基于LabVIEW虚拟数字示波器的设计(共44页).doc

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1、精选优质文档-倾情为你奉上摘要由于电子技术、计算机技术的高速发展及其在电子测量技术和仪器领域中的应用，新的测试理论、新的测试方法、新的测试领域以及新的仪器结构不断出现。电子测量仪器的功能和作用已经发生质的变化。在先进的测控系统中，不仅希望设备能够单独进行测试，还希望他们之间能够互相通信，构成测试系统，甚至是测试网络系统，实现信息共享，以便对众多的被测信号进行对比、综合和自动分析、从而得出准确的判断。这是电子行业本身给测试设备提出的要求，传统的测试仪器在此方面受到很大的限制。由于上述原因，并且随着电子技术和计算机技术的快速发展以及价格不断下降，改变了传统的电子技术设计观念，使原来部由硬件完成的功

2、能，现在能由软件实现。例如仪器面板和数字滤波等，实现硬件软件化。而不少硬件难以实现的功能，例如复杂的信号分析，数据统计和三维图像显示等，在计算机中则较容易实现。在市场的需求和相关技术支持下，促使了基于个人计算机的测控仪器虚拟仪器的发展。虚拟仪器利用计算机强大的处理能力，使得它成为了一种很好的工具，其应用范围也越来越广泛。与传统仪器相比，虚拟仪器在智能化程度、处理能力和可操作性等方面均具有明显的技术优势。示波器是在科学研究和工程设计中广泛应用的一种通用仪器。目前研制一种结构简单、操作方便、生产技术要求不高、费用低的数字示波器是非常必要的。本文介绍了一种新型的示波器：虚拟数字存储示波器。虚拟数字存

3、储示波器是虚拟仪器技术的一种具体应用。该虚拟仪器基于计算机平台，将虚拟仪器硬件和软件紧密结合，实现比传统仪器更强大的功能。虚拟数字存储示波器系统由数据采集、数据分析和结果输出显示三个主要功能部分组成。其中，数据分析和结果输出显示完全由计算机软件系统来完成，只有数据采集是在软件的控制下由硬件来完成。本文主要完成对软件系统的设计。本文设计的虚拟数字存储示波器的系统工作原理是，对模拟信号进行数据采集后，根据使用者的不同要求由软件对数据进行相应的分析、处理，并在屏幕上显示处理结果。本设计采用模块化的软件设计思想编写，每个功能的实现由一个模块完成。我们所设计的虚拟数字存储示波器主要由数据采集、参数测量、

4、频谱分析、滤波和波形存储和读取模块组成。将这些子模块在虚拟仪器的框图程序中按照一定的逻辑关系组合起来，就形成了完整的虚拟数字存储示波器。它具有传统仪器所没有的许多优点，如波形可以存储为数据文件，可以长久保存并随时调用，波形显示可以进行单、双通道的切换、成本低廉，可以根据需要进行功能拓展。本设计所采用的软件是美国NI公司推出的LabVIEW。LabVIEW是一种基于图形化编程语言的开发环境，具有十分强大的数据库。它为虚拟仪器设计者提供了一个便捷、轻松的设计环境。是目前应用最广泛的虚拟仪器开发平台软件之一本文利用LabVIEW8.2图形编程语言，借助计算机强大功能，设计了一种方便、实用的虚拟示波器

5、，并在实际运用中取得较好的效果。它的主要性能指标是双通道波形显示，波形可存储读取，具有谱分析和滤波功能以及电压、时间、频率等参数的测量。在传统仪器的基础上扩展了部分功能。充分发挥了计算机强大的功能和软件设计的灵活性。本文最后对工作中的遗留问题作了说明，并对今后的工作进行了展望。关键词 示波器 虚拟仪器 数据采集 LabVIEWABSTRACTBecause of electronics technique and computer technique developing so fast and their application in electronic measurement and i

6、nstrument realm，the new test theories，new test method，new test realm and new instrument structure appear continuouslyThe function of electronics measuring instrument has changed thoroughlyIn advanced test and control system，we hope that the equipments can not only carry on a test alone，but they can

7、correspond with each other,thus constitute the test system，even test network system and carry out the information share，through contrasting，synthesizing and auto analyzing numerously signal to get accurate、 judgmentThis is the request that the electronics profession puts forward to the test equipmen

8、t，the traditional test instrument is subjected to very big restriction in this aspectBecause of the above-mentioned reasons，and with the fast development of the electronics technique and computer technical and and the price descending continuously,the traditional electronics technique design concept

9、ion has been changed，which make partial function originally finished by hardware Can be carried out by the software nowFor example，the instrumentS frontpanel and the digital filteL Hardware function finished by softwareBut not a few function almost cant be realized by hardware，for example the compli

10、cated signal analysis，data statistics and 3D picture etc，can be carried out easily by computerUnder the market requirement and related technique support，test and control instrumentVirtual Instrument(V1) ABSTRACT based on personal computer have got developmentVirtual Instrument makes use of a strong

11、processing ability of computer,making it become a kind of good tool，its application is also more and more extensiveCompared with traditional instrument，VI has obvious technique advantages in the degree of intelligence，processing ability and maneuverability etcOscillograph is a kind of general instru

12、ment extensively used in science research and ell百neefing designIt is very necessary to develope a kind of oscillograph with simple structure，being operated facilely,requesting not high level manufacture technology and low costThis paper introduces a new type of osciUograph：Virtual digital-storage o

13、scillographThe virtual oscillograph is a kind of appilication of VI technologyThis VI is based on computer，it combines the virtual instrumentS hardware with software close to realize the stronger function than traditional instrumentThe virtual digitalstorage oscillograph system includes three main f

14、unction parts，they are data acquisition，data analysis and output displayAmong them， data analysis and output display are completely realized by the computer software system，only the data acquisition is completed by hardware under the function of the softwareThis paper mainly completes the design to

15、the software systemThe work principle of the virtual oscillograph designed in the paper is to analyze and process the data according to the different request of the user after data acquisition，and then display the result on the screen The virtual oscillograph we designed consists data acquisition，pa

16、rameter measurement，frequency spectrum，di百tal fliter and wave storage modulesThese SubVI can be put together according to the certain logic relation in the frame diagram of the VI，then the virtual oscillograph is completely realizedIt has many advantages that the traditional instrument doesnt have，s

17、uch as savingwave as permanent data，using data at any time，displaying wave through twochannels，cost low and extending function when neededThe software used in the paper is LabVIEWLabVlEW is a kind of softwarebased on graphic language，it has a very strong databaseIt provides a convenient and relaxed

18、designing environment for the VI designerIt is one of the most widely used software for developing the virtual instrument currentlyThe paper designs a convenient and pratctical virtual oscillograph by LabVIEW6i，which obtains better result in practiceThe main performance of this oscillograph is that

19、it has two channels input,wave storage，仃equency spectrum，digital filter and measurement of the parameter of voltage，time and ffequencyThe instrument we designed extend pans of functions based on traditional instrument，it well developes the strong function of computer and the various design of softwa

20、reAt the end of this paper,we also discuss some problems which havent been completedIn addition，we prospect some work whichwe11 do in the futureKEYWORDS: Oscillograph Virtual instrument Data acquisition LabVIEW专心-专注-专业目录第一章绪论11虚拟仪器概述电子测量仪器发展至今，大体可以分为四代：即模拟仪器、数字化仪器、智能仪器和虚拟仪器。虚拟仪器(Virtual Instrument，简

21、称VI)是现代仪器技术和计算机技术深层次结合的产物，是当今计算机辅助测试(ComputerAided Test，CAT)的重要技术。111虚拟仪器基本概念所谓虚拟仪器，就是在以计算机为核心的硬件平台上，其功能由用户设计和定义，具有虚拟面板，其测试功能由测试软件实现的一种计算机仪器系统。虚拟仪器的实质是利用计算机显示器的显示功能来模拟传统仪器的控制面板，以多种形式表达输出检测结果；利用计算机强大的软件功能实现信号数据的运算、分析和处理；利用iO接口设备完成信号的采集测量与调理，从而完成各种测试功能的一种计算机测试系统。使用者用鼠标或键盘操作虚拟面板，就如同使用一台专用测量仪器一样。因此，虚拟仪器

22、的出现，使测量仪器与计算机的界限模糊了。虚拟仪器的“虚拟”两字主要包含以下两方面的含义。(1)虚拟仪器的面板是虚拟的虚拟仪器面板上的各种“图标”与传统仪器面板上的各种“器件”所完成的功能是相同的：由各种开关、按钮、显示器等图标实现仪器电源的“通”、“断，实现被测信号的“输入通道”、“放大倍数”等参数的设置，以及实现测量结果的“数值显示”、“波形显示”等。传统仪器面板上的器件都是“实物”，而且是由“手动”和“触摸”进行操作的：虚拟仪器前面板是外形与实物相像的“图标”，每个图标的“通、“断”、“放大”等动作通过用户操作计算机鼠标或键盘来完成。因此，设计虚拟仪器前面板就是在前面板设计窗口中摆放所需的

23、图标，然后对图标的属性进行设罱。 (2)虚拟仪器测量功能是通过对图形化软件流程图的编程来实现的虚拟仪器是在以PC为核心组成的硬件平台支持下，通过软件编程来实现仪器的功能。因为可以通过不同测试功能软件模块的组合来实现多种测试功能，所以，在硬件平台确定后，就有“软件就是仪器”的说法。这也体现了测试技术与计算机深层次的结合41。虚拟仪器技术的实质是充分利用最新的计算机技术来实现和扩展传统仪器的功能。软件是虚拟仪器的关键，当硬件确定以后，就可以通过不同的软件实现不同的功能。用户可以根据自己的需要，设计自己的仪器系统，满足多种多样的应用要求。利用计算机丰富的软、硬件资源，可以大大突破传统仪器在数据的分析

24、、处理、表达、传递、储存等方面的限制，达到传统仪器无法比拟的效果。它不仅可以用于电子测量、测试、分析、计量等领域，而且还可以用于进行设备的监控以及工业过程自动化。虚拟仪器还可以广泛应用于电力工程、物矿勘探、医疗、振动分析、声学分析、故障诊断及教学科研等多个方面。图11虚拟仪器的构成方式Figure 1-1 The Structure of Virtual Instrument112虚拟仪器的构成虚拟仪器从构成要素上讲，由计算机、应用软件和仪器硬件等构成；从构成方式上讲，则由以DAQ板和信号调理为仪器硬件而组成的PCDAQ测试系统，或以GPIB，VXI、Sedal和Field bus等标准总线仪

25、器为硬件组成的GPIB系统、串口系统和现场总线系统等多种形式。无论哪种vI系统，都是将仪器硬件搭载到笔记本电脑、台式微机或工作站等各种计算机平台加上应用软件而构成的。虚拟仪器的构成方式如图1-1所示：113虚拟仪器的特点与传统仪器相比虚拟仪器主要有以下优点：(1)传统仪器的面板只有一个，其上布置着种类繁多的显示与操作元件，易于导致许多识别与操作错误。虚拟仪器与之不同，它可以通过在几个分面板上的操作来实现比较复杂的功能。这样，在每个分面板上就可以实现功能操作的单纯化与面板布置的简捷化，从而提高操作的正确性与便捷性。同时，虚拟仪器面板上的显示元件和操作元件的种类与形式不受“标准件”和“加工工艺”的

26、限制，它们是由编程来实现的，设计者可以根据用户的认知要求和操作要求，设计仪器面板。(2)在通用硬件平台确定后，由软件取代传统仪器中的硬件来完成仪器的功能。(3)仪器的功能是用户根据需要由软件来定义的，而不是事先由厂家定义好的。(4)仪器性能的改进和功能扩展只需要更新相关软件设计而不需要购买新的仪器。(5)研制周期较传统仪器大为缩短。(6)虚拟仪器开放、灵活，可与计算机同步发展，与网络及其他周边设备互联。12虚拟仪器的现状和发展方向121虚拟仪器的现状虚拟仪器的概念，是美国国家仪器公司(National Instruments Corp，简称NI)于1986年提出的。80年代以来，NI公司研制和

27、推出了许多总线系统的虚拟式仪器，成为这类新型仪器世界第一生产大户。此后，美国的惠普(HP)公司，Tektronix公司，Racal公司等也相继推出了许多此类仪器，并在短短的lO余年便占有了世界仪器市场的10左右。虚拟仪器技术目前在国外发展很快，以NI公司为代表的一批厂商已经在市场上推出了基于虚拟仪器技术而设计的商品化仪器产品。在美国，虚拟仪器系统及其图形编程语言，已作为各大学理工科学生的一门必修课程。美国的斯坦福大学的机械工程系要求三、四年级的学生在实验时应用虚拟仪器进行数据采集和实验控制。据“世界仪表及自动化”杂志预测，2l世纪初叶，世界虚拟仪器的生产厂家将超过千家，其品种将达到数千种，市场

28、占有率将达到50左右。虚拟仪器将成为本世纪仪器发展的方向，而且有逐步取代传统硬件化电子仪器的趋势。近年来，世界各国的虚拟仪器公司开发了不少虚拟仪器开发平台软件，以便使用者利用这些仪器公司提供的开发平台软件组建自己的虚拟仪器或测试系统，并编制测试软件。最早和最具影响的开发软件，是NI公司的LabVIEW软件和LabWindowsCVI开发软件。LabVIEW采用图形化编程方案，是非常实用的开发软.LabWindowsCVI是为熟悉c语言的开发人员准备的、在Windows环境下的标准ANSIC开发环境。除了上述的优秀开发软件之外，美国HP公司的HPVEE和HPTIG平台软件，美国Tektronis

29、公司的Ez-Test和Tek-TNS软件，以及美国HEM Data公司的Snap-Marter平台软件，也是国际上公认的优秀虚拟仪器开发平台软件。作为仪器领域中最新兴的技术，虚拟仪器的开发和研究在国内尚属起步阶段。从90年代中期以来，国内的清华大学、重庆大学、西安交通大学、西安电子科技大学以及中科泛华电子科技公司，东方震动和噪声技术研究所等高校和公司，在研究和开发虚拟仪器产品和虚拟仪器设计平台以及消化吸收NI等产品方面做了大量工作，其成果已在汽车发动机检测、自动计量控制系统等方面得到应用。其中，成果比较显著的是重庆大学测试中心所研究的虚拟仪器，其研制的产品已包括FFT分析仪、噪声测试分析仪、小

30、波变换信号分析仪、多通道数据采集器等20多个品种，并且可以根据客户需求进行个性化设计。这些虚拟仪器在中国计量科学研究院的测试结果表明，其产品性能完全达到同类硬件仪器的技术指标。在国内己有部分院校的实验室引入了虚拟仪器系统，复旦大学、上海交通大学、暨南大学、华中科技大学等。近一、两年来这些学校在原有的基础上，又开发了一批新的虚拟仪器系统用于教学和科研。清华大学汽车系利用虚拟仪器技术构建的汽车发动机检测系统，用于汽车发动机的出厂检验。主要检测发动机的功率特性、负荷特性等。一台发动机检测完后，就可打印出完整的检测报告。华中科技大学机械学院信息所开发出的Inventor可重构虚拟实验台，深圳市蓝津信息

31、技术有限公司开发出了DRVI快速可重组虚拟仪器平台，可广泛用于实验室、工程测控等场合。浙江大学仪器系在“九五”期间也开发了中文VPP(可视化平台)。，它们为实现仪器编程提供了便捷的途径。此外，国内已有几家企业在研制虚拟仪器。虚拟仪器的开发厂家，为扩大虚拟仪器的功能，在测量结果的数据处理、表达模式及变换方面也做了许多工作，发布了各种软件，建立了数据处理的高级分析库和开发工具库(例如测量结果的谱分析、快速傅立叶变换、各种数字滤波器、卷积处理和相关函数处理、微积分、峰值和阀值检队波形发生、噪声发生、回归分析、数值运算、时域和频域分析等)，使虚拟仪器发展成为可以组建极为复杂自动测试系统的仪器系统。专家

32、预测：未来的几年内，国内将有大批企业使用虚拟仪器系统对生产设备的运行状况进行实时监测。随着微型计算机的发展，虚拟仪器将会逐步取代传统的测试仪器而成为测试仪器的主流。122虚拟仪器的展望虚拟仪器技术经过十几年发展，而今正沿着总线与驱动程序标准化、硬软件模块化、编程平台图形化和硬件模块的即插即用方向前进，以开放式模块化仪器标准为基础的虚拟仪器标准正Et趋完善，加上计算机技术和网络技术的迅猛发展，建立在虚拟仪器技术上的各种功能强大、性能优良的先进仪器将层出不穷，价格也会越来越低，使用虚拟仪器进行研究、设计、测试将成为一种趋势，同样，虚拟仪器及技术也将成为学校未来教学科研的重要方法和手段，特别是在理工

33、科学校其应用前景非常广阔“。虚拟仪器可以取代测量技术传统领域的各类仪器，“没有测量就没有鉴别，科学技术就不能前进”。虚拟仪器将会在科学技术的各个领域得到广泛应用，对科学技术的发展和工业生产将产生不可估量的影响13课题意义：随着科学技术的发展，在测量领域中需要不断更新测量设备，以满足越来越高的测量要求。在我国，传统仪器技术还比较落后，目前有大批陈旧的测试仪器等待更新。这些仪器的测量精度和可靠性均低于国外，并且自动化程度较低。高档仪器基本上依靠国外进口，每年都消耗国家大量外汇。然而，花大量资金购买的仪器，可能我们只需要其中的一部分功能，同时有些其他应用的功能要求，该仪器却满足不了。这些情况无疑是大

34、大浪费了投资。设想要是能将仪器稍微改动以实现更大的使用范围该多好。但是这对于传统仪器来说是非常困难的。虚拟仪器的出现，将彻底改变这种局面。利用计算机丰富的软硬件资源，用户可以随心所欲地根据自己的需求，设计自己的仪器系统，满足多种多样的应用需求。数字示波器是在科学研究和工程设计中广泛应用的一种通用仪器。目前高精度、具有数据存储能力的示波器，生产工艺复杂，价格昂贵。所以虚拟数字存储示波器的设计有一定的经济价值；虚拟示波器能充分发挥虚拟仪器结构简单、功能丰富、价格低廉、能重复开发、可用户自定义的优势。设计的虚拟数字存储示波器，可同时显示、记录和存储多通道输入的波形，并且可以对波形进行数据分析和处理，

35、具有一定的研究意义。14课题的主要工作结合虚拟仪器技术和软件编程技术，本文设计并实现了一个虚拟示波器。整个系统分为硬件和软件两个部分。硬件部分主要由计算机和数据采集模块组成。数据采集模块采用阿尔泰公司的PCI2003数据采集卡，由于硬件部分主要是购买的成熟产品，本论文的研究重点放在软件的编制和实现上。本课题的主要工作是首先进行虚拟数字存储示波器(简称为虚拟示波器)的整体设计；熟悉数据采集卡的使用；掌握虚拟仪器的软件编程环境LabVIEW的使用：用图形化编程语言LabVIEW实现虚拟示波器的数据采集模块、参数测量模块、频谱分析模块、数据存储和读取模块以及滤波模块的设计。本文各章的主要安排：第一章

36、为绪论部分，综述本文的研究背景，阐明课题的意义。第二章为虚拟示波器的软硬件介绍。主要介绍了仪器的软件开发环境LabVIEW以及数据采集卡的组成及参数设置。第三章主要介绍了信号采集的主要条件以及信号的采样方法。第四章是本文的关键部分，主要介绍了虚拟示波器的各个功能模块的具体设计方法，包括数据采集、参数测量、频谱分析、滤波和波形存储及读取等。第五章利用所设计的虚拟数字存储示波器系统进行实验，实现对采样信号的显示、分析、存储等操作，验证所开发的虚拟示波器运行可靠。第六章为论文的总结部分。第2章虚拟示波器的软硬件介绍虚拟仪器由仪器硬件和功能模块软件两部分组成。虚拟仪器的硬件主体是电子计算机，通常是个人

37、计算机，也可以是任何通用计算机。所设计的虚拟数字存储示波器主要是有一块PCI总线的多功能数据采集卡和用LabVlEW开发的功能模块软件组成。21软件开发平台具备基本的硬件条件之后，构成和使用虚拟仪器的关键在于软件。这是因为应用软件为用户构造或使用vI提供了集成开发环境、高水平的仪器硬件接口和用户接口。与传统程序语言不同，这类软件一般采用强大的图形化语言编程，面向测试工程师而非专业程序员，编程非常方便；人机交互界面友好；具有强大的数据可视化分析和仪器控制能力等特点。这些软件可能是由高级编程语言编写的，也可能是用专门的开发工具开发的。显然用高级语言开发虚拟仪器将会是比较复杂而且开发周期也长。为此，

38、美国国家仪器公司在软件体系结构的各个层次上形成了完整的设备驱动程序、系统开发平台、实用支持软件、应用软件包互相支撑的格局，使虚拟仪器系统的概念不再“虚拟”。在几种主要国外虚拟仪器系统开发平台中(LabV|EW,VEE，IPG)，以美国国家仪器公司的LabVIEW (laboratory virtual instrument engineering workbench)影响最大。美国国家仪器公司提出的“软件即仪器(The Software is the Instrument)形象地概括了软件在虚拟仪器技术中的重要作用。所以正确选择软硬件对程序开发和设计起着非常重要的作用。只有选择了合适的软硬件才

39、能快速开发出应用软件，才能事半功倍。对于虚拟仪器应用软件的编写，我们采取了图形化的编程语言LabVlEW。211 LabVIEW介绍LabVIEW是实验室虚拟仪器集成环境(Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench)的简称，是美国国家仪器公司(NI)的创新软件产品，也是目前应用最广泛、发展最快、功能最强的图形化软件开发环境。LabVlEW是一个开放式的虚拟仪器开发系统应用软件，它为设计者提供了一个便捷、轻松的设计环境，利用它设计者可以象搭积木一样，轻松组建一个测量系统或数据采集统，并任意构造自己的仪器面板，而无需进行任何繁琐的计算机程

40、序代码的编写，从而可以大大简化程序的设计。LabVIEW与Visual C+，Visual Basic，LabWindowsCVI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，用方框图代替了传统的程序代码。G语言是LabVlEW的核心。LabVlEW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。所有的LabVlEW应用程序，即虚拟仪器，它包括前面板(front panel)、流程图(bl

41、ock diagram)以及图标连结器(iconconnector)三部分。前面板是图形用户界面，也就是vI的虚拟仪器面板，这一界面上有用户输入和显示输出两类对象，具体表现有开关、旋钮、图形以及其他控锘J(contr01)和显示对象(indicator)。每一个程序前面板都对应着一段框图程序。框图程序用LabVIEW图形编程语言编写，可以把它理解成传统程序的源代码。框图程序由端口、节点、图框和连线构成。其中端口用来控制程序前面板和显示传递数据，节点被用来实现函数和功能调用，图框被用来实现结构化程序控制命令，而连线代表程序执行过程中的数据流，定义了框图内的数据流动方向。图标连接器是子vI被其它v

42、I调用的接口。图标是子vI在其他程序框图中被调用的节点表现形式；而连接器则表示节点数据的输入输出口，就像函数的参数。用户必须指定连接器端口与前面板的控制和显示一一对应。LabVIEW的强大功能归因于它的层次化结构，用户可以把创建的vI程序当作子程序调用，以创建更复杂的程序，而这种调用的层次是没有限制的。212 LabVlEW的操作模板LabVlEW具有多个图形化的操作模板，用于创建和运行程序。这些操作模板可以随意在屏幕上移动，并可以放置在屏幕的任意位置。操作模板共有三类，工具(Tools)模板、控制(controls)模板和功能(Functions)模板【19】。工具模板(Tools Pale

43、tte)为编程者提供了各种用于创建、修改和调试vI程序的工具，当从模板内选择了任一种工具后，鼠标箭头就会变成该工具相应的形状。控制模板(Controls Palette)可以为前面板添加输入控制和输出显示。功能模板(Functions Palette)是创建框图程序的工具。图2-1 前面板和程序框图213创建一个VI1前面板使用输入控制和输出显示来构成前面板。控制是用户输入数据到程序的接口。而显示是输出程序产生的数据接口。控制和显示有许多种类，可以从控制模板的各个子模板中选取。两种最常用的前面板对象是数字控制和数字显示。若想要在数字控制中输入或修改数值，只需要用操作工具f见工具模板)点击控制部

44、件和增减按钮，或者用操作工具或标签工具双击数值栏进行输入数值修改。2框图程序框图程序是由节点、端点、图框和连线四种元素构成的。节点是程序执行元素，类似于文本语言程序的语句、函数或者子程序。LabVlEW有二种节点类型函数节点和子节点。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。端点是只有路输入输出，且方向固定节点。LabVIEW有三类端点前面板对象端点、全局与局部变量端点和

45、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f控制或显示1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。如图2-1中的a+b和6*(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。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

46、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。连线是端口问的数据通道。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。214程序的调试技术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LabVlEW的工具条上有一个

47、画着灯泡的按钮，这个按钮叫做“高亮执行”按钮。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，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

48、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。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，再用鼠标左键点击所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。用LabVlEW编制出的图形化VI是分层次和模块化的。每个VI既可以单独运行，也可以被其他vI调用。一个vI用在其它vI中，称之为SubVI，SubVI在调用它的程序中同样是以一个图标的形式出现的。LabVIEW依附并发展了模块化程序设计的概念。用户可以把一个应用题目分解为一系列的子任务，每个子任务还可以