LabWindowsCVI入門之第一章：LabWindowsCVI開發(fā)環(huán)境

1、1.1 LabWindows/CVI1.1.1 LabWindows/CVI概述LabWindows/CVI是美國NI（National Instruments）公司開發(fā)的面向計(jì)算機(jī)測(cè)控領(lǐng)域的虛擬儀器軟件開發(fā)平臺(tái)，可以在多種操作系統(tǒng)（WindowsXP/Vista/7、Mac OS和Unix）下運(yùn)行。LabWindows/CVI 是為C 語言程序員提供的集成開發(fā)環(huán)境（IDE），在此開發(fā)環(huán)境中可以利用C語言及其提供的庫函數(shù)來實(shí)現(xiàn)程序的設(shè)計(jì)、編輯、編譯、鏈接、調(diào)試。使用LabWindows/CVI 可以完成以下但不限于以下工作：交互式的程序開發(fā)；具有功能強(qiáng)大的函數(shù)庫，用來創(chuàng)建數(shù)據(jù)采集和儀器控制的應(yīng)

2、用程序；充分利用完備的軟件工具進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、分析和顯示；利用向?qū)ч_發(fā)IVI 儀器驅(qū)動(dòng)程序和創(chuàng)建ActiveX 服務(wù)器；為其它程序開發(fā)C 目標(biāo)模塊、動(dòng)態(tài)連接庫（DLL）、C 語言庫。圖 11 LabWindows/CVI界面LabWindows/CVI 的功能強(qiáng)大在于它提供了豐富的函數(shù)庫。利用這些庫函數(shù)除可實(shí)現(xiàn)常規(guī)的程序設(shè)計(jì)外，還可實(shí)現(xiàn)更加復(fù)雜的數(shù)據(jù)采集和儀器控制系統(tǒng)的開發(fā)。數(shù)據(jù)采集。IVI庫、GPIB/GPIB 488.2庫、NI-DAQmx庫、傳統(tǒng)的NI-DAQ庫、RS-232庫、VISA庫、VXI庫以及NI-CAN庫。數(shù)據(jù)分析。格式化IO庫、分析庫以及可選的高級(jí)分析庫。GUI庫。使用Lab

3、Windows/CVI 的用戶界面編輯器可以創(chuàng)建并編輯圖形用戶界面(GUI)，而使用LabWindows/CVI 的用戶界面庫函數(shù)可以在程序中創(chuàng)建并控制GUI。此外，LabWindows/CVI為GUI 面板的設(shè)計(jì)，準(zhǔn)備了許多專業(yè)控件，如：曲線圖控件、帶狀圖控件、表頭、旋鈕和指示燈等，以適應(yīng)測(cè)控系統(tǒng)軟件開發(fā)的需求，利用這些控件可以設(shè)計(jì)出專業(yè)的測(cè)控程序界面。網(wǎng)絡(luò)和進(jìn)程間通信庫。動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)交換（DDE）庫、TCP庫、ActiveX庫、Internet庫、DIAdem連接庫、DataSocket庫等。除此之外，用戶可以在CVI中使用ANSI C庫中的全部標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)。正式因?yàn)橛辛藦?qiáng)大的庫支持，所以在CVI

4、中，完成繪制圖 12所示正弦函數(shù)波形的功能，只需要在main()函數(shù)中寫三行代碼：圖12 CVI程序運(yùn)行結(jié)果一旦提及NI公司，大家可能最先聯(lián)想到的是NI公司推出的LabVIEW軟件。LabWindows/CVI與LabVIEW相比，主要應(yīng)用在各種測(cè)試、控制、故障分析及信息處理軟件的開發(fā)中，其更適合中、大型復(fù)雜測(cè)試軟件的開發(fā)，是工程技術(shù)人員開發(fā)建立監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、自動(dòng)測(cè)量環(huán)境、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、過程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的首選工具。1.1.2 LabWindows/CVI安裝要安裝CVI，只需要根據(jù)CVI安裝包里的“Release Notes.pdf”和“說明.txt”一步步完成安裝即可。安裝完CVI后，我們有必要看一

5、下，安裝程序在我們計(jì)算機(jī)的磁盤中丟下了哪些東西。表 11 LabWindows/CVI主要目錄及其內(nèi)容目錄名說明binLabWindowsCVI的庫文件extlib外部編譯器使用的CVI庫文件（只在Windows95/NT中使用）fonts字體文件include頭文件instr儀器模塊samplesCVI開發(fā)例程sdkSDK庫文件（只在Windows95/NT中使用）toolslib開發(fā)工具包和庫文件tutorial使用手冊(cè)vxdVXD實(shí)例開發(fā)模板wizardCVI開發(fā)環(huán)境中的向?qū)С绦蚱渲?，samples文件夾中的例程可以使初學(xué)者迅速掌握CVI編程開發(fā)基本步驟。bin文件夾下的cvi.chm(

6、也可以通過CVI開發(fā)環(huán)境中按F1打開)是學(xué)習(xí)CVI之路必不可少的參考文檔。1.2 尋根問底：開發(fā)環(huán)境對(duì)于一門學(xué)問的初學(xué)者來說，最希望搞懂的就是學(xué)的東西的本質(zhì)是什么。在前一小節(jié)中我們提到了，LabWindows/CVI是NI推出的一個(gè)基于C語言的集成開發(fā)環(huán)境（IDE，Integrated Development Environment）。那么什么是開發(fā)環(huán)境呢，開發(fā)環(huán)境是怎么工作的呢？集成開發(fā)環(huán)境（IDE，Integrated Development Environment ）是用于提供程序開發(fā)環(huán)境的應(yīng)用程序，一般包括代碼編輯器、編譯器、調(diào)試器和圖形用戶界面工具。集成了代碼編寫功能、分析功能、編譯

7、功能、調(diào)試功能等一體化的開發(fā)軟件服務(wù)套。所有具備這一特性的軟件或者軟件套（組）都可以叫集成開發(fā)環(huán)境。如微軟的Visual Studio系列，Borland的C+ Builder系列等。但我們自從學(xué)習(xí)C語言開始就與集成開發(fā)環(huán)境建立了不解之緣。似乎在我們心中，C語言就是VC/VS、VC/VS就是C語言、VC/VS就是編譯器、編譯器就是VC/VS。雖然不可否認(rèn)的是，IDE的出現(xiàn)大大的降低了軟件開發(fā)的門檻，曾經(jīng)幫助我們快速入門，但I(xiàn)DE過于友好的界面讓人無需思考程序編譯、運(yùn)行的原理即可開始寫自己的第一個(gè)HelloWorld程序。所以，我們有必要了解IDE的工作模式，有必要了解IDE是怎么通過命令行去工

8、作的。命令行，看似簡陋，卻能讓人專心于自己的事物，并搞清楚一個(gè)程序的來龍去脈。Keil下的命令行工作方式已經(jīng)在創(chuàng)新中心的SST單片機(jī)實(shí)踐教程的“匯編語言工具鏈”一節(jié)中有了詳細(xì)的介紹，下面通過一個(gè)實(shí)例介紹最常用的VC6.0的命令行工作方式。在此之前，我們假設(shè)你至少已經(jīng)用VC寫過C語言，編譯過工程，并對(duì)Windows下的命令行至少略知一二。當(dāng)然，如果你現(xiàn)在還不懂，趕緊利用Google等一切現(xiàn)代化的工具解除自己的疑惑。例1使用命令行完成用VC對(duì)下面簡單的C語言程序的編譯。實(shí)驗(yàn)步驟（1） 將這段代碼保存為.c文件（此處保存為main.c），并講這段代碼放在VC安裝路徑下的“VC98Bin”文件夾下。啟

9、動(dòng)命令行窗口，并將地址修改為當(dāng)前地址（2） 敲入cl.exe main.c命令執(zhí)行編譯。此時(shí)可能會(huì)彈出窗口，提示缺少文件“mspdb60.dll”，編譯失敗。畢竟當(dāng)前的命令行窗口沒有標(biāo)準(zhǔn)VC的環(huán)境變量，所以編譯程序cl.exe無法從當(dāng)前的環(huán)境變量中找到mspdb60.dll。（3） 在VC安裝路徑的“CommonMSDev98Bin”目錄中找到此DLL并復(fù)制到“VC98Bin”文件夾下之后，按鍵盤方向鍵重新運(yùn)行cl.exe main.c。此時(shí)會(huì)提示找不到stdio.h文件。在VC安裝路徑的“VC98Include”目錄中找到stdio.h之后，復(fù)制到“VC98Bin”文件夾下。圖 13 命令行

10、編譯main.c-提示找不到stdio.h（4） 同理，程序會(huì)依次提示找不到文件LIBC.lib、OLDNAMES.lib、kernel32.lib。這些庫文件都可以在VC安裝目錄下的“VC98Lib”路徑中找到。（5） 再次運(yùn)行，命令行提示編譯成功。圖 14 命令行編譯main.c-編譯成功（6） 在命令行中敲入main.exe?！癏ello,world！”是否顯示出來了呢？圖 15 運(yùn)行main.exe至此，聰明的你應(yīng)該已經(jīng)知道VC的IDE是如何依賴于安裝包內(nèi)的編譯器CL.exe程序?qū)崿F(xiàn)編譯的功能了吧。本小節(jié)旨在通過對(duì)大家熟悉的VC的IDE改用命令行進(jìn)行編譯的方式引導(dǎo)大家接觸一個(gè)新的事物首

11、先應(yīng)該搞清楚其本質(zhì)的思想，養(yǎng)成搞學(xué)問時(shí)喜歡刨根問底的好習(xí)慣。除了編譯器的功能外，集成開發(fā)環(huán)境IDE應(yīng)該還帶有調(diào)試器的功能。限于篇幅，此處不再多過多探索，大家可以自行研究。若對(duì)IDE感興趣，大家還可以調(diào)用現(xiàn)有的編譯器程序、調(diào)試器程序編寫自己的IDE！1.3 C語言的魅力是不是在大家的印象里，C語言只能做那種char后面跟幾個(gè)*，故意把人繞暈之后運(yùn)行的時(shí)候還會(huì)彈出一個(gè)黑乎乎的窗口的程序？是不是在大家的印象里，C語言不能訪問網(wǎng)絡(luò)、不能播放聲音、不能顯示圖片、不能跟硬件設(shè)備打交道、不能做GUI，即便做出來GUI也丑的很或者慢的很，更不能搞多線程之類的高端一點(diǎn)的玩意兒？是不是在大家的印象里，為了使用一個(gè)

12、串口庫，我們就必須丟掉C語言然后讓C+甚至MFC閃亮登場(chǎng)？是不是在大家的印象里，C語言能做的事情，C+、Java、C#或者Python等等編程語言通通都能做到？而這些編程語言能做到的事情C語言就很難做到？如果一定要這么認(rèn)為，那就大錯(cuò)特錯(cuò)了。即便在編程語言更新?lián)Q代如此之快的今天，我們也很難找出一個(gè)智能設(shè)備或者商業(yè)軟件在開發(fā)的過程中未曾使用C語言過。借助CVI以及CVI自帶的豐富的函數(shù)庫，C語言不僅能夠做C+、C#、Java等可以做的事，有時(shí)還可以做的更快更好，甚至還可以做這些編程語言所不能做的事。我們學(xué)校（華中科技大學(xué)）的論壇“白云黃鶴”的服務(wù)器端程序就是采用C語言開發(fā)的，沒有使用現(xiàn)成的Web服

13、務(wù)程序或者數(shù)據(jù)庫管理程序（當(dāng)時(shí)沒什么IIS也沒MySQL可以用），因此數(shù)據(jù)庫通過不斷對(duì)文件進(jìn)行fread或者fwrite實(shí)現(xiàn)的。第一次聽說C語言還可以用來開發(fā)服務(wù)器程序，大家肯定不敢相信。不過下面我們將以一個(gè)簡單的實(shí)例來向大家證明，C語言真的可以寫服務(wù)器端的程序，而且簡單的超乎想象。例2使用C語言完成簡單的Web服務(wù)器的功能。實(shí)驗(yàn)步驟（1） 若您的計(jì)算機(jī)尚未安裝Apache，請(qǐng)先安裝Apache服務(wù)器。若已安裝Apache，請(qǐng)確保Apache程序處于運(yùn)行狀態(tài)。（2） 在VC6.0中新建C語言工程，輸入以下代碼。（3） 編譯，并將編譯后生成的可執(zhí)行文件main.exe復(fù)制到Apache程序的cg

14、i-bin目錄下。（4） 在瀏覽器地址欄中輸入http:/localhost/cgi-bin/main.exe?HelloWorld圖 16 在瀏覽器中訪問編譯的程序并傳入HelloWorld參數(shù)是不是見識(shí)到了C語言在網(wǎng)絡(luò)開發(fā)中“初見端倪”的一面？上述例子其實(shí)是CGI（Common Gateway Interface，通用網(wǎng)關(guān)接口）的一個(gè)最簡單的例子。稍微詳細(xì)一些的例子將會(huì)在第6 章“綜合實(shí)例：遠(yuǎn)程環(huán)境參數(shù)檢測(cè)系統(tǒng)”中見到。如果你對(duì)C語言在開發(fā)CGI程序感興趣，也可以自行查找資料，編寫一個(gè)更具實(shí)際價(jià)值的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序。1.4 CVI開發(fā)環(huán)境初接觸1.4.1 三步創(chuàng)建自己的Hello，world不

15、管是學(xué)習(xí)一門新的語言，還是學(xué)習(xí)一個(gè)新的開發(fā)工具，大家的第一個(gè)程序都是Hello world。所以，下面我們一步一步來，實(shí)現(xiàn)我們的Hello，world！1. 建立/保存工程運(yùn)行LabWindows/CVI，初始狀態(tài)的CVI會(huì)自動(dòng)為我們建好一個(gè)新的工作空間Untitled.cws以及新的工程Untitled。.cws文件是CVI工作空間文件（CVI WorkSpace），而.prj（project）是CVI的工程文件。點(diǎn)擊菜單File-New-Source(*.c)，新建一個(gè)C文件。圖 17 打開CVI并新建C文件2. 輸入代碼保存代碼文件在新建的C文件中輸入下列代碼，點(diǎn)擊菜單File-Save

16、 Untitled1.c（或者按Ctrl+S、或者點(diǎn)擊工具欄中的保存按鈕），將新建的C文件保存在自己想要保存的位置中。3. 編譯運(yùn)行此時(shí)若點(diǎn)擊菜單Run-Debug Project（或者點(diǎn)擊工具欄中的綠色三角形按鈕），則CVI會(huì)彈出如下所示提示。說明剛剛保存的C語言文件必須添加到一個(gè)工程中才能繼續(xù)編譯過程。此時(shí)點(diǎn)擊Yes會(huì)自動(dòng)將C文件添加到工程中，若點(diǎn)擊Cancel也可以右擊Untitled工程之后選擇Add File添加C文件到工程中。由于我們只保存了C文件，并未保存工程.prj文件，所以右擊Untitled工程之后選擇Save，將工程文件保存。此時(shí)若再點(diǎn)擊菜單Run-Debug Proje

17、ct（或者點(diǎn)擊工具欄中的綠色三角形按鈕），Hello,world成功運(yùn)行！總結(jié)起來，完成一個(gè)HelloWorld程序只需要“建立/保存工程”-“輸入代碼保存代碼文件”-“編譯運(yùn)行”簡單的三步。大家若感興趣，也可以將以前在VC中寫的C語言程序代碼復(fù)制到CVI中，看看在CVI中是否也能正確的運(yùn)行。其實(shí)，CVI是支持ANSI C（American National Standards Institute，美國國家標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)）的，只要是ANSI C的代碼，在CVI中一樣可以運(yùn)行。1.4.2 閱讀官方的samples學(xué)習(xí)或提升一門編程語言的水平，最快速有效的是閱讀大量優(yōu)質(zhì)的代碼。NI在CVI安裝目錄的samples下提供了大量的參考例程。大家可以將samples例程中的.cws文件拖動(dòng)到CVI中打開.cws文件，運(yùn)行并查看官方的代碼。初次接觸CVI的同學(xué)可能對(duì)CVI的“工作空間”與“工程”并不熟悉。一個(gè)工作空間中可能存在一個(gè)或多個(gè)工程。CVI每次編譯的時(shí)候一般只對(duì)“當(dāng)前”工程進(jìn)行編譯。需要注意的是當(dāng)前工程不是指的當(dāng)前打開的文件所在的工程，而是被設(shè)置為“Active P