LabVIEW 軟件中菜單形式的用戶界面設(shè)計與實現(xiàn)

1、LabVIEW軟件中菜單形式的用戶界面設(shè)計與實現(xiàn)謝啟,溫曉行,高琴妹,顧啟民(常熟理工學(xué)院信息與控制工程系,江蘇常熟 215500摘要:LabVIEW虛擬儀器軟件廣泛應(yīng)用于測控系統(tǒng)的開發(fā)。在闡述了菜單形式用戶界面基本設(shè)計思想和幾個主要函數(shù)的基礎(chǔ)上,詳述了兩種不同的菜單式友好用戶界面實現(xiàn)方法。文章所述方法在實際課題中的運用取得了良好的效果。關(guān)鍵詞:LabVIEW;菜單;用戶界面;功能模塊中圖分類號:TP311,TP273 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A The User Interface Design and Realization of MenuPatterns Based on LabVIEWXie Qi

2、,Wen Xiaoxing,Gao Qinmei ,Gu Qimin(Department of Information and Control Engineering,Changshu Institute Of Technology,Changshu215500,ChinaAbstract: LabVIEW virtual instrument software is widely used to develop the test and control systems.This paper,at first,describes the basic design theory of the

3、user interface design and realization of menu patters and several main functions,and finally it details the realization of friendly user interface by two different methods.The system with such user interface of menu patterns is running properly in practice.Key words:LabVIEW; menu;user interface; fun

4、ction modules1 引言LabVIEW是美國NI公司推出的一種通用虛擬儀器開發(fā)軟件,它包含了豐富的功能函數(shù)庫和完備的總線設(shè)備驅(qū)動程序。LabVIEW的最大特點是其基于圖形(Graphics的編程方式: LabVIEW采用了框圖而非傳統(tǒng)的文本方式的編程方法。這種編程方式強(qiáng)調(diào)信號處理的實際過程,編程簡單,調(diào)試方便。LabVIEW虛擬儀器軟件是當(dāng)今世界最流行的一種儀器構(gòu)成和檢測控制方案,目前國內(nèi)外大量先進(jìn)的測控系統(tǒng)都采用其作為開發(fā)平臺。用LabVIEW虛擬儀器軟件開發(fā)實際的測控系統(tǒng)時,經(jīng)常會遇到這樣的情況:測試量龐大,另外還要進(jìn)行數(shù)據(jù)分析處理、報表的生成打印等任務(wù)。面對如此繁多的任務(wù),無法

5、用一個用戶界面(又稱為人機(jī)界面來實現(xiàn),這時可將一個完整的測試系統(tǒng)按完成的具體任務(wù)不同分成幾個功能模塊,每個功能模塊分別設(shè)計成為不同的子程序(在LabVIEW中稱作子VI,并且每個子程序都有自己的用戶界面。在測控系統(tǒng)的應(yīng)用程序中首先提供一個友好的用戶界面,在此界面上把上述各功能模塊組織起來供用戶調(diào)用,利用菜單來驅(qū)動測控系統(tǒng)的各功能模塊,以完成不同的測試任務(wù)。這種調(diào)用關(guān)系,反映到用戶界面上,表現(xiàn)為菜單的功能。如何利用LabVIEW 虛擬儀器軟件來設(shè)計這種菜單形式的用戶界面,成為一些測控系統(tǒng)軟件開發(fā)中必不可少的部分。本文根據(jù)作者在使用LabVIEW軟件開發(fā)實際產(chǎn)品測試系統(tǒng)的經(jīng)驗,研究并結(jié)合實際例子來

6、介紹兩種菜單形式的用戶界面設(shè)計與實現(xiàn)方法。2 設(shè)計中所用到的幾個主要函數(shù)說明LabVIEW 是一個功能強(qiáng)大、方便靈活的虛擬儀器開發(fā)平臺,它提供了大量的功能函數(shù)庫,在這里先對菜單形式的用戶界面設(shè)計與實現(xiàn)過程中用到的一些主要的功能函數(shù)作必要的說明:(1 Open VI Reference.vi函數(shù)函數(shù)Open VI Reference.vi用于打開并返回由字符名稱或路徑所定位的位于磁盤中相應(yīng)的功能子VI。其中端口vi path設(shè)定了功能子VI所在磁盤路徑;端口type specifier VI Refnum用于確定子VI的數(shù)據(jù)類型;端口vi reference返回vi path所設(shè)定的子VI并可繼

7、續(xù)傳送至下一結(jié)點;端口error in與error out分別為程序出錯信息的輸入與輸出。(2 Call By Reference Node.vi函數(shù)函數(shù)Call By Reference Node.vi一般用來調(diào)用已被打開并返回的子VI。其中端口reference 必須和已經(jīng)被打開的子VI參考號連接;端口dup reference用于返回未被編輯的子VI。(3 Close LV Object Reference.vi函數(shù)函數(shù)Close LV Object Reference.vi用于關(guān)閉前面被打開和調(diào)用的子VI或其他目標(biāo)應(yīng)用程序。其中端口LV object reference用于連接被打開的

8、子VI或其他目標(biāo)應(yīng)用程序參考號。(4 Build Array.vi函數(shù)函數(shù)Build Array.vi用于把多個數(shù)組連接起來或把一些元素添進(jìn)一個數(shù)組。其中端口array 指連接n維數(shù)組;端口element用來和標(biāo)量元素連接;端口appended array用于返回所創(chuàng)建的數(shù)組結(jié)果。(5 Search 1D Array.vi函數(shù)函數(shù)Search 1D Array.vi可用來從起始索引號開始查找一維數(shù)組中符合要求的某個元素。其中端口1D array可輸入任意類型的一維數(shù)組;端口element指待查找的元素值;端口start index 輸入起始索引號;端口index of element輸出被查找

9、到的元素在輸入一維數(shù)組中的索引號。(6 Index Array.vi函數(shù)函數(shù)Index Array.vi用于取出從輸入數(shù)組指定位置開始的一個元素或一個子數(shù)組。其中端口n-dimension array用于輸入n維數(shù)組;端口index 0用于輸入起始索引號;端口element or subarray 用于輸出取出的一個元素或一個子數(shù)組。3 菜單形式的用戶界面設(shè)計與實現(xiàn)CR1系列電動機(jī)軟啟動器是常熟開關(guān)制造有限公司近期研制成功的一種新型電機(jī)啟動控制設(shè)備,根據(jù)CR1電動機(jī)軟啟動器產(chǎn)品企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)要求,產(chǎn)品需進(jìn)行出廠檢驗合格后方能出廠。按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的檢驗項目,需研制CR1電動機(jī)軟啟動器專用檢驗裝置。在

10、設(shè)計CR1系列電動機(jī)軟啟動器自動測試系統(tǒng)時,根據(jù)用戶需求,我們對其進(jìn)行細(xì)化后,把測試系統(tǒng)的功能分成以下幾部分來實現(xiàn):“波形測試”、“保護(hù)測試”、“波形查看”、“轉(zhuǎn)速與功率因數(shù)”、“諧波分析”和“復(fù)位”。只要按下測試系統(tǒng)主菜單(圖1中相應(yīng)的軟按鍵,便可進(jìn)入不同的功能模塊子VI 界面并實現(xiàn)上述系統(tǒng)相應(yīng)的功能。 圖1測試系統(tǒng)主菜單至于圖1所示菜單形式的用戶界面的軟件實現(xiàn),我們采用了兩種不同的方法,經(jīng)用戶使用后反應(yīng)甚好。用LabVIEW軟件設(shè)計的程序包括前面板和框圖程序兩部分,前面板實現(xiàn)儀器的面板即用戶界面,而框圖程序則實現(xiàn)了儀器的內(nèi)部設(shè)計,是程序的真正“內(nèi)核”。在系統(tǒng)設(shè)計中我們采用的兩種菜單形式的用

11、戶界面軟件實現(xiàn)方法,程序前面板如圖1所示,但其框圖程序卻截然不同,下面分別介紹這兩種不同的框圖程序?qū)崿F(xiàn)方法。(1 采用子VI動態(tài)調(diào)用方法來實現(xiàn)框圖程序如圖2所示,其整體構(gòu)成采用While Loop循環(huán)結(jié)構(gòu)。程序前面板中的“波形測試”、“保護(hù)測試”、“波形查看”、“轉(zhuǎn)速與功率因數(shù)”、“諧波分析”、“復(fù)位”軟按鍵在框圖程序的While Loop循環(huán)結(jié)構(gòu)中分別和各自Case Structure判斷結(jié)構(gòu)的判斷條件輸入端口連接,程序運行時將轉(zhuǎn)入其相應(yīng)的Case Structure判斷結(jié)構(gòu)執(zhí)行。六個功能模塊子VI分別存放在e:work路徑中,子VI動態(tài)調(diào)用采用了前面介紹的Open VI Reference

12、.vi函數(shù)、Call By Reference Node.vi函數(shù)、Close LV Object Reference.vi函數(shù)以及Simple Error Handler.vi程序出錯處理函數(shù),其相互之間的連接如圖2所示?？驁D程序六個軟按鍵對應(yīng)的Case Structure判斷結(jié)構(gòu)中,當(dāng)判斷條件輸入為False即程序運行過程中軟按鍵未被按下時,程序進(jìn)入空操作運行并等待軟按鍵按下;一旦選中并按下前面板中某個軟按鍵時,判斷條件輸入為True,程序?qū)⑦M(jìn)行子VI動態(tài)調(diào)用,執(zhí)行相應(yīng)功能子VI。 圖2 采用子VI動態(tài)調(diào)用方法對應(yīng)的框圖程序(2 采用數(shù)組函數(shù)調(diào)用子VI的方法來實現(xiàn)框圖程序如圖3所示,其整體

13、構(gòu)成采用While Loop循環(huán)結(jié)構(gòu)。程序前面板中的“波形測試”、“保護(hù)測試”、“波形查看”、“轉(zhuǎn)速與功率因數(shù)”、“諧波分析”、“復(fù)位”軟按鍵在框圖程序的While Loop循環(huán)結(jié)構(gòu)中分別作為Build Array.vi函數(shù)的輸入元素,在程序的運行過程中,當(dāng)其中某個軟按鍵選中并被按下時,其對應(yīng)的輸入值為“True”,否則為“False”。六個功能模塊子VI分別以子VI1,2,6存放在磁盤中,數(shù)組函數(shù)調(diào)用子VI的方法采用了前面介紹的Build Array.vi函數(shù)、Search 1D Array.vi函數(shù)及Index Array.vi函數(shù),其相互之間的連接如圖3所示。一旦選中并按下前面板中某個軟

14、按鍵時,程序便會轉(zhuǎn)入Case Structure 判斷結(jié)構(gòu)的條件框圖中調(diào)用并執(zhí)行相應(yīng)功能子VI。 圖3 采用數(shù)組函數(shù)調(diào)用子VI方法對應(yīng)的框圖程序需要注意的是,上面兩種實現(xiàn)方法中,在六個功能子VI的前面板菜單FileVI Properties 中CategoryCustomize Window Appearance欄的Show Front Panel When Called與Close Afterwards if Originally Closed項必須選中(圖4。 圖4 子VI前面板菜單設(shè)置4 結(jié)束語LabVIEW虛擬儀器開發(fā)環(huán)境廣泛地應(yīng)用于測控領(lǐng)域,在測試系統(tǒng)任務(wù)繁多,不能采用一個用戶界面來

15、實現(xiàn)時,可將一個完整的測試系統(tǒng)按完成的具體任務(wù)不同分成幾個功能模塊,每個功能模塊分別設(shè)計成為不同的子程序(在LabVIEW中稱作子VI,并且每個子程序都有自己的用戶界面,但如何設(shè)計一個友好的菜單式用戶界面來調(diào)用子VI是設(shè)計人員經(jīng)常面臨的一個問題。該文在闡述了基本設(shè)計思想和幾個主要函數(shù)的基礎(chǔ)上,詳述了兩種不同的菜單式用戶界面實現(xiàn)方法。論文所述方法在課題中的運用取得了良好的效果,同時,該方法對其他系統(tǒng)的設(shè)計具有一定的參考價值。參考文獻(xiàn):1 王建群,南金瑞,孫逢春,付立鼎.基于LabVIEW的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的實現(xiàn)J.計算機(jī)工程與應(yīng)用,2003,21:122-125.2 鮑一丹,王立大,蔡建平.虛擬儀器技術(shù)在拖拉機(jī)性能測試中的應(yīng)用J.浙江大學(xué)學(xué)報(農(nóng)業(yè)與生命科學(xué)版,2003,29(3:335-338.3 程順,賈永紅,劉志.基于LabVIEW的電容近炸引信綜合參數(shù)測試系統(tǒng)的研究J.探測與控制學(xué)報,2003,25(S:29-