师使用这一工具的门布极大地降低中国工程师使用这一工具的门槛,为他们带来更高的效率。槛,为他们带来更高的效率。 4.2 LabVIEW8.2编程环境nLabVIEW8.2程序开发环境采用图形化的程序开发环境采用图形化的编程方式,无需编写任何代码,它不仅包含编程方式,无需编写任何
7、代码,它不仅包含有丰富的数据采集、分析及存储的库函数,有丰富的数据采集、分析及存储的库函数,还提供了还提供了PCI,GPIB,PXI,VXI,RS-232,USB等通讯总线标准的功能函数,可等通讯总线标准的功能函数,可以 驱 动 不 同 总 线 接 口 的 设 备 和 仪 器 。以 驱 动 不 同 总 线 接 口 的 设 备 和 仪 器 。LabVIEW8.2具有强大的网络功能,支持具有强大的网络功能,支持常用的网络协议,可以方便地设计开发网络常用的网络协议,可以方便地设计开发网络测控仪器,并有多种程序调试手段,如断点测控仪器,并有多种程序调试手段,如断点设置、单步调试等。设置、单步调试等。
8、4.2.1 LabVIEW8.2的基本开发平台n使用使用LabVIEWLabVIEW开发平台编制的程序称为虚拟仪开发平台编制的程序称为虚拟仪器,简称器,简称VIVI。VIVI由以下由以下3 3部分构成:部分构成: 前面板前面板: 即用户界面;即用户界面; 程序框图程序框图:包含用于定义:包含用于定义VIVI功能的图形功能的图形 化源代码;化源代码; 图标和连线板图标和连线板:用以识别:用以识别VIVI的接口,以便在创建的接口,以便在创建 VIVI时调用另一个时调用另一个VIVI。当一个。当一个VIVI应用应用 在其他在其他VIVI中,则称为子中,则称为子VIVI。子。子VIVI相当相当 于文本
9、编程语言中的子程序。于文本编程语言中的子程序。 1.前面板 n前面板是前面板是VI的用户界面。创建的用户界面。创建VI时,通常应时,通常应先设计前面板,然后设计程序框图执行在前先设计前面板,然后设计程序框图执行在前面板上创建的输入、输出任务。面板上创建的输入、输出任务。前面板示例前面板示例如图如图 2. 程序框图n程序框图是图形化源代码的集合,图形化源程序框图是图形化源代码的集合,图形化源代码又称代码又称G G代码或程序框图代码。含有接线端、代码或程序框图代码。含有接线端、函数和连线等的程序框图示例如图函数和连线等的程序框图示例如图 。程序框图对象n程序框图由接线端、节点、连线和结构等构程序框
10、图由接线端、节点、连线和结构等构成成n接线端接线端:用来表示输入控件和显示控件的数据类:用来表示输入控件和显示控件的数据类型。型。n节点节点:是程序框图上的对象,具有输入、输出端:是程序框图上的对象,具有输入、输出端口,在口,在VI运行时进行运算。运行时进行运算。 n连线连线:程序框图中对象的数据传输通过连线实现。:程序框图中对象的数据传输通过连线实现。每根连线都只有一个数据源,但可以与多个读取每根连线都只有一个数据源,但可以与多个读取该数据的该数据的VI和函数连接。和函数连接。 n结构结构:是文本编程语言中的循环和条件语句的图:是文本编程语言中的循环和条件语句的图形化表示。形化表示。 3.
11、图标和连线板n创建创建VIVI的前面板和程序框图后,可创建图标的前面板和程序框图后,可创建图标和连线板,以便将该和连线板,以便将该VIVI作为子作为子VIVI调用。调用。 n图标和连线板图形:图标和连线板图形:图标是图标是VIVI的图形化表的图形化表示,可包含文字、图示,可包含文字、图形或图文组合。形或图文组合。 连线板用于显示连线板用于显示VIVI中所有输入控件中所有输入控件和显示控件的接线端,类似于文本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编程语言中调用函数时使用的参数列表。列表。 4.2.2 LabVIEW8.2的操作选板nLabVIEW8.2包含包含3 3个操作选
12、板个操作选板 工具选板工具选板 控件选板控件选板 函数选板函数选板 1. 工具选板当从工具选板当从工具选板中选择了任一中选择了任一种工具后,鼠种工具后,鼠标箭头就会变标箭头就会变成该工具相应成该工具相应的形状。的形状。 2. 控件选板控件选板包括控件选板包括创建前面板所创建前面板所需的输入控件需的输入控件和显示控件。和显示控件。经典经典控件控件子选子选板板3. 函数选板函数选板中函数选板中包含创建程包含创建程序框图所需序框图所需的的VIVI和函数。和函数。编程子选编程子选板的图标、板的图标、名称及功名称及功能能 4.2.3 LabVIEW8.2的菜单和工具栏 nV I 窗 口 顶 部 的 菜
13、单 为 通 用 菜 单 。窗 口 顶 部 的 菜 单 为 通 用 菜 单 。LabVIEW8.2菜单包括文件、编辑、查看、菜单包括文件、编辑、查看、项目、操作、工具、窗口、帮助八大项。项目、操作、工具、窗口、帮助八大项。 nLabVIEW8.2的工具栏的工具栏 中止执行 文本设置 对齐对象 分布对象 显示即时帮助窗口 单步步入 单步步过 单步步出 4.3 创建虚拟仪器1.1.创建一个虚拟仪器的一般步骤创建一个虚拟仪器的一般步骤 (1)前面板设计)前面板设计 (2)程序框图)程序框图 (3)数据流编程)数据流编程 (4)功能检验)功能检验 (5)保存文件)保存文件 2.2.调试虚拟仪器调试虚拟仪
14、器 n虚拟仪器的一般调试步骤虚拟仪器的一般调试步骤 (1)运行)运行VI (2)清除语法错误)清除语法错误 (3)高亮显示执行过程)高亮显示执行过程 (4)单步执行)单步执行 (5)探针工具)探针工具 (6)断点)断点 2.1 VI的创建的创建n2.1.1 VI的创建方法的创建方法 在在LabVIEW中新建一个中新建一个VI,有以下几,有以下几种方法。种方法。 (1)在前面板的)在前面板的“文件文件”菜单中选择菜单中选择“新建新建VI”。 (2)在如图)在如图1-7所示的启动方式选择对话框所示的启动方式选择对话框中的新建文件窗口直接点击中的新建文件窗口直接点击VI建立一个新的建立一个新的VI。
15、 (3)在启动方式选择对话框中单击)在启动方式选择对话框中单击“项目项目”,创建一个项目后,在创建一个项目后,在“我的电脑我的电脑”上单击鼠上单击鼠标右键,从弹出的快捷菜单中选择标右键,从弹出的快捷菜单中选择“新建新建VI”,即可创建新的,即可创建新的VI,如图,如图2-1所示。所示。图图2-1 2-1 新建新建VI VI (4)从图)从图1-7所示的启动方式选择对话框中所示的启动方式选择对话框中选择选择“基于模板的基于模板的VI”项,在如图项,在如图2-3所示的所示的模板选择对话框中选择模板选择对话框中选择“基于模板的基于模板的VI”,模,模板针对不同的应用需求设计了不同的程序框板针对不同的
16、应用需求设计了不同的程序框架,用户可以根据需要选择不同的模板并在架,用户可以根据需要选择不同的模板并在模板中添加程序,这样可以大大提高编写程模板中添加程序,这样可以大大提高编写程序的效率。序的效率。 图图2-2 2-2 项目浏览器项目浏览器图图2-3 2-3 模板选择对话框模板选择对话框2.1.2 VI示例的创建步骤示例的创建步骤【例【例2-1】创建一个简单的】创建一个简单的VI,该,该VI将完成将完成下列功能:下列功能: (1)将两个输入的数字相减并显示结果;)将两个输入的数字相减并显示结果; (2)将同样的两个输入数字相乘并显示结果;)将同样的两个输入数字相乘并显示结果; (3)比较两个输
17、入数字,如果数字相等,则)比较两个输入数字,如果数字相等,则LED指示灯变亮。指示灯变亮。 创建此创建此VI的步骤如下。的步骤如下。 (1)建立新的)建立新的VI。 (2)创建数字控件和指示器。)创建数字控件和指示器。 (3)创建布尔型)创建布尔型LED。 图图2-4 2-4 在前面板上放置控件在前面板上放置控件 (4)从)从“窗口窗口”下拉菜单中选择下拉菜单中选择“显示程序显示程序框图框图”以切换到程序框图窗口。以切换到程序框图窗口。 (5)在程序框图上放置)在程序框图上放置“减减”和和“乘乘”的函的函数。数。 (6)从函数选板的比较子选板中选择)从函数选板的比较子选板中选择“等等于?于?”
18、并将其拖放到程序框图上。并将其拖放到程序框图上。 (7)连线。)连线。图图2-5 2-5 在程序框图上放置函数在程序框图上放置函数 图图2-6 2-6 连线后的框图连线后的框图 (8)通过选择)通过选择“窗口窗口”下拉菜单的下拉菜单的“显示前显示前面板面板”或单击前面板窗口的任何位置切换回或单击前面板窗口的任何位置切换回前面板窗口。前面板窗口。 (9)保存此)保存此VI。 (10)输入数据并运行)输入数据并运行VI。 (11)完成实验,关闭该)完成实验,关闭该VI。图图2-7 VI2-7 VI运行结果运行结果2.2 前面板的编辑前面板的编辑 LabVIEW中的前面板是图形化的人机界中的前面板是
19、图形化的人机界面,用户利用前面板提供的控件选板可以设面,用户利用前面板提供的控件选板可以设置基本的输入数据和显示输出数据。同样,置基本的输入数据和显示输出数据。同样,也可以在基本控件的基础上创建自定义的控也可以在基本控件的基础上创建自定义的控件模拟真实仪器或生产过程。件模拟真实仪器或生产过程。2.2.1 输入控件和显示控件输入控件和显示控件 利用输入控件可以实现相应数据的输入,利用输入控件可以实现相应数据的输入,如数值量、布尔量、字符串、文件路径等。如数值量、布尔量、字符串、文件路径等。主要的输入控件有数值输入控件、文本输入主要的输入控件有数值输入控件、文本输入控件、旋钮与开关控件等,如图控件
20、、旋钮与开关控件等,如图2-8所示。所示。 显示控件主要是用来实现数据的显示功显示控件主要是用来实现数据的显示功能。能。 图图2-8 2-8 输入控件示意图输入控件示意图 图图2-9 2-9 显示控件示意图显示控件示意图2.2.2 对象的放置与选择对象的放置与选择 编辑前面板时需要用到控件选板,用户编辑前面板时需要用到控件选板,用户可以用鼠标选择控件选板上的对象,然后将可以用鼠标选择控件选板上的对象,然后将其拖放到前面板上即可,该步骤可见上节的其拖放到前面板上即可,该步骤可见上节的VI创建范例。创建范例。 在前面板中,用户一般使用定位工具来在前面板中,用户一般使用定位工具来选择对象。选择对象。
21、 图图2-10 2-10 使用定位工具选择对象使用定位工具选择对象2.2.3 对象的移动、复制与删除对象的移动、复制与删除 利用定位工具单击选择对象并按住鼠标利用定位工具单击选择对象并按住鼠标左键不放,拖动鼠标,我们可以将被选对象左键不放,拖动鼠标,我们可以将被选对象移动到窗口中希望的位置,如图移动到窗口中希望的位置,如图2-11(a)所示。所示。图图2-11 2-11 对象的移动、复制对象的移动、复制 多数对象都可以复制。多数对象都可以复制。 用户选中对象后,然后用户选中对象后,然后“Delete”键,键,即可删除对象。即可删除对象。2.2.4 对象大小的调整对象大小的调整 一般情况下,控件
22、选板上的对象是以默一般情况下,控件选板上的对象是以默认的大小被拖放到前面板上的,但是这些属认的大小被拖放到前面板上的,但是这些属性不一定适合某一具体程序的需要,其外部性不一定适合某一具体程序的需要,其外部的一些属性都可以通过简单的操作来进行修的一些属性都可以通过简单的操作来进行修改。改。图图2-12 2-12 对象大小的调整对象大小的调整2.2.5 对象的着色与字体选择对象的着色与字体选择 在 建 立 前 面 板 和 框 图 对 象 时 ,在 建 立 前 面 板 和 框 图 对 象 时 ,LabVIEW会自动给对象着色。用户可利用会自动给对象着色。用户可利用工具选板中提供的颜色工具来编辑前面板
23、和工具选板中提供的颜色工具来编辑前面板和前面板控件的颜色,但不是编辑系统风格控前面板控件的颜色,但不是编辑系统风格控件的颜色,因为系统风格控件的的颜色由操件的颜色,因为系统风格控件的的颜色由操作系统决定。作系统决定。图图2-13 2-13 颜色面板颜色面板图图2-14 2-14 颜色对话框颜色对话框2.2.6 对象的对齐、分布对象的对齐、分布 可以使用前面板窗口的工具条上的对象可以使用前面板窗口的工具条上的对象对齐、分布工具,快速地按一定方式对前面对齐、分布工具,快速地按一定方式对前面板上的对象进行分布。对齐和分布的方式如板上的对象进行分布。对齐和分布的方式如图图2-15所示。所示。图图2-1
24、5 2-15 对象的分布排列工具对象的分布排列工具图图2-16 2-16 一种对齐和分布方式的示例结果一种对齐和分布方式的示例结果2.2.7 控件属性的设置控件属性的设置 前面板上的每个控件都有自己的属性,前面板上的每个控件都有自己的属性,如大小、字体、颜色、显示模式等。如大小、字体、颜色、显示模式等。 图图2-17 2-17 控件属性对话框控件属性对话框 在属性对话框中,操作功能界面包括以在属性对话框中,操作功能界面包括以下几项内容:下几项内容: (1)“外观外观”:设置控件开:设置控件开/关时的颜色和文关时的颜色和文本、控件标签的显示和隐藏等功能;本、控件标签的显示和隐藏等功能; (2)“
25、操作操作”:设置布尔控件的机械动作方:设置布尔控件的机械动作方式;式; (3)“说明信息说明信息”:为控件添加描述和提示:为控件添加描述和提示信息;信息; (4)“数据绑定数据绑定”:将该控件与网络上相应:将该控件与网络上相应的数据源相连接;的数据源相连接; (5)“快捷键快捷键”:设置该控件的快捷键。:设置该控件的快捷键。2.3 程序框图的编辑程序框图的编辑 在前面板中添加控件后,为了实现对前在前面板中添加控件后,为了实现对前面板中对象的控制,用户必须要创建程序框面板中对象的控制,用户必须要创建程序框图,程序框图是图形化代码的集合。图,程序框图是图形化代码的集合。n2.3.1 前面板对象在框
展开阅读全文