提供了一个便捷、轻松的设计环境,利用它设计者可以像搭积木一样,轻松组建一个测量系统或数据采集系统,并可以任意构造仪器 面板, 而无 须进 行任何 繁琐 的计算 机程 序代码 的编 写,从 而可 以大 大简化 程序的 设计LabVIEW 与 VisualC、Visual Basic 和 LabWindows/CVI 等编程语言不同,后者采用的是基于文本语言的程序代码,而 LabVIEW 则是使用图形化程序设计语言 G,它用方框图代替了传统的程序代码。
LabVIEW 所运用的设备图标与科学家、工程师们习惯的大部分图标基本一致,这使得编程过程和思维过程非常的相似。
用 LabVIEW 设计的虚拟仪器可以脱离 LabVIEW 开发环境,最终用户看见的是和实际的硬件仪器相似的操作面板。
LabVIEW 的核心是 VI。
VI 有一个人机对话的用户界面—前面板(Front Panel)和相当于源代码功能的框图程 。
在 控件 序(Diagram) 前面板接受来自框图程序的指令。
VI 的前面板中, (Controls)模拟了仪器的输入装置并把数据提供给 VI 的框图程序;而指示器(Indicators)则是模拟了仪器的输出装 置并显 示由 框图 程序获 得或 产生的 数据 。
当把 一个 控件或 指示 器放 置到前 面板上 时,LabVIEW 便在框图程序中相应的产生了一个终端(Terminals) ,这个从属于控件或指示器的终端不能随意的被删除,只有删除它对应的控件或指示器时它才会随之一起被删除。
用 LabVIEW 开发的程序一般由一个或多个后缀名为 vi 的文件组成,这些文件可被称为 VI(Virtual Instrument, 。
虚拟仪器) 所有的 LabVIEW 应用程序即 VI一般包括三个部分:前面板(FrontPanel)、框图(Block Diagram)及图标和连线板(Icon and Connector) 。
(1)前面板 前面板是图形用户界面,用户可以在前面板上操作一台设计好的虚拟仪器。
该界面上有一个控件选板,有输入和显示两种控件。
输入控件主要有开关、按钮和其他各种输入设备,用于交互式输入;显示控件主要包括图形图表,指示灯和其他的一些输出对象,用于交互式输出。
图 3 所示为LabVIEW 的前面板界面图。
图 3 LabVIEW 前面板示意图 输入型控件一般是指旋钮、按钮、转盘等输入装置,它模拟仪器的输入装置,可为 VI 的程序框图提供输入数据,或者输出结果。
显示型控件一般是指图表、指示灯等显示装置,它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。
(2)程序框图 程序框图提供了 VI 的图形化源程序,程序开发完成后在运行时程序框图是不可见的,它和文本开发平台如 VC、VB 等编程语言类似,只不过 LabVIEW 开发语言是基于图形的,简单直观。
在程序框图中,通过连线将一些函数或子 VI 连接起来,并结合一定的程序结构,实现所需要的各种功能。
前面板上的控件在程序框图中有其对应的图标和端口,除此之外,程序框图中还有函数节点、常量和结构等,这些往往不会出现在前面板窗口中。
图 4 所示为 LabVIEW 的后面板界面图。
图 4 LabVIEW 的后面板示意图 程序框图是由节点、端点、图框和连线四种元素构成的。
① 节点。
节点类似于文本语言程序的语句、函数或者子程序。
LabVIEW 有二种节点类型——函数节点和子 VI 节点。
两者的区别在于:函数节点是 LabVIEW 以编译好了的机器代码供用户使用的,而子 VI 节点是以图形语言形式提供给用户的。
用户可以访问和修改任一子 VI 节点的代码,但无法对函数节点进行修改。
上面的框图程序所示的 VI 程序有两个功能函数节点,一个函数使两个数值相加,另一个函数使两数相减。
② 端点。
端点是只有一路输入/输出,且方向固定的节点。
LabVIEW 有三类端点——前面板对象端点、全局与局部变量端点和常量端点。
对象端点是数据在框图程序部分和前面板之间传输的接口。
一般来说,一个 VI 的前面板上的对象(控制或显示)都在框图中有一个对象端点与之一一对应。
当在前面板创建或删除面板对象时,可以自动创建或删除相应的对象端点。
控制对象对应的端点在框图中是用粗框框住的,如例子中的 A 和 B 端点。
它们只能在 VI 程序框图中作为数据流源点。
显示对象对应的端点在框图中是用细框框住的。
如例子中的 AB 和 A-B 端点。
它们只能在 VI 程序框图中作为数据流终点。
常量端点永远只能在 VI 程序框图中作为数据流源点。
③ 图框。
图框是 LabVIEW 实现程序结构控制命令的图形表示。
如循环控制、条件分支控制和顺序控制等,编程人员可以使用它们控制 VI 程序的执行方式。
代码接口节点(CIN)是框图程序与用户提供的 C 语言文本程序的接口。
④ 连线。
连线是端口间的数据通道。
它们类似于普通程序中的变量。
数据是单向流动的,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。
在彩显上,每种数据类型还以不同的颜色予以强调。
(3)连线板 连线板则用来定义输入和输出,用户可在界面右上角的 VI 图标上用鼠标右键点击,选择“显示连线板”,调出当前 VI 的连线板进行设置。
LabVIEW 编程中,用户要做的工作就是恰当地设置参数,并连接各个子 VI。
编程一般步骤就是使用鼠标取合适的模块、连线和设置参数的过程,这与烦琐的文本编程相比更为简单、生动和直观。
如果将VI与真实仪器相比较,那么前面板就像是仪器的操作和显示面板,提供各种参数的设置和数据的显示,框图就像是仪器内部的印刷电路板,是仪器的核心运算部分,对仪器用户来讲则是透明的,而图标和连线板可以比作电路板上的电子元器件和集成电路,保证了仪器正常的逻辑和运算功能。
(三)LabVIEW 的应用 1、LabVIEW 的启动 安装成功后,在工作目录下双击执行文件 LabVIEW.exe 就可启动 LabVIEW。
2、LabVIEW 的应用举例 下面给出的是一个虚拟信号发生器的程序设计例子。
设计一个虚拟信号发生器首先要进行前面板的设计,前面板的设计主要需要考虑到所设计的信号发生器要实现什么功能,再根据这些功能,在控件选板中选择相应的控件,放在前面板相应的位置上,其摆放也有一定的讲究,在函数选板中选择相应的函数,由于程序不是只执行一次,所以要涉及到循环结构,所设计的信号发生器程序用到的循环结构有 while 循环结构、条件结构。
程序调试成功后就完成了一个虚拟信号发生器的设计,其程序框图及前面板界面图如图 5 和 6 所示。
该系统可以选择常规信号发生器和核随机信号发生器中的一种, 通过记录该模块前面板上启动按钮的状态,判断用户是否启动了两者之一,若是,则关闭另一信号源。
在常规信号发生器中可以产生 4 种信号,分别是正弦波、方波、三角波以及锯齿波,并在前面板上设置了相应的可以调节的参数,如频率、幅度等。
而在核随机信号发生器中只能产生随机信号, 产生的信号必须保持有核信号统计信息幅度服从高斯分布、时间间隔服从负指数分布的高斯脉冲信号。
在前面板上设置了相应的可调节参数,如采样信息、噪声标准差等,另外还有部分数值显示控件,如显示幅度值等。
该模块仿真结果在示波器上显示如图 7 所示,从图中可以看出该信号发生器所产生的信号已达到所需要求。
图 5 虚拟信号发生器的程序框图 图 6 虚拟信号发生器的前面板界面图 (a)正弦波 (b)随机信号 图 7 虚拟信号发生器仿真结果 (四)设计内容 1、虚拟信号发生器的设计 要求运用 LabVIEW 完成某种信号发生器的设计 (包括程序与前面板界面设计)及模拟仿真(能仿真的信号种类越多越好),调试出最佳工作状态并给出调试结果。
2、虚拟滤波器的设计 要求运用 LabVIEW 完成某种核信号
上一篇:
【精品】四川交通职业技术学院采购电化教育设备征求意见稿
下一篇:
酒店管理系统源代码