LabVIEW及其应用.ppt
LabVIEW图形化编程,电子工程与自动化学院 黎莲花,考试方式及参考教材,考试方式：实验验收方式成绩评定：平时成绩 20%，实验成绩 40%考试成绩 40%推荐教材：刘胜.LabVIEW2009程序设计.电子工业出版社.2010 陈树学.LabVIEW 宝典.电子工业出版社.2011实验指导书：黎莲花.LabVIEW及其应用实验指导书.内编,课程内容：,理论内容与学时安排：321、LabVIEW简介（2学时）2、LabVIEW语法规则和程序结构（2学时）3、基本程序设计（4学时）4、使用LabVIEW进行虚拟仪器工程开发与应用 串口通信、网络通信、数据分析处理等（4学时）实验内容与学时安排：20,第一章 概述,1.1 虚拟仪器技术介绍一、什么是虚拟仪器？虚拟仪器=传统仪器功能的硬件+计算机软硬件（传统仪器：采集和控制模块、分析处理模块、输出显示模块）作用：以实现并扩展传统仪器，来完成数据采集、分析及显示。,虚拟仪器硬件,传统仪器厂商定义功能,虚拟仪器用户定义功能,仪器硬件,软件前面板,软件后面板（程序框图）,优点,作用：1、数据处理、显示、传递、存储容易；2、使用户可以方便对其进行操作、维护；3、方便功能扩展和软件升级,软件结构,虚拟仪器专用应用软件：,LabVIEW、LabWindows/CVI、VC+、Visual Basic、Dephi通常把包括G语言（Graphical language)在内的高级语言编制的可视化测控系统程序称为虚拟仪器（Virtual Instruments),简称VI。“The Software is the Instrument(软件就是仪器）”美国国家仪器公司（NATIONAL INSTUMENTS，简称NI）,二、虚拟仪器的分类,根据采用的总线方式不同，虚拟仪器大体分为五种类型。第一类：PC总线插卡型虚拟仪器。借助于插入计算机内的板卡（数据采集卡、图像采集卡等）与专用软件。第二类：GPIB总线方式的虚拟仪器。GPIB又称HPIB或IEEE 488总线，最初是HP公司开发的仪器总线。第三类：并行口式虚拟仪器。可与笔记本连接，方便野外作业。,（续）,第四类：PXI总线方式虚拟仪器。PXI总线是在PCI总线内核技术基础上增加了成熟的技术规范和要求形成的。第五类：VXI总线方式虚拟仪器。VXI是 VMEbus Extension for Instrumentation的缩写，即VME总线在测量仪器领域的扩展。Agilent Technologies 和 VXI Technology 两公司于2004年建立的LXI联盟，目前已成长为拥有40多家制造商的集团。2005年，也就是联盟成立仅仅一年后，该集团就发布了LXI 规范的第一个版本。所谓LXI就是一种基于以太网技术等工业标准的、由中小型总线模块组成的新型仪器平台。此外，还有大量用于笔记本的基于PCMCIA总线的虚拟仪器、基于USB的方便插拨的虚拟仪器系统，基于网络的虚拟仪器也发展迅猛。,1.2 LabVIEW概述,一、LabVIEW简介1、LabVIEW(Laboratory Virtual Instrument Engineering workbench)，即实验室虚拟仪器工程平台，是目前应用范围最广、功能最为强大的虚拟仪器。创始人：Jame Truchard、Jeff-rey kodosky和William Nowlin开发的。目的：把广大工程师和科学家从繁重的编程工作中解放出来。特点：是一种具有创新性的图形化开发平台，突破了基于文本的传统高级语言的框架，使编写测控程序变得直观、方便和高效。,2、LabVIEW的发展历史,20世纪70年代末期，在美国应用研究实验室产生了VI概念雏形。1986年：发布Machintosh平台下的labVIEW 1.0版。1988年：发布Machintosh平台下的labVIEW 2.0版。1990年：虚拟仪器面板和结构化数据流图获得美专利两项。,（续）,1994年：发布LabVIEW 3.0版，带有附加工具包。1996年：发布LabVIEW 4.0版，增加自定义界面和程序框图。发布LabVIEW 5.0版，支持多线程。2000年：发布LabVIEW 6i版，集成因特网功能。2001年：发布LabVIEW 6.1版，实现远程控制和增加事件结构等重要功能。,（续）,2003年：发布LabVIEW 7 Express，增加了Express VI.20062007年：发布LabVIEW 8.0-LabVIEW 8.20.LabVIEW 8.52008年：8.62009：LabVIEW2009加强并行处理功能、FPGA应用模块，多核心、实时操作系统的设计。2010：LabVIEW2010,二、LabVIEW 中的基本概念,VI:用LabVIEW开发出来的应用程序,称为VI(Virtual Instrument),VI是由图标、连线和框图构成的应用程序，由Front Panel(前面板）和Block Diagram(后面板或程序框图）两部分组成。Front Panel(前面板）：是应用程序的界面，是人机交互的窗口，主要由Controls（控制量）和 Indicators（显示量）构成,Block Diagram(后面板或程序框图）：后面板是VI的代码部分。主要由图标、连线和框图组成，它们实际上是一些常量、变量、函数、VI、快速VI。工具模板（工具选板）：各种工具汇聚其中，如选定，连线，调色等,三、如何学习LabVIEW,1、充分利用LabVIEW的文档资源，包括大量的LabVIEW用户手册和应用笔记，这些文档以PDF文件的形式存在。http:/有最为核心的文档，存放在labviewmanuals目录下。要查看或搜索这些手册的PDF版，必须装有Adobe Reader 6.0.1或更高版本。如Getting Started with LabVIEW 是基本的概念及操作LabVIEW User Manual 非常详细的讲解、涵盖各方面LabVIEW Measurement Manual 包括更多关于数据采集和仪器控制文档资源更新的详细信息见National Instruments产品手册文库。,2、LabVIEW还提供了很多的帮助功能和大量的例程，可以解决编程中的实际问题，很多例子修改后可以直接应用,第一章 作业,P10 1，2P1112 上机练习题,第二章 LabVIEW开发环境,主要内容：1、安装LabVIEW；2、编程环境（前面板和后面板）；3、选板（控件选板、函数选板、工具选板）；4、菜单栏和工具栏介绍；5、综合示例；课堂作业：P31 上机实验课后作业：P31（2）（3）,一、LabVIEW安装,第1步：运行序列号生成器，点Generate获取序列号，点Create lic file产生许可文件，保存后缀为.lic.,安装,第2步：安装LabVIEW软件，过程中需要序列号的地方，把刚才获取的序列号粘帖上，一直“下一步”，到结束。第3步：打开“开始”-所有程序-National Instruments-NI许可证管理器-点左上角菜单“选项”-选“安装许可文件”即可安装第1步中保存的.lic文件。至此安装和破解完成,二、LabVIEW环境,LabVIEW环境,（一）、前面板窗口,前面板是程序与用户交流的窗口，一个设计良好的前面板可以给用户带来一种友好的感觉，甚至是一种美的享受，简洁、易懂是前面板的要求，前面板主要由控件模板的控件构成。,1、控件选板,控件选板,2 控件的类型,控制件 Controls:一般是用户用来向程序输入信息的。显示件 Indicator:一般是程序向用户输出运行结果的。控制件-显示件接线端 右边 左边,3 控件设置,1、在控件对象上右击弹出快捷菜单，通过“属性”等可以对控件的外观、类型和功能做各种设置。2、布尔量的设置（举例）3、定制控件将当前控件修改定制成用户控件，满足个性化要求。,4、设置前面板对象的属性,设置数值型控件的属性直接修改Label:标签Caption:标题Digital Display:数字显示属性修改,5、前面板的修饰,设置对象的颜色以及文字的风格设置对象的位置关系和大小用修饰控件装饰（举例）,（二）程序框图,1、程序框图,程序框图以图形表示LabVIEW的程序源代码，是实现程序功能的核心部分。它由数据终端（Terminals）、节点（Node）、连线（Wires）、结构（structure）4类元素构成。一个VI通常包含以上所有元素。1、端口（1）控件端口有图标和数据类型端口,（续）,（2）、节点端口是节点连线的端点。,（续）,2、节点可以拥有多个输入或输出，并在VI运行时完成一定的操作。类似于基于文本编程语言的声明、操作符、函数或子程序（sub VI）。3、连线用来把程序框图的其他各元素相互连接，并在其间传送数据。连线的形状和颜色代表不同的数据类型。,（续）,手工连线自动连线错误连线4、结构类似于文本编程语言中的循环、选择、顺序等结构的图形化表示方法。,2、函数模板,1、快速VI快速VI封装了更多VI功能，包括信号采集、信号分析、数据存储等许多通常的任务，使开发更为简单。标准VI的输入参数是通过其他端口连线赋值的，而快速VI是通过对话框赋值的，减少了连线、提高了效率。,2、函数模板,2、子模板包括了结构、数值、布尔量、字符串、数组、蔟、比较等3、基本数据类型（1）数值型：随精度和取值范围的扩大，占用内存增大。浮点数（橙色），整型（蓝色）,2、函数模板,（2）其他数据类型布尔量（绿色）、字符串（粉红色）、时间标志（棕色）、枚举（蓝色）、路径（浅绿色）、数组（随成员变化）等。（3）数据类型转换变体类型数据端口有强制转换能力，但增加了内存和运行时间。,2、函数模板,（4）数值型数据的单位右击数值型控件，选Visible Items-UnitLabel,加单位。4、多态（1）指函数的一些参数接受不同类型数据的能力。（2）指一些VI同一端口或参数有接受或输出不同类型数据的能力，数据类型可选。,2、函数模板,（3）创建多态新建-Other Document Type-Poltmorphic VI打开一个对话框，创建多态。,第三章 LabVIEW 编程基础,主要内容：（1）VI的创建及使用（2）子VI的设计（3）编辑VI（4）VI调试及运行课堂示例：P47课后作业：P49（2）（4）,1、创建VI,（1）、启动窗口-新建VI（2）、“文件”-新建VI（3）、图标的修改,2、子VI（subVI）的设计,步骤：（1）把子VI编程好；（2）编辑图标；（3）建立连接端子（4）保存；其他程序可调用了。,3、VI的编辑,（1）选中对象：拖曳 或按住shift；（2）移动对象：选中+方向键，+shift快速移动；（3）复制、删除对象：选中，按住ctrl,拖动对象，即可复制；删除：选中，delete(4)对齐和分布，调整对象大小，重新排序工具栏有工具；,（5）修改对象字体、标签和颜色（6）连线 删除连线错误可用 CTRL+B,4、VI的运行和调试,高亮运行探针和断点调试错误列表的使用单步运行,
