虚拟仪器实验报告改.docx
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虚拟仪器实验报告改
湖南工业大学
实验报告
课程名称虚
专业班级
姓名
学号
指导教师
2015年12月15日
第1章
LabVIEW虚拟仪器入门
创建虚拟仪器1-1
启动LabVIEW1-2
基于模板打开一个新VI1-3
为前面板添加控件1-4
改变信号的类型1-5
将程序框图上的对象连线1-7
运行VI1-7
修改信号1-8
在图形上显示两个信号1-10
自定义旋钮控件1-11
自定义波形图1-13
总结1-14
新建对话框和VI模板1-14
前面板1-14
程序框图1-14
前面板和程序框图工具1-14
运行和停止VI1-15
ExpressVI1-15
属性对话框1-15
第2章自定义VI
创建VI2-1
打开一个空VI2-2
添加一个仿真信号ExpressVI2-2
搜索帮助信息并修改信号2-3
在程序框图中自定义用户界面2-4
将VI配置为连续运行直至用户手动停止2-5
使用错误列表窗口2-6
控制执行速度2-7
使用表格显示数据2-7
查找范例2-9
第3章
总结2-10
使用LabVIEW帮助资源2-10
自定义程序框图代码2-10
创建输入控件和显示控件2-10
控制VI停止运行的时间2-11
错误和断线2-11
在表格中显示数据2-11
使用NI范例查找器2-11
快捷键2-12
完整版和专业版：
分析和保存信号
创建一个分析VI3-1
修改基于模板创建的VI3-2
添加信号3-3
添加两个信号3-4
信号滤波3-5
修改图形外观3-6
分析信号幅值3-7
控制执行速度3-7
添加一个警告灯3-8
设定警告界限3-8
警告用户3-9
配置VI以将数据保存在一个文件中3-10
保存数据到文件3-10
添加用于保存数据的按钮3-11
当用户提示时保存数据3-11
查看保存的数据3-12
总结3-13
输入控件和显示控件3-13
过滤数据3-13
保存数据3-13
1
LabVIEW虚拟仪器入门
LabVIEW程序又称虚拟仪器，即VI，其外观和操作类似于真实的物理仪器
（如示波器和万用表）。
LabVIEW拥有一整套工具用于采集、分析、显示和存储数据，以及解决用户编写代码过程中可能出现的问题。
LabVIEW提供众多输入控件和显示控件用于创建用户界面，即前面板。
输入控件指旋钮、按钮、转盘等输入装置。
显示控件指图形、指示灯等输出显示装置。
创建用户界面后，可添加各种VI和结构作为代码，从而控制前面板对象。
代码在程序框图中编写。
LabVIEW不仅可与数据采集、视觉、运动控制设备等硬件进行通信，还可与GPIB、PXI、VXI、RS232以及RS485等仪器通信。
创建虚拟仪器
下列练习将创建一个VI，该VI产生一个信号并将信号在图形中显示。
完成练习后，VI的前面板将如图1-1所示。
图1-1采集信号VI的前面板
第1章LabVIEW虚拟仪器入门
启动LabVIEW
如图1-2所示，启动LabVIEW时将出现启动窗口。
在这个窗口中可创建新VI、选择最近打开的LabVIEW文件、查找范例以及打开LabVIEW帮助。
同时还可查看各种信息和资源，如用户手册、帮助主题以及NationalInstruments网站上的各种资源等。
图1-2启动窗口
打开现有文件或创建新文件后启动窗口将消失。
关闭所有已打开的前面板和程序框图后启动窗口将再次出现。
在前面板或程序框图窗口中选择查看»启动窗口，也可显示启动窗口。
第1章LabVIEW虚拟仪器入门
基于模板打开一个新VI
LabVIEW提供内置VI模板，包括用于创建常规测量应用程序所需的子
VI、函数、结构和前面板对象。
按照下列步骤，创建一个生成信号并在前面板中显示该信号的VI。
1.启动LabVIEW。
2.在启动窗口中单击新建或基于模板的VI链接，显示新建对话框。
3.在新建列表中选择VI»基于模板»使用指南（入门）»生成和显示。
该VI模板可生成并显示信号。
VI模板的预览和简要说明位于窗口右侧的说明部分。
图1-3为新建对话框以及“生成和显示”VI模板的预览。
图1-3新建对话框
第1章LabVIEW虚拟仪器入门
4.单击确定按钮即可创建一个基于该模板的VI。
也可通过在新建列表中双击VI模板的名称来创建基于该模板的VI。
LabVIEW显示两个窗口：
前面板窗口和程序框图窗口。
5.查看前面板窗口。
用户界面（即前面板）背景色为灰色，包含输入控件和显示控件。
前面板的标题栏表明该窗口为“生成和显示”VI的前面板。
注如前面板被隐藏，选择窗口»显示前面板可显示前面板。
按键可切换前面板与程序框图窗口。
快捷键中的键相当于（MacOS）的
键，或者（Linux）的键。
6.选择窗口»显示程序框图并检查VI的程序框图。
程序框图包含了用于控制前面板对象的各种VI和结构，其背景为白色。
程序框图的标题栏表明该窗口为“生成和显示”VI的程序框图。
7.单击前面板工具栏上的运行按钮，如左图所示。
也可以按键
来运行VI。
前面板上的图形中将显示一个正弦波。
8.如要停止VI，单击前面板上的停止按钮，如左图所示。
为前面板添加控件
前面板上的控件相当于物理仪器中的输入装置，即为VI的程序框图输送数据。
许多物理仪器都具有旋钮，转动旋钮将改变输入值。
按照下列步骤，为前面板添加一个旋钮控件。
提示在整个过程中，可选择编辑»撤消或按键来撤消新近的操作。
1.当图1-4所示的控件选板未在前面板上显示时，可选择查看»
控件选板。
提示在前面板或程序框图中的任意空白处右键单击，也可显示临时的控件或函数选板。
控件及函数选板的左上角有一个图钉图标。
单击该图钉可将浮动的选板锁定。
第1章LabVIEW虚拟仪器入门
2.默认状态下，初次使用LabVIEW时打开控件选板将显示Express子选板。
如Express子选板未显示，单击控件选板上的Express可显示Express子选板。
图1-4控件选板
3.将光标移至Express子选板，找到数值输入控件选板。
当光标在控件选板的图标上移动时，光标所至的子选板、输入控件或显示控件的名称将在图标下方的提示框中出现。
4.单击数值输入控件，显示数值输入控件选板。
5.单击数值输入控件子选板上的旋钮控件，当旋钮控件附着在光标上时，将其放置在前面板上波形图的左侧。
在随后的练习中将会使用该旋钮来控制信号的幅值。
6.选择文件»另存为，将VI命名为采集信号.vi，并保存在易于访问的位置。
改变信号的类型
程序框图上有一个标题为仿真信号的蓝色图标。
该图标表示“仿真信号”
ExpressVI。
默认状态下，“仿真信号”ExpressVI仿真的是一个正弦波。
按照下列步骤，将信号改为锯齿波。
1.按键或单击程序框图，显示程序框图。
找到“仿真信号”ExpressVI，如左图所示。
ExpressVI作为程序框图的一部分，可对其进行配置以执行常规测量任务。
“仿真信号”ExpressVI根据用户指定的配置来仿真信号。
第1章LabVIEW虚拟仪器入门
2.右键单击“仿真信号”ExpressVI并从快捷菜单中选择属性，显示配置仿真信号对话框。
（MacOS）按键并单击相当于右键单击。
双击该ExpressVI也可显示配置仿真信号对话框。
如将数据连至ExpressVI并运行VI，该ExpressVI将在配置对话框中显示实际数据。
如关闭后重新打开ExpressVI，配置对话框中将显示样本数据，直至下一次运行该VI时才显示实际数据。
3.从信号类型下拉菜单中选择锯齿波。
结果预览区域中显示的图形将变为锯齿波。
配置仿真信号对话框应如图1-5所示。
图1-5配置仿真信号对话框
4.单击确定按钮，保存当前配置并关闭配置仿真信号对话框。
5.将光标移到“仿真信号”ExpressVI底部的下拉箭头处。
拖动
ExpressVI的下拉箭头，可显示被隐藏的输入和输出端。
6.出现双箭头时，如左图所示，单击双箭头并将ExpressVI的边框向下方拖曳两行。
释放光标，出现幅值输入端。
此时，可在程序框图上对锯齿波的幅值进行配置。
第1章LabVIEW虚拟仪器入门
图1-5中的幅值是配置仿真信号对话框的一个选项。
输入端（如幅值）既在程序框图上显示，又在配置对话框中有相应选项时，可在两个位置中任选其一对输入进行配置。
将程序框图上的对象连线
如要通过旋钮改变信号幅值，必须将程序框图上的两个对象连线。
按照下列步骤，将旋钮与“仿真信号”ExpressVI的幅值输入端连线。
1.在程序框图上，将光标移至旋钮的接线端上方，如左图所示。
此时光标变为一个箭头，即定位工具，如左图所示。
定位工具用于对象的选择、定位，以及为对象调整大小。
2.用定位工具选中旋钮接线端，将其放置在“仿真信号”ExpressVI的左侧且居于如左图所示的灰色循环的内部。
循环内的接线端分别表示前面板上的输入控件和显示控件。
接线端是前面板和程序框图之间信息交换的入口和出口。
3.单击程序框图中的空白处便可取消选定旋钮接线端。
如需在对象上使用其它工具，必须先取消选定对象，才可切换工具。
4.将光标移至旋钮接线端的箭头上方，如左图所示。
运行VI
5.此时光标变为一个线圈，即连线工具，如左图所示。
连线工具用于连接程序框图上的对象。
6.如左图所示，出现连线工具时，单击旋钮接线端的箭头，再单击“仿真信号”ExpressVI的幅值输入端的箭头可将二者相互连接。
出现一条连线，将这两个对象连接起来。
数据沿着该连线从旋钮接线端传递至ExpressVI。
7.选择文件»保存，保存VI。
运行VI即执行VI程序。
按照下列步骤，运行采集信号VI。
1.按键或单击前面板以显示前面板。
2.单击运行按钮或按键以运行VI。
3.将光标移至旋钮控件上方。
此时光标变为一个手形，即操作工具，如左图所示。
操作工具用于改变控件的值。
4.用操作工具转动旋钮以调节锯齿波的幅值。
转动旋钮时，锯齿波的幅值随之改变。
改变幅值时，操作工具在提示框中显示旋钮的数值。
图形的Y轴会根据幅值的改变自动调整标尺。
第1章LabVIEW虚拟仪器入门
当运行按钮变为如左图所示的黑色箭头时，表示VI正在运行。
VI运行时可改变大多数输入控件的值，但是无法编辑VI。
5.单击停止按钮，如左图所示，可停止VI运行。
停止按钮会在VI完成当前循环后停止VI的运行。
单击中止执行按钮，
如左图所示，将在VI完成当前循环前立即停止VI的运行。
中止使用了外部资源（如外部硬件）的VI可能会导致外部资源无法恰当复位或释放并停留在一个未知状态。
设计VI时添加一个停止按钮可避免此类问题。
修改信号
按照下列步骤，将信号缩放10倍并在前面板上的图形中显示结果。
1.在程序框图上，用定位工具双击“仿真信号”ExpressVI与
WaveformGraph接线端之间的连线，如左图所示。
2.按键删除该连线。
3.如未显示图1-6所示的函数选板，可选择查看»函数选板。
打开函数选板时默认显示Express子选板。
如已经选择了其它子选板，则在函数选板上单击Express即可返回Express子选板。
图1-6函数选板
4.在算术与比较选板上，选择如左图所示的“公式”ExpressVI并将其放置在程序框图上，位于循环内“仿真信号”ExpressVI与WaveformGraph接线端之间的位置。
可将WaveformGraph接线端适当右移，以使ExpressVI与该接线端之间有更多空间。
将ExpressVI放置于程序框图上时，配置公式对话框会自动弹出。
通常将一个ExpressVI放置于程序框图上时，该VI的配置对话框会自动弹出。
5.单击配置公式对话框右下角的帮助按钮，如左图所示。
显示LabVIEW
帮助中该ExpressVI的帮助主题。
公式帮助主题描述了ExpressVI、配置对话框选项，以及ExpressVI
的输入和输出。
每个ExpressVI都有相应的帮助主题。
单击Express
第1章LabVIEW虚拟仪器入门
VI各自配置对话框中的帮助按钮，或右键单击ExpressVI并从快捷菜单中选择帮助即可查看相关的帮助主题。
6.通过公式的帮助主题对相关对话框选项的描述，得知需为公式输入一个变量。
7.将LabVIEW帮助窗口最小化，返回配置公式对话框。
8.根据帮助主题中对话框选项的相关描述，将标签列中的X1改为锯齿波，如左图所示，从而指定“公式”ExpressVI的输入值。
单击配置公式对话框的公式文本框时，文本被改变为刚才输入的标签。
9.在公式文本框的锯齿波后输入*10，指定缩放因子的值。
配置缩放因子时，可使用配置对话框中的输入按钮，也可使用键盘上的
*、1，和0键直接输入。
如使用配置对话框中的输入按钮，LabVIEW
将在公式文本框中的锯齿波后放置所输入的公式。
如使用键盘直接输入，在公式文本框的锯齿波后单击，然后输入公式。
配置公式对话框应如图1-7所示。
图1-7配置公式对话框
注如在公式文本框中输入的公式非法，则右上角的错误指示灯将变灰并显示非法公式的字样。
10.单击确定按钮，保存当前配置并关闭配置公式对话框。
11.将光标移至“仿真信号”ExpressVI的锯齿波输出端的箭头上方。
第1章LabVIEW虚拟仪器入门
12.当连线工具出现时，单击锯齿波输出端的箭头，再单击“公式”ExpressVI的锯齿波输入端的箭头，如左图所示，从而将两个对象连线。
13.用连线工具连接“公式”ExpressVI的结果输出端和波形图接线端。
查看该ExpressVI与接线端之间的连线。
ExpressVI和接线端上的箭头表示数据沿着连线流动的方向。
程序框图如图1-8所示。
图1-8采集信号VI的程序框图
提示右键单击任意连线并从快捷菜单中选择整理连线，LabVIEW将根据程序框图中的现有对象自动选择一条最佳的连线路径。
在选择路径时LabVIEW会自动减少连线弯折。
14.按键或选择文件»保存以保存VI。
在图形上显示两个信号
要在同一个图形中比较“仿真信号”ExpressVI所产生的信号与公式
ExpressVI所调整的信号，可使用“合并信号”函数。
按照下列步骤，在同一个图形中显示两个信号。
1.在程序框图上，将光标移至“仿真信号”ExpressVI的锯齿波输出端
的箭头上方。
2.用连线工具将锯齿波输出端连线至WaveformGraph接线端。
如左图所示，“合并信号”函数出现在两条连线连接处。
函数是内置的执行元素，相当于文本编程语言中的操作符、函数或语句。
“合并信号”函数接收两个独立信号然后将其合并，这样两个信号便可在同一个图形中显示。
第1章LabVIEW虚拟仪器入门
程序框图如图1-9所示。
图1-9显示合并信号函数的程序框图
3.按键或选择文件»保存以保存VI。
4.返回到前面板，运行VI，转动旋钮控件。
根据“公式”ExpressVI中指定的配置，图形显示了原始的锯齿波以及幅值10倍缩放后的锯齿波。
转动旋钮控件时，y轴的最大值将自动缩放。
5.单击停止按钮，停止VI的运行。
自定义旋钮控件
由于旋钮输入控件改变的是锯齿波的幅值，因此为其使用幅值这一标签可更准确地描述旋钮的作用。
按照下列步骤，自定义旋钮的外观。
1.在前面板上，右键单击旋钮并从快捷菜单中选择属性，显示旋钮属性对话框。
2.在外观选项卡上的标签区域，删除旋钮标签，输入“幅值”的字样。
第1章LabVIEW虚拟仪器入门
旋钮属性对话框应如图1-10所示。
图1-10旋钮属性对话框
3.单击标尺选项卡，勾选标尺样式区域的显示颜色梯度控件复选框。
前面板上的旋钮将相应更新。
4.单击确定按钮，保存当前配置并关闭旋钮属性对话框。
5.保存VI。
6.重新打开旋钮属性对话框，尝试一下旋钮的其它属性。
例如，在标尺选项卡上，单击标记文本颜色旁的颜色盒以改变其颜色。
7.单击取消按钮则在尝试过程中所作的任何修改将不生效。
如想保存所作的修改，单击确定按钮。
第1章LabVIEW虚拟仪器入门
自定义波形图
波形图显示控件显示了两个信号。
为了区分缩放信号和仿真信号的曲线，可对曲线进行自定义。
按照下列步骤，自定义波形图显示控件的外观。
1.在前面板上，将光标移至波形图图例的顶端。
虽然图形中有两条曲线，但图例中仅显示一条曲线。
2.如图1-11所示，出现双箭头时，单击并拖动图例边框，使图例显示出第二条曲线。
释放鼠标后，出现第二条曲线的名称。
图1-11展开图例
3.右键单击波形图并从快捷菜单中选择属性，显示波形图属性对话框。
4.在曲线选项卡上，从下拉菜单中选择锯齿波。
在颜色区域，单击线条颜色框，显示颜色选择器。
选择一个新的线条颜色。
5.从下拉菜单中选择锯齿波（FormulaResult）。
6.勾选忽略波形或动态属性，包括曲线名称复选框。
7.在名称文本框中，删除当前标签，并将曲线名称更改为缩放锯齿波。
8.单击确定按钮，保存当前配置并关闭波形图属性对话框。
前面板上曲线的颜色和图例将改变。
9.重新打开波形图属性对话框，尝试一下图形的其它属性。
例如，在标尺选项卡上，可尝试将自动调整标尺禁用并改变Y轴的最大值和最小值。
10.单击取消按钮则在尝试过程中所作的任何修改将不生效。
如想保存所作的修改，单击确定按钮。
11.保存并关闭VI。
第1章LabVIEW虚拟仪器入门
总结
新建对话框和VI模板
新建对话框包含许多VI模板，其中也包括本《入门指南》所使用的模板。
VI模板用于帮助用户着手创建常规测量和其它任务的VI。
VI模板为初步创建常规测量应用所需的ExpressVI、函数和前面板对象。
下列任一方法可用于打开新建对话框：
•启动LabVIEW后，在启动窗口中单击新建、基于模板的VI...或更多...
链接。
•在启动窗口、前面板或程序框图的菜单栏中选择文件»新建。
前面板
前面板是VI的人机界面。
输入控件和显示控件用于创建前面板，分别是VI
的交互式输入和输出端口。
输入控件和显示控件位于控件选板上。
输入控件是指旋钮、按钮、转盘等输入装置。
输入控件模拟仪器的输入装置，为VI的程序框图提供数据。
显示控件是指图表、指示灯等显示装置。
显示控件模拟仪器的输出装置，用于显示程序框图获取或生成的数据。
程序框图
程序框图是图形化源代码的集合，图形化源代码又称G代码，或程序框图代码，它决定了VI的运行方式。
程序框图代码使用图形化表示的函数来控制前面板对象。
前面板对象在程序框图上显示为图标接线端。
连线将输入控件和显示控件的接线端与各ExpressVI、VI和函数相互连接。
数据从输入控件沿着连线流向VI和函数，再从这些VI和函数流向其它VI和函数，最后流向显示控件。
数据在程序框图节点中的流动决定了VI和函数的执行顺序。
这就是数据流编程。
前面板和程序框图工具
光标移至前面板或程序框图中的对象上时，将出现定位工具。
光标将变为箭头，用于对象的选择、定位和大小调整。
光标移至程序框图对象的接线端时，将出现连线工具。
此时光标变为线圈，用于连接程序框图上的对象，从而使数据在对象间流动。
第1章LabVIEW虚拟仪器入门
运行和停止VI
ExpressVI
运行VI可执行该VI程序。
单击运行按钮或按键以运行VI。
运行按钮变为黑色箭头时，表示VI正在运行。
单击中止执行按钮将立即停止VI的运行。
然而，如VI使用了外部资源，则中止VI可能会导致外部资源处于未知状态。
设计VI时添加一个停止按钮可避免此类问题。
停止按钮在VI完成当前循环后停止VI的运行。
函数选板上的ExpressVI用于常规测量任务。
ExpressVI放置在程序框图上时，该ExpressVI的配置对话框将自动显示。
对话框中的各个选项用于指定ExpressVI的行为。
也可双击ExpressVI或右键单击ExpressVI并从快捷菜单中选择属性以显示配置对话框。
如将数据连至ExpressVI并运行VI，该ExpressVI将在配置对话框中显示实际数据。
如关闭后重新打开ExpressVI，配置对话框中将显示样本数据，直至下一次运行该VI时才显示实际数据。
ExpressVI在程序框图上以可扩展节点的形式出现，显示为蓝色背景的图标。
可通过调整ExpressVI的大小来显示或隐藏其输入或输出。
ExpressVI所显示的输入和输出由具体配置决定。
属性对话框
属性对话框或快捷菜单可用于配置前面板上的输入控件和显示控件的外观或行为。
右键单击前面板上的输入控件或显示控件，然后在快捷菜单中选择属性以打开对象的属性对话框。
VI运行时，输入控件或显示控件的属性对话框无法打开。
第1章LabVIEW虚拟仪器入门
2
自定义VI
初学创建VI时，可使用LabVIEWVI模板。
但有时并没有可用于创建所需
VI的相应模板。
本章介绍如何在不使用模板的情况下创建和自定义VI。
创建VI
在下列练习中，将打开一个空VI并向VI的程序框图添加各种结构和ExpressVI，从而创建一个新VI。
所创建的VI可生成一个信号，减少信号中的采样数，并在前面板的表格中显示数据结果。
完成练习后，VI的前面板将如图2-1所示。
完成本章的练习大约需要45分钟。
图2-1减少采样点VI的前面板
第2章自定义VI
打开一个空VI
如所需创建的VI无可用的VI模板，则可打开一个空VI并添加ExpressVI
以实现特定功能。
按照下列步骤，打开一个空VI。
1.在启动窗口中，单击新建区域的链接VI链接或者按键打开一个空VI。
出现一个空的前面板和一个空的程序框图。
注也可通过选择文件»新建VI，或者选择文件»新建，然后从新建列表中选择VI。
2.如函数选板未显示，可右键单击程序框图中的任意空白处，显示一个浮动的函数选板。
单击函数选板左上角的图钉按钮（如左图所示），可锁
定浮动的函数选板。
添加一个仿真信号ExpressVI
按照下列步骤，找到所需的ExpressVI并将其添加至程序框图中。
1.从前面板窗口或程序框图窗口中选择帮助»显示即时帮助，显示即时帮助窗口，如图2-2所示。
也可单击前面板或程序框图工具栏的
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