labview实例教程入门到精通快速上手基本.docx
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labview实例教程入门到精通快速上手基本
基本操作
1．创建调用子程序
我们通过例子来说明如何创建一个VI。
练习１－１：
建立一个测量温度和容积的VI，其中须调用一个仿真测量温度和容积的传感器子VI。
步骤如下：
1．选择File»New，打开一个新的前面板窗口。
2．从Controls»Numeric中选择Tank放到前面板中。
3．在标签文本框中输入“容积”，然后在前面板中的其他任何位置单击一下。
4．把容器显示对象的显示范围设置为0.0到1000.0。
a.使用文本编辑工具（TextEditTool），双击容器坐标的10.0标度，使它高亮显示。
b.在坐标中输入1000，再在前面板中的其他任何地方单击一下。
这时0.0到1000.0之间的增量将被自动显示。
5．在容器旁配数据显示。
将鼠标移到容器上，点右键，在出现的快速菜单中选VisibleIterms»DigitalDisplay即可。
６．从Controls»Numeric中选择一个温度计，将它放到前面板中。
设置其标签为“温度”,显示范围为0到100，同时配数字显示。
可得到如下的前面板图。
图１－３ 练习１－１的前面板图
7．Windows»ShowDiagram打开流程图窗口。
从功能模板中选择对象，将它们放到流程图上组成下图（其中的标注是后加的）。
图１－４ 练习１－１的流程图
该流程图中新增的对象有两个乘法器、两个数值常数、一个随机数发生器、一个进程监视器，温度和容积对象是由前棉板的设置自动带出来的。
a.乘法器和随机数发生器由Functions»Numeric中拖出，尽管数值常数也可以这样得到，但是建议使用c中的方法更好些。
b.进程监视器（ProcessMonitor）不是一个函数，而是以子VI的方式提供的，它存放在LabVIEW\Activity目录中，调用它的方法是在Functions»SelectaVI下打开ProcessMonitor，然后在流程图上点击一下，就可以出现它的图标。
注意：
LabVIEW目录一般在ProgramFiles\NationalInstruments\目录下。
８．用连线工具
将各对象按规定连接。
a中的遗留问题创建数值常数对象的另一 种方法是在连线时一起完成。
具体方法是：
用连线工具在某个功能函数或VI的连线端子上单击鼠标右键，再从弹出的菜单中选择CreateConstant，就可以创建一个具有正确的数据格式的数值常数对象。
９．选择File»Save,把该VI保存为LabVIEW\Activity目录中的Temp&Vol.vi。
在前面板中，单击Run（运行）按钮，运行该VI。
注意电压和温度的数值都显示在前面板中。
１０．选择File»Close，关闭该VI。
练习１-１结束
附注与说明：
１．如果要查看某个功能函数或者VI的输入输出，需要从Help菜单中选择ShowHelp，再把光标置于这个功能函数或者VI上。
例如进程监视器VI的Help窗口显示如下：
2．显示对象（Indicator）、控制对象（Control）和数值常数对象
显示对象和控制对象都是前面板上的控件，前者有输入端子而无输出端子，后者正好相反，它们分别相当于普通编程语言中的输出参数和输入参数。
数值常数对象可以看成是控制对象的一个特例。
在前面板中创建新的控制对象或显示对象时，LabVIEW都会在流程图中创建对应的端子。
端子的符号反映该对象的数据类型。
例如，DBL符号表示对象数据类型是双精度数；TF符号表示布尔数；I16符号表示16位整型数；ABC符号表示对象数据类型是字符串。
一个对象应当是显示对象还是控制对象必须弄清楚，否则无法正确连线。
有时他们的图标是相似或相同的，可以根据需要明确规定它是显示对象还是控制对象。
方法是将鼠标移到图标上，然后点右键，可出现快速菜单（例见右图）。
如果菜单中的第一项是ChangtoControl,说明这是一个显示对象，你可以根据需要，将其变为控制对象。
如果菜单中的第一项是ChangtoIndicator,说明这是一个控制对象，你也可以根据需要，将其变为显示对象。
控制对象和显示对象都不能在流程图中删除，只能从前面板上删除。
3．关于连线
连线是程序设计中较为复杂的问题。
流程图上的每一个对象都带有自己的连线端子，连线将构成对象之间的数据通道。
因为这不是几何意义上的连线，因此并非任意两个端子间都可连线，连线类似于普通程序中的变量。
数据单向流动，从源端口向一个或多个目的端口流动。
不同的线型代表不同的数据类型。
下面是一些常用数据类型所对应的线型和颜色：
类型
颜色
标量
一维数组
二维数组
整形数
兰色
浮点数
橙色
逻辑量
绿色
字符串
粉色
文件路径
青色
当需要连接两个端点时，在第一个端点上点击连线工具（从工具模板栏调用），然后移动到另一个端点，再点击第二个端点。
端点的先后次序不影响数据流动的方向。
当把连线工具放在端点上时，该端点区域将会闪烁，表示连线将会接通该端点。
当把连线工具从一个端口接到另一个端口时，不需要按住鼠标键。
当需要连线转弯时，点击一次鼠标键，即可以正交垂直方向地弯曲连线，按空格键可以改变转角的方向。
接线头是为了帮助正确连接端口的连线。
当把连线工具放到端口上，接线头就会弹出。
接线头还有一个黄色小标识框，显示该端口的名字。
线型为波折号的连线表示坏线。
出现坏线的原因有很多，例如：
连接了两个控制对象；源端子和终点端子的数据类型不匹配（例如一个是数字型，而另一个是布尔型）。
可以通过使用定位工具点击坏线再按下来删除它。
选择Edit»RemoveBadWires或者按下可以一次删除流程图中的所有坏线。
当VI无法运行，或者显示SignalhasLooseEnds（信号丢失终端）的错误信息时，这是一个快捷的调试方法。
１．４．２ 程序调试技术
1．找出语法错误
如果一个VI程序存在语法错误，则在面板工具条上的运行按钮会变成一个折断的箭头，表示程序不能被执行。
这时该按钮被称作错误列表。
点击它，则LabVIEW弹出错误清单窗口，点击其中任何一个所列出的错误，选用Find功能，则出错的对象或端口就会变成高亮。
2．设置执行程序高亮
在LabVIEW的工具条上有一个画着灯泡的按钮，这个按钮叫做“高亮执行”按钮上。
点击这个按钮使它变成高亮形式，再点击运行按钮，VI程序就以较慢的速度运行，没有被执行的代码灰色显示，执行后的代码高亮显示，并显示数据流线上的数据值。
这样，你就可以根据数据的流动状态跟踪程序的执行。
3．断点与单步执行
为了查找程序中的逻辑错误，有时希望流程图程序一个节点一个节点地执行。
使用断点工具可以在程序的某一地点中止程序执行，用探针或者单步方式查看数据。
使用断点工具时，点击你希望设置或者清除断点的地方。
断点的显示对于节点或者图框表示为红框，对于连线表示为红点。
当VI程序运行到断点被设置处，程序被暂停在将要执行的节点，以闪烁表示。
按下单步执行按钮，闪烁的节点被执行，下一个将要执行的节点变为闪烁，指示它将被执行。
你也可以点击暂停按钮，这样程序将连续执行直到下一个断点。
4．探针
可用探针工具来查看当流程图程序流经某一根连接线时的数据值。
从Tools工具模板选择探针工具，再用鼠标左建点击你希望放置探针的连接线。
这时显示器上会出现一个探针显示窗口。
该窗口总是被显示在前面板窗口或流程图窗口的上面。
在流程图中使用选择工具或连线工具，在连线上点击鼠标右键，在连线的弹出式菜单中选择“探针”命令，同样可以为该连线加上一个探针。
１．４．３ 子VI的建立
子VI（SubVI）相当于普通编程语言中的子程序，也就是被其他的VI调用的VI。
可以将任何一个定义了图标和联接器的VI作为另一个VI的子程序。
在流程图中打开Functions»SelectaVI….，就可以选择要调用的子VI。
构造一个子VI主要的工作就是定义它的图标和联接器。
每个VI在前面板和流程图窗口的右上角都显示了一个默认的图标。
启动图标编辑器的方法是，用鼠标右键单击面板窗口的右上角的默认图标，在弹出菜单中选择EditIcon。
下图显示了图标编辑器的窗口。
可以用窗口左边的各种工具设计像素编辑区中的图标形状。
编辑区右侧的一个方框中显示了一个实际大小的图标。
图标编辑器的具体使用细节参阅有关资料。
图１－５ 图标编辑器窗口
联接器是VI数据的输入输出接口。
如果用面板控制对象或者显示对象从子VI中输出或者输入数据，那么这些对象都需要在联接器面板中有一个连线端子。
您可以通过选择VI的端子数并为每个端子指定对应的前面板对象以定义联接器。
定义联接器的方法是，用鼠标右键单击面板窗口中的图标窗口，在快捷菜单中选择ShowConnector。
联接器图标会取代面板窗口右上角的图标。
LabVIEW自动选择的端子连接模式是控制对象的端子位于联接器窗口的左边，显示对象的端子位于联接器窗口右边。
选择的端子数取决于前面板中控制对象和显示对象的个数。
联接器中的各个矩形表示各个端子所在的区域，可以用它们从VI中输入或者输出数据。
如果必要，也可以选择另外一种端子连接模式。
方法是在图标上单击鼠标右键单出快捷菜单，选择ShowConnector，再次弹出快捷菜单，选择Patterns。
下面我们通过一个练习说明具体操作。
练习１-２ 为VI创建图标和联接器
１．打开LabVIEW\Activity目录中的Temp&Vol.vi，这是练习１－１做的程序。
２．在前面板中，用鼠标右键单击窗口右上角的图标，在快捷菜单中选择EditIcon….，也可以双击图标激活图标编辑器。
注意只能在前面板中编辑图标和联接器。
３．删除默认图标。
使用SelectTool（矩形框），单击并拖动想要删除的部分，按下。
也可以通过双击工具框中的阴影矩形删除图标。
４．用PencilTool（铅笔工具）绘制一个温度计。
５．用TextTool（文本工具）创建文本。
得到图标将如下图所示。
图１－６ 编辑后的图标编辑器窗口
６．单击OK，关闭编辑器。
新创建的图标就显示在屏幕右上角的图标窗口中。
７．用鼠标右键单击前面板中的图标窗口，在快捷菜单中选择ShowConnector，设置联接器端子连接模式。
在默认情况下，LabVIEW会根据前面板中的控制对象和显示对象的数目确定联接器的端子连接模式。
因为前面板中有两个对象，所以联接器有两个端子，如左图所示。
用鼠标右键单击联接器窗口，在快捷菜单中选择Rotate90Degrees（旋转90度），注意联接器窗口的变化，如左图所示。
９．将端子连接到温度计和电压计：
a.点击联接器上部端子。
光标自动变成连线工具，同时端子变成黑色。
b.单击温度显示对象。
一个移动的虚线框把它包围起来，选中的端子的颜色变为与控制/显示对象的数据类型一致的颜色。
如果单击前面板中的任何空白区域以后，虚线消失，选中的端子变暗，这表示您已经成功地把显示对象和上部端子连接起来。
如果端子是白色，则表示没有连接成功。
c.重复步骤a和b，把底部的端子和容积计连接起来。
d.用鼠标右键单击联接器，在快捷菜单中选择ShowIcon….
１０．选择File»Save，保存该VI。
这样这个VI就完成了，并也可以作为子VI被其他的VI调用。
子VI的图标在主VI的流程图中代表它。
VI的联接器（含有两个端子）输出温度和电压。
练习１-２结束
１．５ 图表（chart）入门
图表（chart）是一种周期性更新数据的数字式图形显示对象。
可以在Controls»Graph模板中找到两种图表：
波形图和强度图（后者不常用）。
也可以自定义图表的格式，以满足自己的显示需要或者让它显示更多的数据。
图表具有的特性有：
滚动条、图例、模板、数值显示、时间坐标显示。
右图显示了快速菜单中Advanced»UpdateMode子菜单中提供的三种图表显示类型——Stripchart（条状图），Scopechart（示波器图）和Sweepchart（扫描图）。
默认模式是条状图。
练习1-3使用三种图表模式
目的：
查看VI分别在三种模式下执行时图表的显示。
1．建立前面板及流程图如下
该程序中利用一个循环产生连续的sin（i）函数值，并及时地在chart图表上显示出来，现在前面板上的chart是一个strip，这是一个坐标式显示器，与纸带式图表记录器相似。
每接受一个新数据，新数据就将显示在右侧，而原有数据移动到左侧
图１－７ 图表的例子
2．用鼠标选中chart,点击右键，可在快速菜单中选择Advanced»UpdateMode子菜单。
可以选择更换其他两种更新模式。
示波器模式是一个返回式的显示器，与示波器类似。
每接受一个新数据时，它就把新数据绘制在原有数据的右侧。
当数据曲线到达显示区的右边缘时，VI会删除全部图形，从左边缘重新开始绘制曲线。
示波器模式显然要快于条状图模式，因为它不会因为滚动产生溢出。
扫描模式更接近于示波器模式，但是当数据曲线到达显示区的右边时，不会变成空白，而是会出现一个移动的垂线，标记新数据的开始，并当VI添加新数据时穿过整个显示区。
练习1-3结束。
重叠式和堆栈式图区
LabVIEW可以用同一个垂直坐标在一个图表中显示多个图区，这种图区被称为重叠式图区，也可使用多个垂直坐标，这时这种图形被称为堆栈式图区。
请参考Examples\General\Graphs\charts.llb中的charts.vi示例。
补充练习：
通过下面的要求练习LabVIEW的操作。
画出如右下所示的流程图，配以适当的前面板。
注意连线时快捷菜单和Create功能的使用，和在前面板上替换不同的Indicator的方法。
图１－８ 补充练习的面板及框图
第二章程序结构
2．1循环结构
2．1．１ While循环
While循环可以反复执行循环体的程序，直至到达某个边界条件。
它类似于普通编程语言中的Do循环和Repeat-Until循环。
While循环的框图是一个大小可变的方框，用于执行框中的程序，直到条件端子接收到的布尔值为FALSE。
●该循环有如下特点：
●计数从0开始（i=0）。
●先执行循环体，而后i+1，如果循环只执行一次，那么循环输出值i=0。
●循环至少要运行一次。
图２－１ While循环示意图
练习 ２－１ 使用While循环和图表
目的：
用While循环和图表获得数据，并实时显示。
创建一个可以产生并在图表中显示随机数的VI。
前面板有一个控制旋钮可在0到10秒之间调节循环时间，还有一个开关可以中止VI的运行。
学习怎样改变开关的动作属性，以便不用每次运行VI时都要打开开关。
操作步骤如下：
前面板
图２－２ 练习２－１的前面板
1．选择File»New，打开一个新的前面板。
2．选择Controls»Boolean，在前面板中放置一个开关。
设置开关的标签为控制开关。
3．使用标签工具创建ON和OFF的标签，放置于开关旁。
4．选中Controls»Graph，在前面板中放置一个波形图（是chart，而不是graph）。
设置它的标签为随机信号。
这个图表用于实时显示随机数。
5．把图表的纵坐标改为0.0到1.0。
方法是用标签工具把最大值从10.0改为1.0。
6．选择Controls»Numeric，在前面板中放置一个旋钮。
设置旋钮的标签为循环延时。
这个旋钮用于控制While循环的循环时间。
流程图
7．开流程图，按照下图创建流程图。
图２－２ 练习２－１的流程图
a.从Functions»Structures中选择While循环，把它放置在流程图中。
将其拖至适当大小，将相关对象移到循环圈内。
b.从Functions»Numeric中选择随机数（0-1）功能函数放到循环内。
c.在循环中设置WaitUntilNextmsMultiple函数（Functions»Time&Dialog），该函数的时间单位是毫秒，按目前面板旋钮的标度，可将每次执行时间延迟0到10毫秒。
d.照上面所示的流程图连线，把随机数功能函数和随机信号图表输入端子连接起来，并把启动开关和While循环的条件端子连接。
8．返回前面板，调用操作工具后单击垂直开关将它打开。
9．把该VI保存为LabVIEW\Activity目录中的RandomSignal.vi。
10．执行该VI。
While循环的执行次数是不确定的，只要设置的条件为真，循环程序就会持续运行。
在这个例子中，只要开关打开（TRUE），框图程序就会一直产生随机数，并将其在图表中显示。
11．单击垂直开关，中止该VI。
关闭开关这个动作会给循环条件端子发送一个FALSE值，从而中止循环。
12．用鼠标右键单击图表，选择DataOperations»ClearChart，清除显示缓存，重新设置图表。
练习 ２－１结束
附注与说明
布尔开关的机械动作：
布尔开关有6种机械动作属性可供选择。
在前面板上用鼠标右键单击开关，在快捷菜单中选择MechanicalAction就可以看到这些可选的动作。
LabVIEW还提供了一个范例示范这些动作，它是位于Examples\General\Controls\booleans.llb的MechanicalActionofBooleans.vi。
2．1．2移位寄存器（ShiftRegister）
移位寄存器可以将数据从一个循环周期传递到另外一个周期。
在程序设计中，经常要用到它．创建一个移位寄存器的方法是，用鼠标右键单击循环的左边或者右边，在快捷菜单中选择AddShiftRegister。
如右图所示。
移位寄存器在流程图上用在循环边框上相应的一对端子来表示。
右边的端子中存储了一个周期完成后的数据，这些数据在这个周期完成之后将被转移到左边的端子，赋给下一个周期。
移位寄存器可以转移各种类型的数据－－数值、布尔数、数组、字符串等等。
它会自动适应与它连接的第一个对象的数据类型。
下图表示了它的工作过程．
图２－３ ShiftRegister的工作过程
可以令移位寄存器记忆前面的多个周期的数值。
这个功能对于计算数据均值非常有用。
还可以创建其他的端子访问先前的周期的数据，方法是用鼠标右键单击左边或者右边的端子，在快捷菜单中选择AddElement。
例如，如果某个移位寄存器左边的端口含有三个元素，那么就可以访问前三个周期的数据。
练习２－２使用移位寄存器
目的：
创建一个可以在图表中显示运行平均数的VI。
前面板
1．打开一个新的前面板，按照下图所示创建对象。
2．把波形图表的坐标范围改为0.0到2.0。
3．在添加竖直坐标之后，用鼠标右键单击它，在快捷菜单中选择MechanicalAction»LatchWhenPressed，再选择Operate»MakeCurrentValuesDefault，把ON状态设置为默认状态。
图２－４ 练习２－２的前面板
流程图
4．按下图创建流程图。
图２－４ 练习２－２的流程图
5．在流程图中添加While循环（Functions»Structures），创建移位寄存器。
a.用鼠标右键单击While循环的左边或者右边，在快捷菜单中选择AddShiftRegister。
b.用鼠标右键单击寄存器的左端子，在快捷菜单中选择AddElement，添加一个寄存器。
用同样的方法创建第三个元素。
6．RandomNumber（0–1）函数（Functions»Numeric）——产生0到1之间的某个随机数。
7．CompoundArithmetic函数（Functions»Numeric）——在本练习中，它将返回两个周期产生的随机数的和。
如果要加入其他的输入，只需用右键单击某个输入，从快捷菜单中选择AddInput。
8．除法函数（Functions»Numeric）——在本练习中，它用于返回最近四个随机数的平均值。
9．数值常数（Functions»Numeric）——在While循环的每个周期，RandomNumber（0–1）函数将产生一个随机数。
VI就将把这个数加入到存储在寄存器中的最近三个数值中。
RandomNumber（0–1）再将结果除以4，就能得到这些数的平均值（当前数加上以前的三个数）。
然后再将这个平均值显示在波形图中。
10．WaitUntilNextmsMultiple函数（Functions»Time&Dialog）——它将确保循环的每个周期不会比毫秒输入快。
在本练习中，毫秒输入的值是500毫秒。
如果用鼠标右键单击图标，从快捷菜单中选择Visible»Label，就可以看到WaitUntilNextmsMultiple的标签。
11．用鼠标右键单击WaitUntilNextmsMultiple功能函数的输入端子，在快捷菜单中选择CreateConstant。
出现一个数值常数，并自动与功能函数连接。
12．将Constant设置为500。
这样连接到函数的数值常数设置了500毫秒的等待时间。
因此循环每半秒执行一次。
注意，VI用一个随机数作为移位寄存器的初始值。
如果没有设置移位寄存器端子的初始值，它就含有一个默认的数值，或者上次运行结束时的数值，因此开始得到的平均数没有任何意义。
13．执行该VI，观察过程。
14．把该VI保存为LabVIEW\Activity目录下的RandomAverage.vi。
练习２－２结束。
附注：
移位寄存器的初值：
上面的练习中对移位寄存器设置了初值0.5。
如果不设这个初值，默认的初值是０。
在这个例子中，一开始的计算结果是不对的，只有到循环完３次后移位寄存器中的过去值才填满，即第４次循环执行后可以得到正确的结果。
2．1．3For循环
For循环用于将某段程序执行指定次数。
和While循环一样，它不会立刻出现在流程图中，而是出现一个小的图标，而后您可以修改它的大小和位置。
具体的方法是，先单击所有端子的左上方，然后按下鼠标，拖曳出一个包含所有端子的矩形。
释放鼠标时就创建了一个指定大小和位置的For循环。
For循环将把它的框图中的程序执行指定的次数，For循环具有下面这两个端子：
N:
计数端子（输入端子）——用于指定循环执行的次数。
I:
周期端子（输出端子）——含有循环已经执行的次数。
上图显示了一可以产生100个随机数并将数据显示在一个图表上的For循环。
在该例中，i的初值是0，终值是99。
练习2-3使用For循环
目的：
用For循环和移位寄存器计算一组随机数的最大值。
１．打开一个新的前面板，按照下图创建对象。
a.将一个数字显示对象放在前面板，设置它的标签为“最大值”。
b.将一个波形图表放在前面板，设置它的标签为“随机数”。
将图表的纵坐标范围改为0.0到1.0。
c.在图表的快捷菜单中选择VisibleItems»Scrollbar和DigitalDisplay，并隐藏PlotLegend。
d.
用移位工具修改滚动栏的大小。
图２－
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