LabVIEW開發(fā)環(huán)境及程序設(shè)計基礎(chǔ)(LabVIEW基礎(chǔ)入門)

聲明本課件供《虛擬儀器技術(shù)》、《自動測試技術(shù)》等相關(guān)課程教師授課使用與參考.教師可根據(jù)課程需要和實際情況在此課件基礎(chǔ)上增刪內(nèi)容本課件版權(quán)屬NI(中國)公司所有，供中國大陸地區(qū)高校教師無償使用或在課程中引用，但使用或引用之前請聯(lián)系NI(中國)公司高校市場部獲得免費使用授權(quán)(聯(lián)系方式)本課件不得用于公開出版或其他商業(yè)用途.如需在公開出版物中引用其中部分內(nèi)容,請與NI(中國)公司高校市場部聯(lián)系獲得授權(quán)現(xiàn)在是1頁\一共有66頁\編輯于星期一第三講

LabVIEW開發(fā)環(huán)境及程序設(shè)計基礎(chǔ)現(xiàn)在是2頁\一共有66頁\編輯于星期一課程章節(jié)LabVIEW簡介LabVIEW基本開發(fā)環(huán)境介紹基本單元–

VI前面板&程序框圖LabVIEW程序設(shè)計基礎(chǔ)基本數(shù)據(jù)類型數(shù)據(jù)流基本結(jié)構(gòu)子VI

&延時基本程序架構(gòu)現(xiàn)在是3頁\一共有66頁\編輯于星期一LabVIEW的出現(xiàn)1986年誕生，革命性地簡化了儀器控制的復(fù)雜度針對測量應(yīng)用的界面控件符合工程思維方式的數(shù)據(jù)流編程現(xiàn)在是4頁\一共有66頁\編輯于星期一LabVIEW的出現(xiàn)推動了測試技術(shù)的發(fā)展從手工測試邁向自動化測試使儀器和PC得以有效連接有效降低了儀器控制的復(fù)雜程度從此以后，軟件在測控系統(tǒng)中發(fā)揮的作用越來越大現(xiàn)在是5頁\一共有66頁\編輯于星期一LabVIEW的發(fā)展功能不斷增加，效率不斷提升不斷融合各種最新的技術(shù)發(fā)展，簡化工程師在測控系統(tǒng)中利用新技術(shù)的復(fù)雜度200520062003199820001993199719901986LabVIEW1.0MacintoshLabVIEW2.0編譯語言程序LabVIEW3.0多平臺LabVIEW4.0專業(yè)化開發(fā)LabVIEW6i網(wǎng)絡(luò)技術(shù)LabVIEW5.0實時技術(shù)LabVIEW7ExpressPDA和FPGALabVIEW8.2020周年紀(jì)念版簡體中文版LabVIEW8分布式智能2008LabVIEW8.6多核、FPGA、無線2009LabVIEW2009更高效率，機(jī)器人2010LabVIEW2010FPGA云編譯現(xiàn)在是6頁\一共有66頁\編輯于星期一LabVIEW的本質(zhì)是什么?首先是一種編程語言只不過是圖形化的而已是一種針對工程師和科學(xué)家所設(shè)計的開發(fā)環(huán)境內(nèi)置許多簡化編程復(fù)雜度的功能和函數(shù)不僅僅是純軟件，能夠控制并部署到硬件當(dāng)中現(xiàn)在是7頁\一共有66頁\編輯于星期一LabVIEW作為編程語言的優(yōu)勢DataflowC/HDLCodeTextualMathSimulationStatechartPersonalComputersPXISystemsCompactRIOCustomDesignSingle-BoardRIOLabVIEW``Real-TimeLabVIEWDesktopLabVIEWFPGALabVIEWMPU/MCU支持連接各種硬件，而且支持發(fā)布到多種Target基于數(shù)據(jù)流的自然思維方式，但同時也支持調(diào)用文本語言的代碼現(xiàn)在是8頁\一共有66頁\編輯于星期一一個簡單而典型的LabVIEW應(yīng)用采集分析表達(dá)第4講數(shù)據(jù)采集與信號調(diào)理第5講LabVIEW中的信號處理第3講LabVIEW開發(fā)環(huán)境及程序設(shè)計基礎(chǔ)第6講LabVIEW程序設(shè)計進(jìn)階現(xiàn)在是9頁\一共有66頁\編輯于星期一LabVIEW基本開發(fā)環(huán)境介紹現(xiàn)在是10頁\一共有66頁\編輯于星期一VI——LabVIEW程序文件的基本單位VI(VirtualInstruments的縮寫)由三部分組成前面板、程序框圖(后面板)、圖標(biāo)/連線板現(xiàn)在是11頁\一共有66頁\編輯于星期一前面板相當(dāng)于界面每個VI都有前面板輸入控件Control,相當(dāng)于輸入顯示控件Indicator,相當(dāng)于輸出控件選板現(xiàn)在是12頁\一共有66頁\編輯于星期一程序框圖圖形化的程序代碼決定程序運行行為可能包含元素終端子VI函數(shù)常數(shù)結(jié)構(gòu)連線函數(shù)選板現(xiàn)在是13頁\一共有66頁\編輯于星期一程序框圖中的連線通過顏色、類型、粗細(xì)來表示不同的數(shù)據(jù)類型不同數(shù)據(jù)類型之間的連線會產(chǎn)生錯誤Ctrl+B可清楚所有錯誤連線LabVIEW8.6之后具有整理連線功能Scalar1DArray2DArrayDBLNumeric IntegerNumeric String現(xiàn)在是14頁\一共有66頁\編輯于星期一前面板和程序框圖的工具欄LabVIEW程序的基本調(diào)試查看編譯錯誤單步執(zhí)行布置探針設(shè)置斷點現(xiàn)在是15頁\一共有66頁\編輯于星期一工具選板一般LabVIEW會自動選擇當(dāng)前工具連線、拖拽、文字…利用工具選板可以強(qiáng)制選擇工具著色、設(shè)置斷點…現(xiàn)在是16頁\一共有66頁\編輯于星期一總結(jié)基本單元-

VI前面板–儀器的交互程序框圖–儀器的功能工具欄現(xiàn)在是17頁\一共有66頁\編輯于星期一LabVIEW程序設(shè)計基礎(chǔ)現(xiàn)在是18頁\一共有66頁\編輯于星期一基本數(shù)據(jù)類型1數(shù)值型整型有些數(shù)據(jù)類型的本質(zhì)也是整形，如枚舉型浮點型可以更改數(shù)據(jù)表達(dá)方式?jīng)Q定其占用的存儲字節(jié)數(shù)及數(shù)值表達(dá)方式現(xiàn)在是19頁\一共有66頁\編輯于星期一強(qiáng)制數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換通常，函數(shù)返回占用字節(jié)數(shù)較多的數(shù)據(jù)類型為提高程序執(zhí)行效率,盡量避免自動強(qiáng)制轉(zhuǎn)換強(qiáng)制轉(zhuǎn)換點現(xiàn)在是20頁\一共有66頁\編輯于星期一基本數(shù)據(jù)類型2布爾型注意:前面板對應(yīng)的布爾控件有六種機(jī)械動作可選可通過范例區(qū)別六種機(jī)械動作的不同現(xiàn)在是21頁\一共有66頁\編輯于星期一基本數(shù)據(jù)類型3字符串前面板控件可現(xiàn)實不同的顯示方式Normal,‘\’Codes,Password以及Hex字符串操作函數(shù)選板現(xiàn)在是22頁\一共有66頁\編輯于星期一基本數(shù)據(jù)類型4枚舉型本質(zhì)上也可以認(rèn)為是整型，不過取值范圍有限常與條件結(jié)構(gòu)共同使用某枚舉型變量的配置對話框枚舉型變量作為條件結(jié)構(gòu)的分支選擇依據(jù)現(xiàn)在是23頁\一共有66頁\編輯于星期一動態(tài)數(shù)據(jù)類型主要是與ExpressVI結(jié)合使用的如果與普通VI或函數(shù)共同使用，需要先進(jìn)行類型轉(zhuǎn)換如果連接至數(shù)值、波形、或布爾型終端（輸入控件或顯示控件），可自動轉(zhuǎn)換現(xiàn)在是24頁\一共有66頁\編輯于星期一數(shù)組LabVIEW中的數(shù)組可以是1維的，也可以是多維的每一維元素從0開始索引數(shù)組元素當(dāng)前顯示的第一個元素所對應(yīng)的索引現(xiàn)在是25頁\一共有66頁\編輯于星期一數(shù)組在LabVIEW的前面板/程序框圖中創(chuàng)建數(shù)組在程序中對數(shù)組進(jìn)行操作現(xiàn)在是26頁\一共有66頁\編輯于星期一簇類似與C語言中的結(jié)構(gòu)體現(xiàn)在是27頁\一共有66頁\編輯于星期一簇創(chuàng)建簇需注意元素順序現(xiàn)在是28頁\一共有66頁\編輯于星期一LabVIEW執(zhí)行順序-數(shù)據(jù)流原則1:只有當(dāng)一個節(jié)點(函數(shù)或子VI)的所有輸入端的數(shù)據(jù)全部準(zhǔn)備好才會執(zhí)行原則2:一個節(jié)點(函數(shù)或子VI)只有執(zhí)行完成后才會向后輸出數(shù)據(jù)現(xiàn)在是29頁\一共有66頁\編輯于星期一理解數(shù)據(jù)流哪個節(jié)點先執(zhí)行?A)加法B)減法C)隨機(jī)數(shù)D)除法E)正弦現(xiàn)在是30頁\一共有66頁\編輯于星期一理解數(shù)據(jù)流(沒有固定答案)哪個節(jié)點先執(zhí)行?A)加法–可能B)減法–不可能C)隨機(jī)數(shù)–可能D)除法–可能E)正弦–不可能現(xiàn)在是31頁\一共有66頁\編輯于星期一一個簡單的VI：采集、分析、表達(dá)現(xiàn)在是32頁\一共有66頁\編輯于星期一LabVIEW中的“采集”ExpressVIDAQAssistantExpressVI數(shù)據(jù)采集助手InstrumentI/OAssistantExpressVI儀器I/O助手(用于儀器控制)SimulateSignalExpressVIReadfromMeasurementFileExpressVI33現(xiàn)在是33頁\一共有66頁\編輯于星期一LabVIEW中的“分析”ExpressVIAmplitudeandLevelMeasurementsExpressVI幅值和電平StatisticsExpressVI統(tǒng)計SpectralMeasurementsExpressVI頻譜測量ToneMeasurementsExpressVI單頻測量FilterExpressVI濾波器…現(xiàn)在是34頁\一共有66頁\編輯于星期一數(shù)據(jù)“表達(dá)”顯示控件波形圖、波形圖標(biāo)、XY圖…ExpressVIWritetoMeasurementFileExpressVI…其他功能函數(shù)數(shù)據(jù)庫、網(wǎng)絡(luò)通信…現(xiàn)在是35頁\一共有66頁\編輯于星期一LabVIEW中的結(jié)構(gòu)條件結(jié)構(gòu)While循環(huán)For循環(huán)隧道寄存器For循環(huán)的條件終止現(xiàn)在是36頁\一共有66頁\編輯于星期一可以有多個分支，可以設(shè)置默認(rèn)分支類似于文本語言的case或if…elseif…else結(jié)構(gòu)條件結(jié)構(gòu)分支選擇端分支標(biāo)簽現(xiàn)在是37頁\一共有66頁\編輯于星期一條件結(jié)構(gòu)的輸入和輸出通道輸入通道可以只傳遞到某些分支但各個分支的輸出通道必須賦值現(xiàn)在是38頁\一共有66頁\編輯于星期一While循環(huán)LabVIEWWhileLoop Flowchart PseudoCodeRepeat(code);UntilConditionmet;End;現(xiàn)在是39頁\一共有66頁\編輯于星期一While循環(huán)返回執(zhí)行次數(shù)(從0開始)終止條件(也可以是繼續(xù)條件)隧道(Tunnel)現(xiàn)在是40頁\一共有66頁\編輯于星期一For循環(huán)LabVIEWForLoop Flowchart PseudoCodeN=100;i=0;Untili=N: Repeat(code;i=i+1);End;現(xiàn)在是41頁\一共有66頁\編輯于星期一For循環(huán)可增加條件終止端現(xiàn)在是42頁\一共有66頁\編輯于星期一While循環(huán)和For循環(huán)的比較ForLoop按照約定的次數(shù)執(zhí)行(除非增加了條件終止端)可以一次也不執(zhí)行默認(rèn)情況下，隧道輸出的是一個數(shù)組(需要禁用索引才能輸出值)WhileLoop循環(huán)終止執(zhí)行由終止條件決定至少會執(zhí)行一次默認(rèn)情況下，隧道輸出的是一個值(需要開啟索引才能輸出數(shù)組)現(xiàn)在是43頁\一共有66頁\編輯于星期一使用數(shù)組作為索引輸入可不定義循環(huán)次數(shù)，循環(huán)次數(shù)自動設(shè)置為數(shù)組大小現(xiàn)在是44頁\一共有66頁\編輯于星期一例:利用For循環(huán)自動索引對數(shù)組賦值一維數(shù)組二維數(shù)組現(xiàn)在是45頁\一共有66頁\編輯于星期一移位寄存器通過右鍵菜單可以對循環(huán)添加移位寄存器可以“記住”上一次循環(huán)執(zhí)行后的數(shù)據(jù)右邊的移位寄存器記錄的是循環(huán)當(dāng)此執(zhí)行后的數(shù)據(jù)左邊的移位寄存器記錄的是循環(huán)上次執(zhí)行后的數(shù)據(jù)現(xiàn)在是46頁\一共有66頁\編輯于星期一移位寄存器的初始化程序框圖首次執(zhí)行再次執(zhí)行有初始化Output=5Output=5無初始化Output=4Output=8現(xiàn)在是47頁\一共有66頁\編輯于星期一移位寄存器的堆?？梢浴坝涀　鼻叭舾纱窝h(huán)的數(shù)據(jù)現(xiàn)在是48頁\一共有66頁\編輯于星期一延時為何需要延時?控制循環(huán)執(zhí)行的頻率使處理器有資源處理其他任務(wù)(如界面刷新等)LabVIEW中常用的軟件定時VI注意:軟件定時的精度通常為1ms左右現(xiàn)在是49頁\一共有66頁\編輯于星期一波形圖表、波形圖、XY圖現(xiàn)在是50頁\一共有66頁\編輯于星期一子VI當(dāng)程序中有些部分的內(nèi)聚度較高時，可利用子VI使主程序結(jié)構(gòu)更清晰簡潔（類似于文本語言的子函數(shù)）現(xiàn)在是51頁\一共有66頁\編輯于星期一創(chuàng)建并調(diào)用子VI方法一:定義子VI圖標(biāo)和連線板連線板決定了子VI的參數(shù)輸入與輸出通過圖標(biāo)或函數(shù)選板調(diào)用子VI現(xiàn)在是52頁\一共有66頁\編輯于星期一創(chuàng)建并調(diào)用子VI方法二:在主程序中直接圈出一塊程序，通過右鍵菜單直接創(chuàng)建子VI現(xiàn)在是53頁\一共有66頁\編輯于星期一程序架構(gòu)程序架構(gòu)的重要性好的程序架構(gòu)可以簡化編程和調(diào)試的復(fù)雜度便于增加、擴(kuò)展程序功能代碼更清晰，增強(qiáng)程序的可讀性就像蓋房子，規(guī)劃和框架設(shè)計非常重要現(xiàn)在是54頁\一共有66頁\編輯于星期一常用的一種LabVIEW程序架構(gòu):狀態(tài)機(jī)典型用途界面響應(yīng):在程序運行的不同階段響應(yīng)不同的用戶輸入狀態(tài)控制:控制測控系統(tǒng)在各種不同狀態(tài)下的行為和狀態(tài)轉(zhuǎn)移現(xiàn)在是55頁\一共有66頁\編輯于星期一舉例：可存儲示波器現(xiàn)在是56頁\一共有66頁\編輯