第11講-虛擬儀器技術(shù)軟件開發(fā)

1、現(xiàn)代測試技術(shù)及應(yīng)用現(xiàn)代測試技術(shù)及應(yīng)用作業(yè)作業(yè)：1.虛擬儀器系統(tǒng)組成包括哪幾個部分？虛擬儀器系統(tǒng)組成包括哪幾個部分？ 2.虛擬儀器軟件開發(fā)環(huán)境通常都包括哪幾種？虛擬儀器軟件開發(fā)環(huán)境通常都包括哪幾種？3.簡述虛擬儀器技術(shù)的優(yōu)勢。簡述虛擬儀器技術(shù)的優(yōu)勢。lWe are helping to nurture future engineers and scientistslThe engineers and scientists of 2020 are second graders 7- and 8-year-oldsWhy National Instruments and LEGO?lIntellig

2、ent Brickl32-bit processorlHi-Speed USB and Bluetooth communicationl100 x 64 pixel displayl3 outputsl4 inputs lLoudspeaker (8 kHz sound quality)lPower, 6 AA batteries (wall charger in educational kit)Product OverviewTriBot Demos Yell and Spin Catch and Run Record and PlayTriBot Yell and SpinTriBot C

3、atch and RunTriBot Record and Play4 虛擬儀器軟件開發(fā)虛擬儀器軟件開發(fā)（1） LabVIEW概述概述；（2） LabVIEW編程環(huán)境；編程環(huán)境；（3） LabVIEW程序結(jié)構(gòu)程序結(jié)構(gòu)；（4） LabVIEW圖形化數(shù)據(jù)及顯示圖形化數(shù)據(jù)及顯示；第第7 7章章 虛擬儀器技術(shù)虛擬儀器技術(shù)一一 LabVIEW 概述概述1 什么是什么是LabVIEW？ LabVIEW (Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench，實(shí)驗(yàn)室虛擬儀器工程平臺，實(shí)驗(yàn)室虛擬儀器工程平臺)是是美國美國NI公司公司(National Inst

4、rument Company)推出的一種推出的一種基于基于G語言語言(Graphics Language，圖形化編程語言，圖形化編程語言) 的虛的虛擬儀器軟件開發(fā)工具。擬儀器軟件開發(fā)工具。G語言作為語言作為LabVIEW的核心語言的核心語言C語言、語言、BASIC語言一樣，是一種帶有各語言一樣，是一種帶有各種函數(shù)庫的編程語言，它提供了專門用于數(shù)據(jù)采集和儀器控制的函數(shù)庫與種函數(shù)庫的編程語言，它提供了專門用于數(shù)據(jù)采集和儀器控制的函數(shù)庫與開發(fā)工具。開發(fā)工具。 用用LabVIEW設(shè)計的虛擬儀器可脫離設(shè)計的虛擬儀器可脫離LabVIEW開發(fā)開發(fā)環(huán)境，最終用戶看見的是環(huán)境，最終用戶看見的是和實(shí)際的硬件儀器相

5、似的操作和實(shí)際的硬件儀器相似的操作面板面板。 LabVIEW為虛擬儀器設(shè)計者提供了一個便捷、輕為虛擬儀器設(shè)計者提供了一個便捷、輕松的設(shè)計環(huán)境，利用它，設(shè)計者可以像松的設(shè)計環(huán)境，利用它，設(shè)計者可以像搭積木搭積木一樣，輕一樣，輕松組建一個測量系統(tǒng)和構(gòu)造自己的儀器面板，而松組建一個測量系統(tǒng)和構(gòu)造自己的儀器面板，而無需無需進(jìn)進(jìn)行任何繁瑣的計算機(jī)代碼的編寫行任何繁瑣的計算機(jī)代碼的編寫。2 LabVIEW軟件的特點(diǎn)與優(yōu)點(diǎn)軟件的特點(diǎn)與優(yōu)點(diǎn) 圖形化圖形化的編程方式的編程方式，設(shè)計者無需寫任何文本格式，設(shè)計者無需寫任何文本格式 的代碼，的代碼，是真正的工程師的語言。是真正的工程師的語言。 提供了豐富的提供了豐富

6、的數(shù)據(jù)采集、分析及存儲的庫函數(shù)數(shù)據(jù)采集、分析及存儲的庫函數(shù)。 既提供了傳統(tǒng)的程序調(diào)試手段，如設(shè)置斷點(diǎn)、單步運(yùn)行，同既提供了傳統(tǒng)的程序調(diào)試手段，如設(shè)置斷點(diǎn)、單步運(yùn)行，同時提供有時提供有獨(dú)到的高亮執(zhí)行工具獨(dú)到的高亮執(zhí)行工具，使程序動畫式運(yùn)行，利于，使程序動畫式運(yùn)行，利于設(shè)計者觀察程序運(yùn)行的細(xì)節(jié)，使程序的調(diào)試和開發(fā)更為便設(shè)計者觀察程序運(yùn)行的細(xì)節(jié)，使程序的調(diào)試和開發(fā)更為便捷。捷。 32 bit的編譯器編譯生成的編譯器編譯生成32 bit的編譯程序，保證用戶數(shù)據(jù)的編譯程序，保證用戶數(shù)據(jù)采集、測試和測量方案的采集、測試和測量方案的高速執(zhí)行高速執(zhí)行。 囊括了囊括了DAQ、GPIB、PXI、VXI、RS232

7、/485在內(nèi)的各在內(nèi)的各種儀器通信總線標(biāo)準(zhǔn)的所有功能函數(shù)，使得不懂總線標(biāo)種儀器通信總線標(biāo)準(zhǔn)的所有功能函數(shù)，使得不懂總線標(biāo)準(zhǔn)的開發(fā)者也能夠驅(qū)動不同總線標(biāo)準(zhǔn)接口設(shè)備與儀器。準(zhǔn)的開發(fā)者也能夠驅(qū)動不同總線標(biāo)準(zhǔn)接口設(shè)備與儀器。 提供大量與外部代碼或軟件進(jìn)行提供大量與外部代碼或軟件進(jìn)行連接的機(jī)制連接的機(jī)制，諸如，諸如DLLs (動態(tài)連接庫動態(tài)連接庫)、DDE (共享庫共享庫)、ActiveX等。等。 強(qiáng)大的強(qiáng)大的Internet功能，支持常用功能，支持常用網(wǎng)絡(luò)協(xié)議網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，方便網(wǎng)絡(luò)、遠(yuǎn)，方便網(wǎng)絡(luò)、遠(yuǎn)程測控儀器的開發(fā)程測控儀器的開發(fā)。4 虛擬儀器軟件開發(fā)虛擬儀器軟件開發(fā)（1） LabVIEW概述概述；（2）

8、 LabVIEW編程環(huán)境；編程環(huán)境；（3） LabVIEW程序結(jié)構(gòu)程序結(jié)構(gòu)；（4） LabVIEW圖形化數(shù)據(jù)及顯示圖形化數(shù)據(jù)及顯示；第第7 7章章 虛擬儀器技術(shù)虛擬儀器技術(shù)二二 LabVIEW編程環(huán)境編程環(huán)境 LabVIEW8.6主對話框中有六個大項(xiàng)，主對話框中有六個大項(xiàng)，LabVIEW軟件包內(nèi)容分別包含在這六個項(xiàng)目中。軟件包內(nèi)容分別包含在這六個項(xiàng)目中。 1 New VI New VI是是LabVIEW提供給用戶創(chuàng)建提供給用戶創(chuàng)建/設(shè)計虛擬儀器的工作環(huán)境。設(shè)計虛擬儀器的工作環(huán)境。一個一個VI由兩部分組成：一個前面板由兩部分組成：一個前面板 (Panel) 和一個流程圖和一個流程圖 (Diagr

9、am) (或稱后面板或稱后面板) 。 前面前面板的功能等效于傳統(tǒng)測試儀器的前面板板的功能等效于傳統(tǒng)測試儀器的前面板； 流程圖流程圖的功能等效于傳統(tǒng)測試儀器與前面板相聯(lián)系的硬件電路的功能等效于傳統(tǒng)測試儀器與前面板相聯(lián)系的硬件電路。 2 Panel (前面板前面板) 及其開發(fā)窗口及其開發(fā)窗口當(dāng)在主當(dāng)在主對話框中選擇對話框中選擇“New VI”后，出現(xiàn)的后，出現(xiàn)的第一個窗口是前面板開發(fā)第一個窗口是前面板開發(fā)窗口。窗口。窗口中包含主菜窗口中包含主菜單欄單欄 (File, Edit, Operate, Project, Windows, Help) 和快捷工具欄。和快捷工具欄。設(shè)計制作虛擬儀器前面板，就

10、是用設(shè)計制作虛擬儀器前面板，就是用Tools (工工具具) 模板中相應(yīng)的工具去取用模板中相應(yīng)的工具去取用Controls (控制控制)模板模板上的有關(guān)控件，擺放到窗口中的適當(dāng)位置，來組上的有關(guān)控件，擺放到窗口中的適當(dāng)位置，來組成虛擬儀器前面板。成虛擬儀器前面板。 3 Diagram (流程圖流程圖) 及其編輯窗口及其編輯窗口 流程圖流程圖是圖形化的源代碼，是是圖形化的源代碼，是VI測試功能軟件測試功能軟件的圖形化表述。虛擬儀器是由軟件編程來實(shí)現(xiàn)測試的圖形化表述。虛擬儀器是由軟件編程來實(shí)現(xiàn)測試功能的，而軟件編程分兩種功能的，而軟件編程分兩種：基于基于傳統(tǒng)的文本式編程方式，如傳統(tǒng)的文本式編程方式，

11、如Labwindows/CVI；圖形化圖形化編程方式。編程方式。LabVIEW采用圖形化編程方式采用圖形化編程方式。 在在流程圖編輯窗口，選用流程圖編輯窗口，選用Tools (工具工具) 模板中相模板中相應(yīng)的工具去取用應(yīng)的工具去取用Functions (功能功能) 模板上的有關(guān)圖標(biāo)模板上的有關(guān)圖標(biāo)來設(shè)計制作虛擬儀器流程圖，以完成虛擬儀器的設(shè)來設(shè)計制作虛擬儀器流程圖，以完成虛擬儀器的設(shè)計工作計工作。4 取用控件和模板的各種方法取用控件和模板的各種方法 (1) Controls Palette (控制模板控制模板) 的調(diào)用方法的調(diào)用方法 在前面板開發(fā)窗口，選擇主菜單在前面板開發(fā)窗口，選擇主菜單“W

12、indowsShow Controls Palette”或按鼠標(biāo)右或按鼠標(biāo)右鍵即彈鍵即彈出。出。(2) Functions Palette (功能模板功能模板) 的調(diào)用方法的調(diào)用方法在流程圖編輯窗口，選擇主菜單在流程圖編輯窗口，選擇主菜單“WindowsShow Functions Palette”或按鼠標(biāo)右或按鼠標(biāo)右鍵即彈鍵即彈出。出。(3) Tools Palette (工具模板工具模板) 的調(diào)用方法的調(diào)用方法選擇主菜單選擇主菜單“WindowsShow Tools Palette”即彈即彈出。出。 5 主菜單欄及快捷工具欄主菜單欄及快捷工具欄主菜單欄及快捷工具欄用于虛擬儀器的設(shè)計、編主菜

13、單欄及快捷工具欄用于虛擬儀器的設(shè)計、編輯及運(yùn)行。輯及運(yùn)行。1) 主菜單欄簡介主菜單欄簡介主菜單欄共有六個子菜單。主菜單欄共有六個子菜單。 File子菜單。在進(jìn)入子菜單。在進(jìn)入LabVIEW開發(fā)窗口后，開發(fā)窗口后，如果想新建如果想新建 (New)、打開、打開 (Open)、保存、保存(Save)、打印、打印(Print)，關(guān)閉，關(guān)閉(Close) VI時，點(diǎn)擊時，點(diǎn)擊File中的相應(yīng)選項(xiàng)。中的相應(yīng)選項(xiàng)。當(dāng)在當(dāng)在New VI環(huán)境中欲進(jìn)入環(huán)境中欲進(jìn)入Open VI時，不必時，不必退回主退回主對對話框。話框。 Edit子菜單。子菜單。將文本式編程語言中常用的將文本式編程語言中常用的Cut、Copy、P

14、aste、Delete功能用于功能用于LabVIEW中的中的圖標(biāo)及控件的操作。圖標(biāo)及控件的操作。 Operate子菜單。該子菜單主要選項(xiàng)有子菜單。該子菜單主要選項(xiàng)有Run、Run Continuously、Pause、Abort Execution、Highlight Execution，用于，用于調(diào)試或運(yùn)行調(diào)試或運(yùn)行LabVIEW程程序。序。 Project子菜單。該子菜單選項(xiàng)主要有：子菜單。該子菜單選項(xiàng)主要有：Show VI Hierarchy：顯示：顯示VI流程圖流程圖中所調(diào)用中所調(diào)用的子的子VI。 File Manager：用于調(diào)用：用于調(diào)用Windows下的應(yīng)用程下的應(yīng)用程序。序。I

15、nstrument Wizard：與與LabVIEW8.6主對話框主對話框中中Solution Wizard的內(nèi)容相同。的內(nèi)容相同。 Windows子菜單。子菜單選項(xiàng)用于彈出子菜單。子菜單選項(xiàng)用于彈出Diagram (流程圖流程圖) 編輯窗口、編輯窗口、Panel (前面板前面板)設(shè)設(shè)計窗口、計窗口、Tools Palette (工具模板工具模板)、Functions (功能功能) 模板和模板和Controls (控制控制) 模板。模板。 Help子菜單：子菜單選項(xiàng)用于各項(xiàng)分類子菜單：子菜單選項(xiàng)用于各項(xiàng)分類幫助。幫助。2) 快捷工具欄簡介快捷工具欄簡介 虛擬儀器啟動運(yùn)行按鈕，當(dāng)虛擬儀器啟動運(yùn)行

16、按鈕，當(dāng)VI沒有脫離沒有脫離LabVIEW環(huán)境時，可用它來啟動運(yùn)行程序。環(huán)境時，可用它來啟動運(yùn)行程序。 虛擬儀器連續(xù)運(yùn)行按鈕。虛擬儀器連續(xù)運(yùn)行按鈕。 終止虛擬儀器程序運(yùn)行按鈕。終止虛擬儀器程序運(yùn)行按鈕。 暫停虛擬儀器程序運(yùn)行按鈕。暫停虛擬儀器程序運(yùn)行按鈕。 單步點(diǎn)亮運(yùn)行虛擬儀器程序按鈕。當(dāng)單步點(diǎn)亮運(yùn)行虛擬儀器程序按鈕。當(dāng)用鼠標(biāo)點(diǎn)擊該按鈕后，再運(yùn)行程序，在流程圖用鼠標(biāo)點(diǎn)擊該按鈕后，再運(yùn)行程序，在流程圖編輯窗口中可以看見數(shù)據(jù)流的走向。編輯窗口中可以看見數(shù)據(jù)流的走向。 單步運(yùn)行虛擬儀器程序按鈕。單步運(yùn)行虛擬儀器程序按鈕。 跳過子跳過子VI運(yùn)行虛擬儀器程序按鈕。運(yùn)行虛擬儀器程序按鈕。 文字編輯框，用于

17、虛擬文字編輯框，用于虛擬儀器設(shè)計過程中涉及到的文字的編輯，如選擇儀器設(shè)計過程中涉及到的文字的編輯，如選擇文字的大小、顏色、字體等。文字的大小、顏色、字體等。 對齊按鈕，用于把控件或圖標(biāo)左、右、對齊按鈕，用于把控件或圖標(biāo)左、右、上、下對齊排列。上、下對齊排列。 排列方式框，用于把控件或圖標(biāo)分布式排列方式框，用于把控件或圖標(biāo)分布式均勻排列。均勻排列。 重疊方式框，用于把控件或圖標(biāo)放置于重疊方式框，用于把控件或圖標(biāo)放置于上面或下面重疊放置。上面或下面重疊放置。 前五項(xiàng)子菜單功能分別與前五項(xiàng)子菜單功能分別與Operate子菜單中的子菜單中的選項(xiàng)選項(xiàng)Run、Run Continuously、Pause、

18、Abort Execution、Highlight Execution的功能相同。的功能相同。4 虛擬儀器軟件開發(fā)虛擬儀器軟件開發(fā)（1） LabVIEW概述概述；（2） LabVIEW編程編程環(huán)境；環(huán)境；（3） LabVIEW程序結(jié)構(gòu)程序結(jié)構(gòu)；（4） LabVIEW圖形化數(shù)據(jù)及顯示圖形化數(shù)據(jù)及顯示；第第7 7章章 虛擬儀器技術(shù)虛擬儀器技術(shù)三三 LabVIEW程序結(jié)構(gòu)程序結(jié)構(gòu)1 順序結(jié)構(gòu)（順序結(jié)構(gòu)（Sequence Structure）2 For循環(huán)循環(huán)3 While循環(huán)循環(huán)4 Case結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)5 事件結(jié)構(gòu)（事件結(jié)構(gòu)（Event Structure）6 使能結(jié)構(gòu)使能結(jié)構(gòu)7 公式節(jié)點(diǎn)（公式節(jié)點(diǎn)（F

19、ormula Node）n所有的程序結(jié)構(gòu)都位于所有的程序結(jié)構(gòu)都位于“FunctionsAll Functions Structures”子模塊中子模塊中1 順序結(jié)構(gòu)（順序結(jié)構(gòu)（Sequence Structure）順序結(jié)構(gòu)包含一個或多個按順序執(zhí)行的子程序框圖順序結(jié)構(gòu)包含一個或多個按順序執(zhí)行的子程序框圖或幀，程序中用幀結(jié)構(gòu)來控制程序的執(zhí)行，執(zhí)行完或幀，程序中用幀結(jié)構(gòu)來控制程序的執(zhí)行，執(zhí)行完某一幀中的程序后再執(zhí)行下一幀中的某一幀中的程序后再執(zhí)行下一幀中的程序。程序。順序結(jié)構(gòu)包括順序結(jié)構(gòu)包括層疊式順序結(jié)構(gòu)層疊式順序結(jié)構(gòu)和和平鋪式順序平鋪式順序結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)。順序結(jié)構(gòu)位于函數(shù)模板中的順序結(jié)構(gòu)位于函數(shù)模板中

20、的“All FuntionsStructures”子模板中，子模板中， 包括包括Flat Sequence Structure和和Stacked Sequence Structure 。lStacked Sequence Structure nFlat Sequence Structuren結(jié)構(gòu)功能相同，結(jié)構(gòu)功能相同，相互之間可以進(jìn)行轉(zhuǎn)換相互之間可以進(jìn)行轉(zhuǎn)換，右鍵，右鍵 菜單中的菜單中的“替換替換替換為平鋪式替換為平鋪式/層疊式順序?qū)盈B式順序”l在在Stacked Sequence Structure的的Frame間傳遞間傳遞數(shù)據(jù)數(shù)據(jù) ，不能通過數(shù)據(jù)線直接傳遞不能通過數(shù)據(jù)線直接傳遞，要借助局部

21、，要借助局部變量（右鍵菜單中變量（右鍵菜單中的的“添加順序局部變量添加順序局部變量”）l在在Flat Sequence Structure的的Frame間傳遞間傳遞數(shù)據(jù)，可以通過數(shù)據(jù)，可以通過數(shù)據(jù)線傳遞數(shù)據(jù)線傳遞，不需要局部，不需要局部變量。變量。*順序結(jié)構(gòu)是一種強(qiáng)制的串行機(jī)制，雖然可以保證執(zhí)行順序，但同順序結(jié)構(gòu)是一種強(qiáng)制的串行機(jī)制，雖然可以保證執(zhí)行順序，但同時時也阻止也阻止了并行操作，應(yīng)避免過多使用順序結(jié)構(gòu)了并行操作，應(yīng)避免過多使用順序結(jié)構(gòu)。2 For循環(huán)循環(huán)lFor循環(huán)用于將某段程序循環(huán)執(zhí)行指定的次數(shù)。循環(huán)用于將某段程序循環(huán)執(zhí)行指定的次數(shù)?？梢酝ㄟ^兩種方法指定循環(huán)次數(shù)，一種是直接可以通過兩

22、種方法指定循環(huán)次數(shù)，一種是直接給定，一種是通過輸入數(shù)組的大小給定給定，一種是通過輸入數(shù)組的大小給定 。l輸入和輸出數(shù)組輸入和輸出數(shù)組l移位寄存器移位寄存器(Shift Register)一個累加一個累加10次的次的a+程序程序 通過局部變量實(shí)現(xiàn)通過局部變量實(shí)現(xiàn)通過移位寄存器實(shí)現(xiàn)通過移位寄存器實(shí)現(xiàn) n反饋節(jié)點(diǎn)（反饋節(jié)點(diǎn)（Feedback Node）通過反饋節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)通過反饋節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)a+ 3 While循環(huán)循環(huán)兩個參數(shù)：當(dāng)前循環(huán)次數(shù)和條件布爾判斷量；循環(huán)次兩個參數(shù)：當(dāng)前循環(huán)次數(shù)和條件布爾判斷量；循環(huán)次數(shù)由布爾量來判斷決定。循環(huán)的條件有兩種：數(shù)由布爾量來判斷決定。循環(huán)的條件有兩種：“真時真時停止停止”

23、和和“真時繼續(xù)真時繼續(xù)”。l添加定時器添加定時器l使用移位寄存器和反饋節(jié)點(diǎn)使用移位寄存器和反饋節(jié)點(diǎn)累加器程序累加器程序 4 Case結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)If(a%2=0)b=a+2;elseb=a+1;end等價于等價于if.else.語句的語句的Case結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)l等價于等價于switch語句的語句的Case結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)switch (fruit)case apple: price=9; case banana: price=10; case pear: price=8; default: price=0;5 事件結(jié)構(gòu)（事件結(jié)構(gòu)（Event Structure）l分析該程序可以看出，這個程序在沒有用戶點(diǎn)擊的情

24、況下完全都分析該程序可以看出，這個程序在沒有用戶點(diǎn)擊的情況下完全都是在是在“空轉(zhuǎn)空轉(zhuǎn)”，浪費(fèi)了大量的，浪費(fèi)了大量的CPU資源，而且當(dāng)資源，而且當(dāng)“事件事件”發(fā)生太發(fā)生太快時可能會被忽略。因此快時可能會被忽略。因此Labview提供了事件結(jié)構(gòu)來解決這個問提供了事件結(jié)構(gòu)來解決這個問題，即僅當(dāng)題，即僅當(dāng)“事件事件”發(fā)生時，程序才做相應(yīng)的響應(yīng)發(fā)生時，程序才做相應(yīng)的響應(yīng) 基于基于While循環(huán)和循環(huán)和Case結(jié)構(gòu)的單擊計數(shù)器結(jié)構(gòu)的單擊計數(shù)器 事件結(jié)構(gòu)框及設(shè)置事件結(jié)構(gòu)框及設(shè)置1）事件處理分支：列出事件分支及總數(shù)）事件處理分支：列出事件分支及總數(shù)2）事件說明符：列出事件源和事件結(jié)構(gòu)）事件說明符：列出事件源和

25、事件結(jié)構(gòu)當(dāng)前分支處理的所有事件名稱當(dāng)前分支處理的所有事件名稱3）事件源：列出按類排列的事件源）事件源：列出按類排列的事件源4）事件：列出事件源對應(yīng)事件列表）事件：列出事件源對應(yīng)事件列表lFilter事件事件l顧名思義，當(dāng)該事件發(fā)生時，用戶可以顧名思義，當(dāng)該事件發(fā)生時，用戶可以過濾掉甚至過濾掉甚至完全放棄完全放棄掉該事件將觸發(fā)的活動。掉該事件將觸發(fā)的活動。 6 使能結(jié)構(gòu)使能結(jié)構(gòu)l框圖使能結(jié)構(gòu)框圖使能結(jié)構(gòu)注釋程序框圖注釋程序框圖7 公式節(jié)點(diǎn)（公式節(jié)點(diǎn)（Formula Node）l通過公式節(jié)點(diǎn)，用戶不僅可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的數(shù)學(xué)公通過公式節(jié)點(diǎn)，用戶不僅可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的數(shù)學(xué)公式，還能通過文本編程寫一些基本的邏輯

26、語句，式，還能通過文本編程寫一些基本的邏輯語句，如如ifelse, case, while循環(huán)之類的語句。循環(huán)之類的語句。 y=atgbebbaaasincos53l公式節(jié)點(diǎn)中可以包含任意數(shù)量的公式公式節(jié)點(diǎn)中可以包含任意數(shù)量的公式 l文本編程語言的實(shí)現(xiàn)文本編程語言的實(shí)現(xiàn)基于公式節(jié)點(diǎn)的基于公式節(jié)點(diǎn)的CRC16算法的實(shí)現(xiàn)算法的實(shí)現(xiàn) 4 虛擬儀器軟件開發(fā)虛擬儀器軟件開發(fā)（1） LabVIEW概述概述；（2） LabVIEW編程編程環(huán)境；環(huán)境；（3） LabVIEW程序結(jié)構(gòu)程序結(jié)構(gòu)；（4） LabVIEW圖形化數(shù)據(jù)及顯示圖形化數(shù)據(jù)及顯示；第第7 7章章 虛擬儀器技術(shù)虛擬儀器技術(shù)四四 LabVIEW圖形

27、化數(shù)據(jù)及顯示圖形化數(shù)據(jù)及顯示1 波形數(shù)據(jù)波形數(shù)據(jù)(Waveform)2 波形波形顯示顯示波形圖、波形圖表波形圖、波形圖表3 XY圖圖4 強(qiáng)度圖形強(qiáng)度圖形強(qiáng)度圖、強(qiáng)度圖表強(qiáng)度圖、強(qiáng)度圖表5 三維圖形（三維圖形（3D Graph）三維曲面三維曲面圖圖 三維參數(shù)圖三維參數(shù)圖 三維三維參數(shù)參數(shù)圖圖1 波形數(shù)據(jù)波形數(shù)據(jù)(Waveform)lLabVIEW在程序設(shè)計過程中和信號采集、處理和輸出等操在程序設(shè)計過程中和信號采集、處理和輸出等操作有密切的聯(lián)系，為了數(shù)據(jù)處理和程序設(shè)計的方便，提供作有密切的聯(lián)系，為了數(shù)據(jù)處理和程序設(shè)計的方便，提供了一種了一種特殊類型的數(shù)據(jù)特殊類型的數(shù)據(jù)：波形數(shù)據(jù)：波形數(shù)據(jù)l波形數(shù)據(jù)

28、就是按照一定格式預(yù)定義的簇，在信號采集，處波形數(shù)據(jù)就是按照一定格式預(yù)定義的簇，在信號采集，處理和分析過程中經(jīng)常會用到它理和分析過程中經(jīng)常會用到它l波形波形數(shù)據(jù)控件攜帶的數(shù)據(jù)包含了時間波形的基本信息，因數(shù)據(jù)控件攜帶的數(shù)據(jù)包含了時間波形的基本信息，因此可以直接作為此可以直接作為Chart和和Graph的輸入。橫坐標(biāo)代表時間，的輸入。橫坐標(biāo)代表時間，縱坐標(biāo)代表縱坐標(biāo)代表Y值值n波形數(shù)據(jù)控件位于控件選板“All ControlsI/O Waveform”n波形數(shù)據(jù)包括以下組成部分： 1）起始時間t0，為時間標(biāo)識類型； 2）時間間隔dt，為雙精度浮點(diǎn)類型； 3）波形數(shù)據(jù)Y，為雙精度浮點(diǎn)類型。 l波形數(shù)據(jù)

29、操作函數(shù)波形數(shù)據(jù)操作函數(shù)l雖然波形數(shù)據(jù)是一種預(yù)定義格式的簇，但是必須用專用的波形數(shù)據(jù)操作函數(shù)才能對它進(jìn)行操作，其中某些操作函數(shù)與簇的操作函數(shù)非常類似。 l波形數(shù)據(jù)的操作函數(shù)位于Functions Palette的All Functions-Waveform子模板下 獲取波形成分獲取波形成分 將輸入的波形解包，有選擇的輸出將輸入的波形解包，有選擇的輸出t0、dt、Y等數(shù)據(jù)等數(shù)據(jù)創(chuàng)建波形創(chuàng)建波形 根據(jù)輸入的數(shù)據(jù)根據(jù)輸入的數(shù)據(jù)t0、dt等創(chuàng)建波形或修改輸入的波形等創(chuàng)建波形或修改輸入的波形 并輸出并輸出 設(shè)置波形屬性設(shè)置波形屬性 給輸入的波形添加屬性（名稱和值）后輸出給輸入的波形添加屬性（名稱和值）后

30、輸出獲取波形屬性獲取波形屬性 從輸入波形中讀取指定從輸入波形中讀取指定”名稱名稱“的屬性值，輸出原輸入的屬性值，輸出原輸入 和屬性值，如果沒有找到則輸出默認(rèn)屬性值和屬性值，如果沒有找到則輸出默認(rèn)屬性值 模數(shù)轉(zhuǎn)換模數(shù)轉(zhuǎn)換 根據(jù)制定的分辨率和滿刻度范圍將輸入的模擬波形根據(jù)制定的分辨率和滿刻度范圍將輸入的模擬波形 轉(zhuǎn)換為數(shù)字波形輸出轉(zhuǎn)換為數(shù)字波形輸出數(shù)模轉(zhuǎn)換數(shù)模轉(zhuǎn)換 將輸入的數(shù)字波形轉(zhuǎn)換為模擬波形并輸出將輸入的數(shù)字波形轉(zhuǎn)換為模擬波形并輸出索引波形數(shù)組索引波形數(shù)組 提取輸入波形數(shù)據(jù)中指定提取輸入波形數(shù)據(jù)中指定”索引索引”的波形并輸出的波形并輸出復(fù)制波形復(fù)制波形dt 將輸入波形中所有將輸入波形中所有dt

31、數(shù)值替換為指定索引處數(shù)值替換為指定索引處 dt值值對齊波形時間標(biāo)識對齊波形時間標(biāo)識 將輸入波形中所有時間戳將輸入波形中所有時間戳t0替換為制定索引處替換為制定索引處t0獲取波形子集獲取波形子集 從輸入波形指定的從輸入波形指定的“起始采樣起始采樣/時間時間”處開始提取指定處開始提取指定 “持續(xù)期持續(xù)期”的波形輸出，并輸出的波形輸出，并輸出“實(shí)際起始采樣實(shí)際起始采樣/時間時間”和和 “實(shí)際持續(xù)期實(shí)際持續(xù)期”獲取終止時間值獲取終止時間值 提取輸入波形最后一個波形值，并保持原輸入波形提取輸入波形最后一個波形值，并保持原輸入波形 不變輸入不變輸入波形持續(xù)時間波形持續(xù)時間 計算輸入波形的長度輸出，并保持原

32、輸入波形不變計算輸入波形的長度輸出，并保持原輸入波形不變 輸出輸出獲取獲取Y值值 提取輸入波形合縱指定的提取輸入波形合縱指定的Y位置處波形值并輸出，并位置處波形值并輸出，并 保持原輸入波形不變輸出保持原輸入波形不變輸出按按dt縮放縮放 將輸入波形中所有將輸入波形中所有dt值乘上縮放因子后輸出值乘上縮放因子后輸出獲取波形時間標(biāo)識數(shù)組獲取波形時間標(biāo)識數(shù)組 獲取輸入波形中所有的時間戳，并組成獲取輸入波形中所有的時間戳，并組成 一個數(shù)組輸出一個數(shù)組輸出l波形數(shù)據(jù)操作函數(shù)舉例波形數(shù)據(jù)操作函數(shù)舉例返返 回回 LabVIEW最吸引的特性之一就是對數(shù)據(jù)的圖最吸引的特性之一就是對數(shù)據(jù)的圖像化提供了豐富的支持。強(qiáng)

33、大的圖形顯示功能增像化提供了豐富的支持。強(qiáng)大的圖形顯示功能增強(qiáng)了用戶界面的表達(dá)能力。強(qiáng)了用戶界面的表達(dá)能力。2 波形顯示波形顯示n兩個基本的圖形顯示工具：圖和圖表。兩個基本的圖形顯示工具：圖和圖表。n圖采集所有需要顯示的數(shù)據(jù)，并可以對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后圖采集所有需要顯示的數(shù)據(jù)，并可以對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后一次性顯示結(jié)果；圖表將采集的數(shù)據(jù)逐點(diǎn)的顯示為圖形，一次性顯示結(jié)果；圖表將采集的數(shù)據(jù)逐點(diǎn)的顯示為圖形，可以反應(yīng)數(shù)據(jù)的變化趨勢，類似于傳統(tǒng)的模擬示波器、可以反應(yīng)數(shù)據(jù)的變化趨勢，類似于傳統(tǒng)的模擬示波器、波形記錄儀。波形記錄儀。n圖顯示的類型包括圖顯示的類型包括波形圖、波形圖、XY圖、強(qiáng)度圖和圖、強(qiáng)度圖和3D圖

34、圖；n圖表圖表顯示的類型包括顯示的類型包括波形圖表和強(qiáng)度圖表波形圖表和強(qiáng)度圖表。l最基本的圖形顯示控件都位于ControlsAll ControlsGraph子模板上。2 波形顯示波形顯示波形圖表波形圖表lChart可以將新測得的數(shù)據(jù)添加到曲線的尾端，可以將新測得的數(shù)據(jù)添加到曲線的尾端，從而反映實(shí)時數(shù)據(jù)的變化趨勢，它主要用來顯從而反映實(shí)時數(shù)據(jù)的變化趨勢，它主要用來顯示實(shí)時曲線。示實(shí)時曲線。 n 右鍵菜單及屬性框右鍵菜單及屬性框帶狀帶狀圖表圖表示波器示波器 圖表圖表掃描圖掃描圖l對于標(biāo)量數(shù)據(jù)，對于標(biāo)量數(shù)據(jù)，Chart圖表直接將數(shù)據(jù)添加圖表直接將數(shù)據(jù)添加在曲線的尾端。在曲線的尾端。 l對于一維數(shù)組

35、數(shù)據(jù)，它會一次性把一維數(shù)組的數(shù)據(jù)添加在曲線末端，即曲線每次向前推進(jìn)的點(diǎn)數(shù)為數(shù)組數(shù)據(jù)的點(diǎn)數(shù)。 l若要顯示多條標(biāo)量曲線，只需要用簇的Bundle函數(shù)將它們綁定在一起作為輸入即可。 l對于二維數(shù)組，缺省情況下是每一列的數(shù)據(jù)當(dāng)作一條一維數(shù)組曲線。 l分欄顯示多條曲線分欄顯示多條曲線l右擊Chart選擇stack plots，可以顯示多條曲線l設(shè)置設(shè)置更新模式更新模式l右擊Chart選擇Advanced-Update Mode可以設(shè)置曲線的更新模式。lStrip Chart模式：曲線填滿顯示區(qū)后曲線通過左移來更新曲線。lScope Chart模式：曲線填滿顯示區(qū)后直接清空顯示區(qū)重新開始從左向右增長曲線l

36、在Sweep Chart模式：通過一條指示紅線從左向右刷新數(shù)據(jù) 定制定制Chart顯示樣式顯示樣式返返 回回2 波形顯示波形顯示波形圖波形圖Waveform Graphl波形圖用于顯示測量值為均勻采樣的一條或多條曲線lGraph和Chart的區(qū)別在于Graph是一次性將現(xiàn)有數(shù)據(jù)繪圖，在繪圖之前先自動清空圖表，而不會將新數(shù)據(jù)添加到曲線的尾端。l波形圖控件都位于ControlsAll ControlsGraph子模板上，它可以有多種數(shù)據(jù)輸入類型：一維數(shù)組，二維數(shù)組，簇，簇數(shù)組，波形數(shù)據(jù)。l右擊Graph控件可以看到該控件有很多屬性可以設(shè)置。選擇Visible Items可以看到關(guān)于該控件的很多輔助

37、選項(xiàng)。選擇這些選項(xiàng)可以使它們都可見，如下圖所示。 圖例右鍵菜單圖例右鍵菜單l1）一）一維數(shù)組作為輸入維數(shù)組作為輸入l當(dāng)輸入數(shù)據(jù)為一維數(shù)組時，當(dāng)輸入數(shù)據(jù)為一維數(shù)組時，Waveform Graph直接將一維數(shù)組畫成一條曲線，縱坐標(biāo)為數(shù)組直接將一維數(shù)組畫成一條曲線，縱坐標(biāo)為數(shù)組元素的值，橫坐標(biāo)為數(shù)組索引。元素的值，橫坐標(biāo)為數(shù)組索引。 l2）二）二維數(shù)組作為輸入維數(shù)組作為輸入l當(dāng)輸入數(shù)組為二維數(shù)組時，缺省情況下每一行當(dāng)輸入數(shù)組為二維數(shù)組時，缺省情況下每一行的數(shù)據(jù)對應(yīng)一條曲線，即曲線的數(shù)目和行數(shù)相的數(shù)據(jù)對應(yīng)一條曲線，即曲線的數(shù)目和行數(shù)相同。同。 l3）簇）簇作為輸入作為輸入l簇作為輸入時需要指定三個元素

38、：起始位置簇作為輸入時需要指定三個元素：起始位置x0、數(shù)據(jù)點(diǎn)間隔數(shù)據(jù)點(diǎn)間隔dx和數(shù)組數(shù)據(jù)。和數(shù)組數(shù)據(jù)。 l4）簇）簇數(shù)組作為輸入數(shù)組作為輸入l一維簇數(shù)組也可以直接作為一維簇數(shù)組也可以直接作為Graph的輸入，此的輸入，此時相當(dāng)于時相當(dāng)于x0為為0，dx為為1 l5）波形數(shù)據(jù)作為輸入）波形數(shù)據(jù)作為輸入l由于波形數(shù)據(jù)所攜帶的數(shù)據(jù)橫軸為時間，因此由于波形數(shù)據(jù)所攜帶的數(shù)據(jù)橫軸為時間，因此需要將需要將Waveform Graph的橫軸設(shè)為時間軸。的橫軸設(shè)為時間軸。 返返 回回3 XY GraphlXY圖是反映水平坐標(biāo)和垂直坐標(biāo)關(guān)系的圖，圖是反映水平坐標(biāo)和垂直坐標(biāo)關(guān)系的圖，當(dāng)需要當(dāng)需要畫的曲畫的曲線是由線

39、是由(x, y)坐標(biāo)決定的時候坐標(biāo)決定的時候，就，就需要采用需要采用XY Graph。lXY圖可以顯示任何均勻采樣或者非均勻采樣的點(diǎn)的集合。圖可以顯示任何均勻采樣或者非均勻采樣的點(diǎn)的集合。l其實(shí)其實(shí)Waveform Graph在一定意義上也是在一定意義上也是XY Graph，但是它，但是它的的X軸必須是等間距的，而且不可控制。軸必須是等間距的，而且不可控制。l波形圖控件都位于波形圖控件都位于ControlsAll ControlsGraph子模板子模板上，其窗口及屬性對話框與波形圖窗口及屬性對話框相同。上，其窗口及屬性對話框與波形圖窗口及屬性對話框相同。 l1）XY兩個一維數(shù)組綁定為簇作為輸入

40、兩個一維數(shù)組綁定為簇作為輸入 這是最簡的一種情形，這是最簡的一種情形，Bundle函數(shù)的輸入的第一個數(shù)組為函數(shù)的輸入的第一個數(shù)組為X Array，第二個數(shù)組為，第二個數(shù)組為Y Array。綁定為簇后可以直接輸入，也可。綁定為簇后可以直接輸入，也可以將多個簇以將多個簇Build為一維數(shù)組輸入實(shí)現(xiàn)多條曲線。為一維數(shù)組輸入實(shí)現(xiàn)多條曲線。 l2）坐標(biāo)）坐標(biāo)點(diǎn)簇數(shù)組作為輸入點(diǎn)簇數(shù)組作為輸入該方式將各個點(diǎn)的坐標(biāo)綁定為該方式將各個點(diǎn)的坐標(biāo)綁定為簇，然后簇，然后作為簇數(shù)組輸入，和直接將作為簇數(shù)組輸入，和直接將XY數(shù)數(shù)組綁定為簇輸入效果一樣。但是后者不一定需要組綁定為簇輸入效果一樣。但是后者不一定需要XY數(shù)組的大小一致，它數(shù)組的大小一致，它會自動將大的數(shù)組裁剪。會自動將大的數(shù)組裁剪。 l3）時間）時間作為作為X軸軸利用利用XY Graph實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)歷史曲線歷史曲線 l4）Express XY GraphlExpress XY Graph采用了LabVIEW的Express技術(shù)，將Express XY Graph放置在前面板上的同