虚拟仪器技术.pptx

《虚拟仪器技术.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《虚拟仪器技术.pptx（119页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、2020多年前，美国国家仪器公司多年前，美国国家仪器公司NINI（NationalNationalInstrumentsInstruments）提出了虚拟仪器（）提出了虚拟仪器（VIVI）概念，由）概念，由此引发了传统仪器领域的一场重大变革，使得计此引发了传统仪器领域的一场重大变革，使得计算机和网络技术得以长驱直入仪器领域，和仪器算机和网络技术得以长驱直入仪器领域，和仪器技术结合起来，从而开创了技术结合起来，从而开创了“软件即是仪器软件即是仪器”的的先河。虚拟仪器通过软件将计算机硬件资源与仪先河。虚拟仪器通过软件将计算机硬件资源与仪器硬件有机的融合为一体，从而把计算机强大的器硬件有机的融合为一

2、体，从而把计算机强大的计算处理能力和仪器硬件的测量，控制能力结合计算处理能力和仪器硬件的测量，控制能力结合在一起，大大缩小了仪器硬件的成本和体积，并在一起，大大缩小了仪器硬件的成本和体积，并通过软件实现对数据的显示、存储以及分析处理。通过软件实现对数据的显示、存储以及分析处理。从发展史看，电子测量仪器经历了由模拟仪器、从发展史看，电子测量仪器经历了由模拟仪器、智能仪器到虚拟仪器，智能仪器到虚拟仪器，第1页/共119页虚拟仪器具有传统独立仪器无法比拟的优势，但虚拟仪器具有传统独立仪器无法比拟的优势，但它并不否定传统仪器的作用，它们相互交叉又相它并不否定传统仪器的作用，它们相互交叉又相互补充，相得

3、益彰。在高速度、高带宽和专业测互补充，相得益彰。在高速度、高带宽和专业测试领域，独立仪器具有无可替代的优势。在中低试领域，独立仪器具有无可替代的优势。在中低档测试领域，虚拟仪器可取代一部分独立仪器的档测试领域，虚拟仪器可取代一部分独立仪器的工作，但完成复杂环境下的自动化测试是虚拟仪工作，但完成复杂环境下的自动化测试是虚拟仪器的拿手好戏，是传统的独立仪器难以胜任的。器的拿手好戏，是传统的独立仪器难以胜任的。第2页/共119页9.1.2 9.1.2 虚拟仪器的组成虚拟仪器的组成虚拟仪器由硬件和软件组成虚拟仪器由硬件和软件组成构成虚拟仪器的硬件平台包括两部分：构成虚拟仪器的硬件平台包括两部分：构成虚

4、拟仪器的硬件平台包括两部分：构成虚拟仪器的硬件平台包括两部分：1 1计算机：计算机：一般为一台一般为一台PCPC机或者工作站，它是机或者工作站，它是硬件平台的核心。硬件平台的核心。2 2I/OI/O接口设备：接口设备：主要完成被测输入信号的采主要完成被测输入信号的采集、放大、模集、放大、模/数转换。可根据实际情况采用不数转换。可根据实际情况采用不同的同的I/OI/O接口硬件设备，如数据采集卡接口硬件设备，如数据采集卡/板板(DAQ)(DAQ)、GPIBGPIB总线仪器、总线仪器、VXIVXI总线仪器模块、串总线仪器模块、串口仪器等。虚拟仪器的构成方式主要有五种类口仪器等。虚拟仪器的构成方式主要

5、有五种类型，如图型，如图9.19.1所示。所示。第3页/共119页 图9.1 虚拟仪器组成 第4页/共119页第5页/共119页 虚虚拟拟仪仪器器是是利利用用计计算算机机显显示示器器的的显显示示功功能能模模拟拟传传统统仪仪器器的的控控制制面面板板，以以多多种种形形式式表表达达输输出出检检测测结结果果，利利用用计计算算机机强强大大的的软软件件功功能能实实现现信信号号数数据据的的运运算算、分分析析、处处理理，由由I/OI/O接接口口设设备备完完成成信信号号的的采采集集、测测量量与与调调理理，从从而完成各种测试功能的一种计算机仪器系统。而完成各种测试功能的一种计算机仪器系统。第6页/共119页虚拟仪

6、器硬件由可由以下部分构成：虚拟仪器硬件由可由以下部分构成：虚拟仪器硬件由可由以下部分构成：虚拟仪器硬件由可由以下部分构成：（1 1）PCDAQPCDAQ系统：是以数据采集板、信号调理电系统：是以数据采集板、信号调理电路和计算机为仪器硬件平台组成的插卡式虚拟仪器路和计算机为仪器硬件平台组成的插卡式虚拟仪器系统。采用系统。采用PCIPCI或或ISAISA计算机本身的总线，故将数采计算机本身的总线，故将数采卡卡/板板 (DAQ)(DAQ)插入计算机的空槽中即可。插入计算机的空槽中即可。（2 2）GPIBGPIB系统：以系统：以GPIBGPIB标准总线仪器与计算机为仪标准总线仪器与计算机为仪器硬件平台

7、组成的虚拟仪器测试系统。器硬件平台组成的虚拟仪器测试系统。（3 3）VXIVXI系统：以系统：以VXIVXI标准总线仪器模块与计算机为标准总线仪器模块与计算机为仪器硬件平台组成的虚拟仪器测试系统。仪器硬件平台组成的虚拟仪器测试系统。（4 4）PXIPXI系统：以系统：以PXIPXI标准总线仪器模块与计算机为标准总线仪器模块与计算机为仪器硬件平台组成的虚拟仪器测试系统。仪器硬件平台组成的虚拟仪器测试系统。（5 5）串口系统：以）串口系统：以SerialSerial标准总线仪器与计算机为标准总线仪器与计算机为仪器硬件平台组成的虚拟仪器测试系统。仪器硬件平台组成的虚拟仪器测试系统。第7页/共119页

8、虚拟仪器软件由两大部分构成。虚拟仪器软件由两大部分构成。虚拟仪器软件由两大部分构成。虚拟仪器软件由两大部分构成。1 1应用程序应用程序:它包含两个方面的程序：它包含两个方面的程序：（1 1）实现虚拟面板功能的前面板软件程序。）实现虚拟面板功能的前面板软件程序。（2 2）定义测试功能的流程图软件程序。）定义测试功能的流程图软件程序。2 2I/OI/O接口仪器驱动程序接口仪器驱动程序:这类程序用来完成特定这类程序用来完成特定外部硬件设备的扩展、驱动与通信。外部硬件设备的扩展、驱动与通信。开发虚拟仪器，必须有合适的软件工具。目前已开发虚拟仪器，必须有合适的软件工具。目前已有多种虚拟仪器的软件开发工具

9、。有多种虚拟仪器的软件开发工具。（1 1）文本式编程语言：如）文本式编程语言：如C C、Visual CVisual C、Visual BasicVisual Basic、Labwindows/CVILabwindows/CVI等。等。（2 2）图形化编程语言：如）图形化编程语言：如LabVIEWLabVIEW、HPVEEHPVEE等。等。这些软件开发工具为用户设计虚拟仪器应用软件这些软件开发工具为用户设计虚拟仪器应用软件提供了最大限度的方便条件与良好的开发环境。提供了最大限度的方便条件与良好的开发环境。本书要介绍的是本书要介绍的是LabVIEWLabVIEW图形化编程语言。图形化编程语言。第

10、8页/共119页波形测量的三种方式：模拟、数字、虚拟波形测量的三种方式：模拟、数字、虚拟波形测量的三种方式：模拟、数字、虚拟波形测量的三种方式：模拟、数字、虚拟模拟方式模拟方式模拟方式模拟方式扫描电路+模拟信号 同步阴极射线示波管(CRT)实时信号处理；上限频率较高；实时信号处理；上限频率较高；测量精度低；操作复杂测量精度低；操作复杂第9页/共119页数字方式数字方式数字方式数字方式扫描电路=数字时间点D/A模拟阶梯波 阴极射线示波管(CRT)或液晶显示屏非实时处理；信号可存储；测量精度高；非实时处理；信号可存储；测量精度高；数字显示；操作简单数字显示；操作简单模拟信号 A/D数字信号 D/A

11、模拟梯形波第10页/共119页虚拟仪器方式虚拟仪器方式虚拟仪器方式虚拟仪器方式扫描电路=数字时间点计算机屏幕，LabVIEW程序，虚拟控制面板非实时处理；信号可存储；测量精度高；可进行复非实时处理；信号可存储；测量精度高；可进行复杂运算和处理；虚拟控制面板数字显示；操作简单杂运算和处理；虚拟控制面板数字显示；操作简单模拟信号A/D数字信号LabVIEW、采集接口第11页/共119页第12页/共119页第13页/共119页第14页/共119页第15页/共119页第16页/共119页第17页/共119页第18页/共119页9.1.3 9.1.3 虚拟仪器的特点虚拟仪器的特点虚拟仪器与传统仪器有着很

12、大差别，传统仪器虚拟仪器与传统仪器有着很大差别，传统仪器主要由硬件组成，需要操作者操作面板上的开主要由硬件组成，需要操作者操作面板上的开关旋钮完成测量工作。其测试功能是由具体的关旋钮完成测量工作。其测试功能是由具体的电子电路来实现的。而在虚拟仪器中，其测试电子电路来实现的。而在虚拟仪器中，其测试功能主要有软件完成，其操作面板变成了与实功能主要有软件完成，其操作面板变成了与实物控件对应的图标。所以，虚拟仪器具有以下物控件对应的图标。所以，虚拟仪器具有以下特点：特点：第19页/共119页1 1虚拟仪器的面板是虚拟的虚拟仪器的面板是虚拟的虚拟仪器面板上的各种虚拟仪器面板上的各种“控件控件”与传统仪器

13、面与传统仪器面板上的各种板上的各种“器件器件”所完成的功能是相同的，所完成的功能是相同的，它的外形是与实物相像的它的外形是与实物相像的“图标图标”。对虚拟仪。对虚拟仪器的操作只需用鼠标点击相应图标即可，设计器的操作只需用鼠标点击相应图标即可，设计虚拟面板的过程就是在前面板窗口中选取、摆虚拟面板的过程就是在前面板窗口中选取、摆放所需的图形控件的过程。所以，虚拟仪器具放所需的图形控件的过程。所以，虚拟仪器具有良好的人机交互界面，使用有良好的人机交互界面，使用LabVIEWLabVIEW图形化编图形化编程语言，可在短时间内轻松完成一个美观而又程语言，可在短时间内轻松完成一个美观而又实用的实用的“虚拟

14、仪器前面板虚拟仪器前面板”的设计，使整个设的设计，使整个设计过程变得轻松而有趣计过程变得轻松而有趣。第20页/共119页2 2虚拟仪器测量功能是由软件编程实现的虚拟仪器测量功能是由软件编程实现的 在以在以PCPC计算机为核心组成的硬件平台支持下，计算机为核心组成的硬件平台支持下，通过软件编程设计来实现仪器的测试功能，而通过软件编程设计来实现仪器的测试功能，而且可以通过不同测试功能的软件模块的组合来且可以通过不同测试功能的软件模块的组合来实现多种测试功能，因此，虚拟仪器具有很强实现多种测试功能，因此，虚拟仪器具有很强的扩展功能和数据处理能力。的扩展功能和数据处理能力。3 3开发研制周期短，技术更

15、新速度快。开发研制周期短，技术更新速度快。传统仪传统仪器的技术更新周期大约是器的技术更新周期大约是5 5至至1010年，而虚拟仪器年，而虚拟仪器的更新周期是的更新周期是1 1至至2 2年。年。4 4软件、硬件具有开放性、模块化、可重复使软件、硬件具有开放性、模块化、可重复使用的特点。用的特点。5 5通过使用标准接口总线和网卡，极易实现测通过使用标准接口总线和网卡，极易实现测量自动化、智能化和网络化量自动化、智能化和网络化 第21页/共119页9.1.4 9.1.4 虚拟仪器的应用领域虚拟仪器的应用领域1.1.应用于电子工程、机算机工程、机械工程、应用于电子工程、机算机工程、机械工程、生物工程、

16、物理系、化学工程等工程领域中生物工程、物理系、化学工程等工程领域中的测试测量和自动化应用。的测试测量和自动化应用。2.2.应用于实验室科学研究应用于实验室科学研究3.3.可以非常灵活地为教学中的原理设计实验可以非常灵活地为教学中的原理设计实验并进行直观的演示。并进行直观的演示。第22页/共119页期刊网检索情况统计 “虚拟仪器”1979-1988 1989-1993 1994-1998 1999-2003 2004-2007 0 0 篇篇 312312篇篇 25292529篇篇 43684368篇篇 0 0 篇篇 第23页/共119页理工类农业类经济管理类文史类教育与社会类医学类政治军事法律电

17、子技术与信息科学 4815 2654 194 165 10968 10 3 学科 篇数 2001-20072001-2007；关键词：；关键词：LabVIEW LabVIEW 或或 虚拟仪器虚拟仪器 第24页/共119页9.2.1 LabVIEW9.2.1 LabVIEW简介简介 LabVIEW(Laboratory Virtual Instrument LabVIEW(Laboratory Virtual Instrument LabVIEW(Laboratory Virtual Instrument LabVIEW(Laboratory Virtual Instrument Enginee

18、ring WorkbenchEngineering WorkbenchEngineering WorkbenchEngineering Workbench，实验室虚拟仪器工程平，实验室虚拟仪器工程平，实验室虚拟仪器工程平，实验室虚拟仪器工程平台台台台)是美国国家仪器公司是美国国家仪器公司是美国国家仪器公司是美国国家仪器公司(National Instrument(National Instrument(National Instrument(National Instrument CompanyCompanyCompanyCompany，NINININI公司公司公司公司)开发的一种基于开发的一

19、种基于开发的一种基于开发的一种基于G G G G语言语言语言语言(Graphics(Graphics(Graphics(Graphics LanguageLanguageLanguageLanguage，图形化编程语言，图形化编程语言，图形化编程语言，图形化编程语言)的虚拟仪器软件开发的虚拟仪器软件开发的虚拟仪器软件开发的虚拟仪器软件开发工具。工具。工具。工具。LabVIEWLabVIEW是一种用图标代码来代替编程语言创建应用是一种用图标代码来代替编程语言创建应用程序的开发工具。它以数据流编程的方法描述程序程序的开发工具。它以数据流编程的方法描述程序的执行。的执行。LabVIEWLabVIEW

20、用图形语言（图标和连线）代替文用图形语言（图标和连线）代替文本的形式编写程序，它所具有的扩展函数库包括数本的形式编写程序，它所具有的扩展函数库包括数据采集、据采集、GPIBGPIB和串口仪器控制、数据显示、分析与和串口仪器控制、数据显示、分析与存储等内容。为了便于程序的开发调试，存储等内容。为了便于程序的开发调试，LabVIEWLabVIEW还还带有传统的开发调试工具，可设置断点、单步执行，带有传统的开发调试工具，可设置断点、单步执行，也可以激活程序的执行过程，以动画的形式查看数也可以激活程序的执行过程，以动画的形式查看数据流的运行情况。据流的运行情况。9.2 9.2 图形化软件编程平台图形化

21、软件编程平台LabVIEWLabVIEW第25页/共119页LabVIEWLabVIEW具有如下特点：具有如下特点：（1 1）图形化的编程方式，设计者无需写任何文）图形化的编程方式，设计者无需写任何文本格式的代码，是真正的工程师的语言。本格式的代码，是真正的工程师的语言。（2 2）提供了丰富的数据采集、分析及存储的库）提供了丰富的数据采集、分析及存储的库函数。函数。（3 3）既提供了传统的程序调试手段，如设置断）既提供了传统的程序调试手段，如设置断点、单步运行，同时提供有独到的高亮执行工点、单步运行，同时提供有独到的高亮执行工具，使程序动画式运行，利于设计者观察程序具，使程序动画式运行，利于设

22、计者观察程序运行的细节，使程序的调试和开发更为便捷。运行的细节，使程序的调试和开发更为便捷。（4 4）提供大量与外部代码或软件进行连接的机）提供大量与外部代码或软件进行连接的机制，诸如制，诸如DLLs(DLLs(动态连接库动态连接库)、DDE(DDE(共享库共享库)、ActiveXActiveX等。等。（5 5）强大的）强大的InternetInternet功能，支持常用网络协议，功能，支持常用网络协议，方便网络、远程测控仪器的开发。方便网络、远程测控仪器的开发。第26页/共119页9.2.2 LabVIEW9.2.2 LabVIEW编程环境编程环境以以LabVIEW 7 ExpressLab

23、VIEW 7 Express为例，介绍为例，介绍LabVIEWLabVIEW系统系统安装、基本组成、编程环境。安装、基本组成、编程环境。1 1LabVIEWLabVIEW系统安装系统安装将将LabVIEW 7 ExpressLabVIEW 7 Express光盘插入光盘插入CDCD驱动器后，驱动器后，只需运行安装光盘中的只需运行安装光盘中的SetupSetup程序，按照屏幕提程序，按照屏幕提示，选择必要的安装选项即可完成。为了控制示，选择必要的安装选项即可完成。为了控制DAQDAQ、VXIVXI、GPIBGPIB等硬件设备，在等硬件设备，在LabVIEWLabVIEW系统系统安装完成后，还必须

24、安装安装完成后，还必须安装NINI公司提供的仪器驱公司提供的仪器驱动程序。动程序。第27页/共119页2 2LabVIEWLabVIEW启动启动双击双击LabVIEWLabVIEW快捷方式图标即可启动快捷方式图标即可启动LabVIEWLabVIEW。启动后的界面如图启动后的界面如图9.29.2所示。界面右侧有所示。界面右侧有4 4个按个按钮，每个按钮都包含按钮主体和下拉菜单。单钮，每个按钮都包含按钮主体和下拉菜单。单击按钮主体则击按钮主体则弹出相应的对话框，单击右侧下拉按钮则弹出弹出相应的对话框，单击右侧下拉按钮则弹出下拉菜单。下拉菜单。当用户单击当用户单击New VI New VI 按钮右侧

25、下拉按钮，并在下按钮右侧下拉按钮，并在下拉菜单中选择拉菜单中选择Blank VIBlank VI，LabVIEWLabVIEW会生成一个会生成一个空空VIVI，空，空VIVI包括两个窗口，一个是前面板窗口，包括两个窗口，一个是前面板窗口，用于设计和编辑前面板对象，另一个是框图程用于设计和编辑前面板对象，另一个是框图程序窗口，用于设计和编辑框图程序。序窗口，用于设计和编辑框图程序。第28页/共119页图9.2 LabVIEW 7 Express启动界面 第29页/共119页3 3窗口工具条窗口工具条在前面板和框图程序窗口，设有编辑对象用的在前面板和框图程序窗口，设有编辑对象用的工具条，工具条各图

26、标的功能如表工具条，工具条各图标的功能如表9.2.19.2.1所示。所示。虚拟仪器启动运行按钮。虚拟仪器连续运行按钮。中断按钮当执行按钮变为此形状时，表明VI有错误，不能编译运行，单击该按钮，可弹出Error List对话框，提示VI中的错误。第30页/共119页 停止按钮，终止程序运行。停止按钮，终止程序运行。暂停按钮，暂停程序运行。暂停按钮，暂停程序运行。指指示示灯灯按按钮钮，点点击击该该按按钮钮后后，在在流流程程图图编辑窗口中可以看到数据流的流动动画。编辑窗口中可以看到数据流的流动动画。单单步步（入入)按按钮钮,按按节节点点顺顺序序单单步步执执行行程程序，每单击一次，程序执行一步。序，每

27、单击一次，程序执行一步。第31页/共119页 单单步步（跳跳）按按钮钮，单单击击此此按按钮钮，按按节节点点顺顺序序单单步步执执行行程程序序（不不进进入入循循环环、SubVISubVI内部）。内部）。单步（出）按钮单步（出）按钮 ，单击此按钮，退出单步执行，进入暂停状态。，单击此按钮，退出单步执行，进入暂停状态。对齐列表框单击此按钮，可选择图标的对齐方式。对齐列表框单击此按钮，可选择图标的对齐方式。分布列表框，单击此按钮，可选择图标的分布方。分布列表框，单击此按钮，可选择图标的分布方。重新排序列表框重新排序列表框 ，为选定对象重新设定在窗口中的前后顺序。，为选定对象重新设定在窗口中的前后顺序。第

28、32页/共119页 文字编辑框，用于虚拟仪文字编辑框，用于虚拟仪器设计过程中涉及到的文字的编辑，如选择文器设计过程中涉及到的文字的编辑，如选择文字的大小、颜色、字体等。字的大小、颜色、字体等。4窗口主菜单 主菜单栏共有七个子菜单如图9.3所示。图9.3 窗口主菜单 第33页/共119页9.2.3 9.2.3 9.2.3 9.2.3 基本基本基本基本VIVIVIVI简介简介简介简介 图图9.49.4、9.59.5是一个正弦信号产生器是一个正弦信号产生器VIVI的前面板的前面板和框图程序，前面板有一个波形显示控件，在框和框图程序，前面板有一个波形显示控件，在框图程序中，有与之对应的图标端口和模拟信

29、号产图程序中，有与之对应的图标端口和模拟信号产生生VIVI。第34页/共119页图9.4 正弦信号产生器前面板 图9.5 正弦信号产生器框图程序第35页/共119页VIVI程序由：程序由：前面板（前面板（front panelfront panel）、框图程序）、框图程序（block diagramblock diagram）、图标）、图标/连接端口连接端口（icon/connectoricon/connector）3 3部分组成。部分组成。1.1.前面板前面板前面板是用于设置输入数值和观察输出结果的图前面板是用于设置输入数值和观察输出结果的图形化用户界面，前面板中的输入量被称为控制形化用户界

30、面，前面板中的输入量被称为控制（controlscontrols）,用来设置和修改用来设置和修改VIVI的输入量。的输入量。输出量被称为指示（输出量被称为指示（indicatorsindicators），用来指示），用来指示VIVI程序输出的数据。控制和指示包括各种旋钮、按程序输出的数据。控制和指示包括各种旋钮、按钮、开关、表头、图标和图形等。为使前面板便钮、开关、表头、图标和图形等。为使前面板便于操作和美观，还有一类控件称为于操作和美观，还有一类控件称为装饰（装饰（decorationdecoration），其作用是对前面板图标进），其作用是对前面板图标进行编辑和修饰。行编辑和修饰。第36页

31、/共119页2 2框图程序框图程序框图程序由节点（框图程序由节点（nodenode）、端口（）、端口（terminalterminal）和）和数据连线（数据连线（wirewire）组成。）组成。（1 1）节点是程序的执行元素，相当于文本语言中）节点是程序的执行元素，相当于文本语言中的语句、函数或子程序。的语句、函数或子程序。LabVIEWLabVIEW有有4 4种节点类型：种节点类型：功能函数（功能函数（functionsfunctions）结构控制（结构控制（strcturesstrctures）、）、代码端口（代码端口（CINCIN）子子VIVI节点。节点。第37页/共119页功能函数是执

32、行各种数学运算、文件输入输出功能函数是执行各种数学运算、文件输入输出等基本操作的节点，是等基本操作的节点，是LabVIEWLabVIEW编译好的机器代编译好的机器代码，以图标的形式出现，供用户使用。节点代码，以图标的形式出现，供用户使用。节点代码不能修改。码不能修改。结构控制节点被用来实现结构化程序控制命令，结构控制节点被用来实现结构化程序控制命令，如循环控制、条件分支控制和顺序控制等。如循环控制、条件分支控制和顺序控制等。代码端口节点是框图程序与用户提供的代码端口节点是框图程序与用户提供的C C语言文语言文本程序的接口。本程序的接口。子子VIVI节点是为编程方便而专门设计的一段子程节点是为编

33、程方便而专门设计的一段子程序，将其封装成功能函数节点的形式供用户调序，将其封装成功能函数节点的形式供用户调用。与功能函是节点的区别是用户可以修改其用。与功能函是节点的区别是用户可以修改其节点代码。节点代码。第38页/共119页（2 2）端口是数据在框图程序和前面板之间、节）端口是数据在框图程序和前面板之间、节点和节点之间传输而经过的端口。点和节点之间传输而经过的端口。端口有端口有2 2种类型：种类型：控制和指示端口：用于前面板对象和框图程序控制和指示端口：用于前面板对象和框图程序交换数据。交换数据。节点端口：每个节点都有一个或数个数据端口，节点端口：每个节点都有一个或数个数据端口，用以输入和输

34、出数据。用以输入和输出数据。（3）数据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。在LabVIEW中用不同的线形和颜色区分不同的数据类型，表9.2.2列出不同数据类型的线形和颜色。第39页/共119页表表表表9.2.29.2.29.2.29.2.2 第40页/共119页9.3 LabVIEW9.3 LabVIEW模板模板 9.3.1工具模板(Tools Palette)工具模板提供了用于创建、编辑和修改前面板和流程图上对象的各种工具。如果想选用某操作工具，只需用鼠标点击该工具图标即可。工具模板的调用方法：执行“WindowsShow Tools Palette”操作。工具模板如

35、图9.6所示。各图标对应的功能如表9.2.3所示。第41页/共119页序序号号图标图标名称名称功功 能能1 1 操作工具操作工具(Operate(Operate Value)Value)它是一个操作数值的工具。它是一个操作数值的工具。将操将操作工具移动到某处，鼠标点击后，作工具移动到某处，鼠标点击后，就可在操作工具所在位置处键入数就可在操作工具所在位置处键入数字。字。2 2选择工具选择工具(Position/Si(Position/Size/Select)ze/Select)用于选择、移动对象或改变对象的用于选择、移动对象或改变对象的大小。大小。3 3文字工具文字工具(Edit Text)(E

36、dit Text)用于输入标签文本或者创建自由标用于输入标签文本或者创建自由标签。签。4 4连线工具连线工具(Connect(Connect Wire)Wire)用于在流程图中连接对象。使用方用于在流程图中连接对象。使用方法是：点击需连线的两端。这两端法是：点击需连线的两端。这两端必须是前节点的输出端和后节点的必须是前节点的输出端和后节点的输入端。输入端。第42页/共119页序序号号图标图标名称名称功能功能5 5模板或菜单弹出模板或菜单弹出工具工具(Object(Object Shortcut Menu)Shortcut Menu)用鼠标左键点击，可在前面板设计窗口出用鼠标左键点击，可在前面板

37、设计窗口出现控制模板或者在流程图编辑窗口出现功现控制模板或者在流程图编辑窗口出现功能模板。也可弹出对象的下拉菜单。能模板。也可弹出对象的下拉菜单。6 6窗口平移工具窗口平移工具(Scroll Window)(Scroll Window)用于在窗口中移动对象，可代替滚动条。用于在窗口中移动对象，可代替滚动条。7 7断点工具断点工具(Set/Clear(Set/Clear Breakpoint)Breakpoint)用鼠标左击该工具，将它放置在流程图中用鼠标左击该工具，将它放置在流程图中相应位置，即可设置程序运行断点。相应位置，即可设置程序运行断点。8 8探针工具探针工具(Probe Data)(

38、Probe Data)可以在流程图的数据流线上设置探针。通可以在流程图的数据流线上设置探针。通过探针窗口来观察该数据流线上的数据变过探针窗口来观察该数据流线上的数据变化状况。化状况。9 9提取颜色工具提取颜色工具(Get Color)(Get Color)用来获取窗口中已染色对象的颜色。用来获取窗口中已染色对象的颜色。1010设置颜色工具设置颜色工具(Set Color)(Set Color)用来给窗口中的对象设置颜色。用来给窗口中的对象设置颜色。第43页/共119页9.3.29.3.29.3.29.3.2控制模板控制模板(Controls PaletteControls Palette)控制

39、模板是控制模板是LabVIEWLabVIEW为用户设计虚拟面板而提供为用户设计虚拟面板而提供的，因此它只会在前面板编辑窗口中出现。的，因此它只会在前面板编辑窗口中出现。控制模板的调用方法：控制模板的调用方法：(1)(1)执行执行“WindowsShow Controls Palette”WindowsShow Controls Palette”操作。操作。(2)(2)使用使用Object Shortcut MenuObject Shortcut Menu工具，左击前面工具，左击前面板设计窗口中的空白位置。板设计窗口中的空白位置。(3)(3)用鼠标右键点击窗口的任一空白区域，。用鼠标右键点击窗口

40、的任一空白区域，。控制模板如图控制模板如图9.79.7所示。所示。各图标对应的功能如表各图标对应的功能如表9.2.49.2.4所示。所示。第44页/共119页图9.7 控制模板第45页/共119页9.3.39.3.3功能模板功能模板(Functions Palette)(Functions Palette)LabVIEWLabVIEW将传统仪器上的各种测试功能做成可供将传统仪器上的各种测试功能做成可供直接调用的库函数。并将各个库函数做成图标直接调用的库函数。并将各个库函数做成图标的形式存放在相应功能的子模板上。由于功能的形式存放在相应功能的子模板上。由于功能模板是模板是LabVIEWLabVI

41、EW为用户设计流程图而提供的，因为用户设计流程图而提供的，因此它只会在流程图编辑窗口中出现。此它只会在流程图编辑窗口中出现。功能模板的调用方法：功能模板的调用方法：（1 1）执行）执行“WindowsShow Functions”WindowsShow Functions”操作。操作。（2 2）用工具模板上的）用工具模板上的Object PopupObject Popup工具，左击工具，左击流程图编辑窗口的空白位置。流程图编辑窗口的空白位置。（3 3）用鼠标右键点击窗口空白区域。）用鼠标右键点击窗口空白区域。控制模板如图控制模板如图9.89.8所示。所示。各图标对应的功能如各图标对应的功能如表

42、表9.2.59.2.5所示。所示。第46页/共119页图9.8 功能模板 第47页/共119页表表9.2.5 LabVIEW9.2.5 LabVIEW功能模板的图标及功能功能模板的图标及功能提供程序控制结构命令，例如循环控制(For结构、While结构)，以及全局变量和局部变量。1 结结 构构(Structures)(Structures)子模板子模板数数据据运运算算(Numeric)(Numeric)子模板子模板 布布尔尔(Boolean)(Boolean)子子模模板板 字字符符串串运运算算(String)(String)子模板子模板 数组数组(Array)(Array)子模板子模板 提提供

43、供各各种种常常用用的的数数值值运运算算符符和和数数值值运运算算式式，数制转换以及各种数值常数。数制转换以及各种数值常数。2 34 5 提提供供各各种种逻逻辑辑运运算算符以及布尔常数。符以及布尔常数。提供各种字符串操作函数、数值与字符串之间的转换函数以及字符(串)常数等。提供数组运算函数、数组转换函数以及常数数组等。第48页/共119页提供簇的处理函数以及簇常数等。6 簇簇(Cluster)(Cluster)子模板子模板 比比较较(Comparison)(Comparison)子子模板模板 时时间间和和对对话话框框(Time(Time&Dialog)&Dialog)子模板子模板 .文文件件输输入

44、入/输输出出(File(File I/O)I/O)子模板子模板 。测量（测量（NI Measure-NI Measure-mentsments）子模板）子模板 。提供各种比较运算函数。提供各种比较运算函数。7 89 10 提提供供对对话话框框窗窗口口、定定时时、时时间间和和出出错错处理函数等。处理函数等。提供处理文件输入/输出的程序和函数，主要用于创建和打开数据文件，并进行数据的读写。提供各种与数据采集相关的VI，需要单独安装。第第9 9章章 虚拟仪器技术虚拟仪器技术第49页/共119页第第9 9章章 虚拟仪器技术虚拟仪器技术1111波形（波形（WaveformWaveform）子）子模板模板

45、提供包括波形数据创建、通道信息设置、波形提取、提供包括波形数据创建、通道信息设置、波形提取、波形存储的各种波形数据波形存储的各种波形数据VIVI。1212分析（分析（AnalyzeAnalyze）子）子模板模板提供各种信号分析和数学计算提供各种信号分析和数学计算VIVI。1313仪器仪器I/O(Intrument I/O(Intrument I I/O)O)子模板子模板提供各种提供各种I I/O O接口设备用的控制模块和仪器驱动接口设备用的控制模块和仪器驱动VIVI。1414应用程序控制应用程序控制(Application(Application Control)Control)提供外部程序或

46、提供外部程序或VIVI调用和打印选单、帮助管理等辅调用和打印选单、帮助管理等辅助功能。助功能。1515图形与声音图形与声音(Graphics&Sound)(Graphics&Sound)子模板子模板提供图形与声音处理功能函数。提供图形与声音处理功能函数。第50页/共119页第第9 9章章 虚拟仪器技术虚拟仪器技术1616通信通信(Communication)(Communication)子子模板模板提供支持提供支持TCPTCP、UDPUDP、DDEDDE、OLEOLE、ActiveXActiveX协议和启动协议和启动外部程序的模块。外部程序的模块。1717文档生成文档生成(Report(Rep

47、ort Generation)Generation)子模板子模板提供生成各种报表和文档的功能函数。提供生成各种报表和文档的功能函数。1818高级高级(Advanced)(Advanced)子模子模板板提供库函数调用、代码接口节点、数据管理、内存提供库函数调用、代码接口节点、数据管理、内存管理和程序标志管理等高级功能。管理和程序标志管理等高级功能。1919选择选择VIVI子程序子程序(Select a VI)(Select a VI)子模子模板板用于调用子用于调用子VIVI或全局变量。或全局变量。2020装饰装饰（DecorationsDecorations）子模板子模板提供文字注释、箭头、线条

48、等工具。提供文字注释、箭头、线条等工具。2121用户自定义的子用户自定义的子VIVI模模板板用来存放用户自行设计的用来存放用户自行设计的VIVI。第51页/共119页9.4 LabVIEW9.4 LabVIEW9.4 LabVIEW9.4 LabVIEW数据类型数据类型数据类型数据类型 LabVIEWLabVIEW的数据类型按其特征可分为数字量类型的数据类型按其特征可分为数字量类型和非数字量类型，并用不同的图标来代表不同和非数字量类型，并用不同的图标来代表不同的数据类型。的数据类型。1 1。数字量数据类型。数字量数据类型数字量数据类型可分为浮点数、整数和复数数字量数据类型可分为浮点数、整数和复

49、数（实部和虚部都是浮点数）（实部和虚部都是浮点数）3 3种基本形式。所有种基本形式。所有数字量数据类型如表数字量数据类型如表3.2.63.2.6所示。所示。第52页/共119页表3.2.6 数字量数据类型：最小正数最小正数1.40e-451.40e-45，最大正数，最大正数3.40e+383.40e+38，（绝对值）最小负数，（绝对值）最小负数-1.40e-451.40e-45，（绝对值）最大负数，（绝对值）最大负数-3.40e+383.40e+38。3232单精度浮点型单精度浮点型0-42949672950-42949672953232无符号整数无符号整数-2147483648-214748

50、3647-2147483648-21474836473232有符号整数有符号整数0-655350-655351616无符号整数无符号整数-32768-32767-32768-327671616有符号整数有符号整数0-2550-2558 8无符号整数无符号整数-128-127-128-1278 8有符号整数有符号整数数数 值值 范范 围围存储存储位数位数端口端口图标图标数数 据据 类类 型型第53页/共119页实部和虚部分别与扩展精度浮点数相同实部和虚部分别与扩展精度浮点数相同256256复数扩展复数扩展精度浮点型精度浮点型最小正数最小正数6.48e-49666.48e-4966，最大正数，最大