从零开始学LabVIEW——基于LabVIEW85的入门介绍.docx

1、从零开始学 LabVIEW之基于 LabVIEW8.5 的入门讲义复旦大学物理教学实验中心 2014.07基于 LabVIEW8.5 的入门讲义P 2/69目录前 言 .4第一课 LABVIEW 概述 .5第一节 虚拟仪器（VI）的概念 .5第二节 LABVIEW 的操作模板 .7工具模板（ Tools Palette） .7控制模板 (Controls Palette) .8函数模板 (Functions Palette) .9第三节 创建一个 VI 程序 .111. 前面板 .112. 框图程序 .123. 从框图程序窗口 创建 前面板对象 .134. 数据流编程 .13第四节 程序调试技

2、术 .141. 找出语法错误 .142. 设置执行程序 高亮 .143. 断点与单步执行 .154. 探针 .15第五节 练习 1-1.15第六节 把一个 VI 程序作为子 VI 程序调用 .19第七节 练习 1-2.19第八节 练习 1-3.23第九节 练习 1-4.24第十节 练习 1-5.26第二课 数据采集和仪器控制 .29第一节 概述 .29第二节 使用采集卡进行数据采集和仪器控制 .32第三节 LM35 温度传感器 .32第四节 光敏电阻 .33第五节 LED,三基色 LED 七色跳变 .35第六节 蜂鸣器 .39第七节 LED 颜色渐变 .41第八节 舵机控制 .43第九节 步进

3、电机 .49第三课 分析软件（了解即可） .52第一节 概述 .52第二节、高级分析功能程序 .52第三节 信号产生 .53基于 LabVIEW8.5 的入门讲义P 3/69练习 4-1.53第四节 信号处理 .55练习 4-2.55第五节 数字滤波器 .57练习 4-3.58第六节 曲线拟合 .59练习 4-4.60练习 4-5.61第四课 实用工具软件包 （了解即可） .63第一节 概述 .63第二节 常用软件工具箱 .63第三节 分析工具软件 .65基于 LabVIEW8.5 的入门讲义P 4/69前 言LabVIEW 是美国国家仪器公司（NATIONAL INSTRUMENTS，简称

4、NI）开发的虚拟仪器集成控制软件，其采用图形化编程语言（G 语言）编写程序，根据标准协议从传感器或其他仪器串口读取、写入数据。简言之，程序中使用图标、图表及连线等创建了计算机屏幕上的“虚拟仪器”，故程序以.VI（Virtual Instrument）为后缀。虚拟仪器较传统仪器价格低廉，容易修改更新，在科研和工业中广泛应用。LabVIEW 入门简单，仅需记住以下几个概念即可轻松上手： 程序界面有前后面板之分，前面板相当于实际物理仪器的操作旋钮板，后面板相当于其内部连线。 优秀的软件总有强大的帮助文档支持，LabVIEW 也不例外。点击菜单栏“Help（帮助） ”“Show Context Hel

5、p（显示即时帮助） ”，将鼠标悬停在函数等图标，获得实时悬浮窗口的帮助提示。或者直接按 F1 键可以获得全面的帮助文档。有很多牛人学习LabVIEW 并不需要太多参考资料，帮助文档即可。 LabVIEW 强调数据流的概念，基于这一特点，我们可以利用工具面板的“Probe data（探针） ”工具 可以获得实时运行程序的每条连线上的数据情况，利于我们观察调试。利用“HighLight Excution（高亮执行） ” 功能可以查看数据流动情况以及出错节点的位置。 当不清楚一个函数节点的使用方式时，右键单击接口，选择“Create（创建） ”“常量 / 输入控件 / 显示控件”即可自动建立合适数据

6、类型的控件，方便易行。 控制面板和输入面板均有搜索功能 ，输入函数或模块名，即可方便查找我们想要的控件。原则上，记住上面几条概念，加上几个简单例子的熟悉就可以短时间内掌握 LabVIEW 的基本操作了。下面，我们就通过例子中进一步熟悉和学习LabVIEW。基于 LabVIEW8.5 的入门讲义P 5/69第一课 LabVIEW 概述第一节 虚拟仪器（VI）的概念（本节只是举例展示，内容暂时不需要掌握!后面有详细介绍的章节）使用 LabVIEW 开发平台编制的程序称为虚拟仪器程序，简称为 VI。VI 包括三个部分：程序前面板、框图程序和图标/连接器。程序前面板用于设置输入数值和观察输出量，用于模

7、拟真实仪表的前面板。在程序前面板上，输入量被称为控制（Controls） ，输出量被称为显示（Indicators） 。控制和显示是以各种图标形式出现在前面板上，如旋钮、开关、按钮、图表、图形等，这使这得前面板直观易懂。下面是一个温度计程序（Thermometer VI）的前面板。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。其中端口被用来同程序前面板的控制和显示传递数据，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

8、流动方向。上述温度计程序（Thermometer VI）的框图程序如下：基于 LabVIEW8.5 的入门讲义P 6/69图标/连接器是子 VI 被其它 VI 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，就象函数的参数。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。下面图示为温度计程序(Thermometer VI)的图标和连接器。连接器一般情况下隐含不显示，除非用户选择打开观察它（右键快捷菜单显示项接线端） 。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

9、调用的层次是没有限制的。举一个例子，我们把前面创建的温度计程序(Thermometer VI)作为一个子程序用在当前新建程序里，当前程序的前面板如下图所示，先前的温度计子程序用于采集数据，而当前的程序用于显示温度曲线，并在前面板上设定测量次数和每次测量间隔的延时。基于 LabVIEW8.5 的入门讲义P 7/69当前程序的框图如下图所示，它把温度计子程序放置在一个 FOR 循环里，每次循环过程采集一次测量结果，当循环执行了设定的次数后，程序把采集的数据送到前面板的图表上显示。LabVIEW 这种创建和调用子程序的方法，使创建的程序结构模块化，更易于调试、理解和维护。基于 LabVIEW8.5

10、的入门讲义P 8/69第二节 LabVIEW 的操作模板（不必记住所有图标，仅需了解常用功能，以及知晓大体所在位置及大致用途即可，本节请花几分钟时间快速浏览即可）LabVIEW 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。操纵模板共有三类，为工具（Tools）模板、控制（Controls）模板和功能（Functions）模板。工具模板（Tools Palette）工具模板为编程者提供了各种用于创建、修改和调试 VI 程序的工具。如果该模板没有出现，则可以在 Windows 菜单下选择 Show Tools Palette 命令以显

11、示该模板。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。当从 Windows 菜单下选择了 Show Help Window 功能后，把工具模板内选定的任一种工具光标放在框图程序的子程序（Sub VI）或图标上，就会显示相应的帮助信息。工具图标有如下几种：自动选择工具：根据鼠标位置系统自动决定转换成下面几种图标功能的一种。操作工具：使用该工具来操作前面板的控制和显示。使用它向数字或字符串控制中键入值时，工具会变成标签工具的形状。选择工具：用于选择、移动或改变对象的大小。当它用于改变对象的连框大小时，会变成相应形状。标签工具：用于输入标签文本或者创建自由标签。当创建自由标签时它

12、会变成相应形状。连线工具：用于在框图程序上连接对象。如果联机帮助的窗口被打开时，把该工具放在任一条连线上，就会显示相应的数据类型。对象弹出菜单工具：用左鼠标键可以弹出对象的弹出式菜单。漫游工具：使用该工具就可以不需要使用滚动条而在窗口中漫游。断点工具：使用该工具在 VI 的框图对象上设置断点。探针工具：可以在框图程序内的数据流线上设置探针。程序调试员可以通过控针窗口来观察该数据流线上的数据变化状况。颜色提取工具：使用该工具来提取颜色用于编辑其他的对象。颜色工具：用来给对象定义颜色。它也显示出对象的前景色和背景色。基于 LabVIEW8.5 的入门讲义P 9/69与上述工具模板不同，控制和函数模

13、板只显示顶层子模板的图标。在这些顶层子模板中包含许多不同的控制或功能子模板。通过这些控制或功能子模板可以找到创建程序所需的面板对象和框图对象。用鼠标点击顶层子模板图标就可以展开对应的控制或功能子模板，只需按下控制或功能子模板左上角的大头针就可以把对这个子模板变成浮动板留在屏幕上。控制模板(Controls Palette)用控制模板可以给前面板添加输入控制和输出显示。每个图标代表一个子模板。如果控制模板不显示，可以用 Windows 菜单的 Show Controls Palette功能打开它，也可以在前面板的空白处，点击鼠标右键，以弹出控制模板。注：只有当打开前面板窗口时才能调用控制模板。控

14、制模板如下图所示，它包括如图所示的几个常用子模板。数值子模板：包含数值的控制和显示。布尔值子模块：逻辑数值的控制和显示。字符串子模板：字符串和表格的控制和显示。基于 LabVIEW8.5 的入门讲义P 10/69数组和群子模板：复合型数据类型的控制和显示。图形子模板：显示数据结果的趋势图和曲线图。函数模板(Functions Palette)函数模板是创建框图程序的工具。该模板上的每一个顶层图标都表示一个子模板。若函数模板不出现，则可以用 Windows 菜单下的 Show Functions Palette 功能打开它，也可以在框图程序窗口的空白处点击鼠标右键以弹出函数模板。注：只有打开了框图程序（后面板）窗口，才能出现函数模板。函数模板如下图所示。