LabVIEW编程及虚拟仪器设计( 第二讲：程序结构)

精通LabVIEW虚拟仪器程序设计LabVIEW是一种图形化编程语言，它广泛应用于虚拟仪器的设计和开发。

精通LabVIEW虚拟仪器程序设计，需要对LabVIEW的基本概念、编程环境、编程技巧以及高级功能有深入的理解和实践。

LabVIEW基础首先，了解LabVIEW的基本概念是至关重要的。

LabVIEW使用图形化编程，与传统的文本编程语言不同，它通过图形化的“块图”来表示程序的逻辑。

LabVIEW的编程元素包括函数、控件、指示器、数组、簇等。

编程环境LabVIEW的编程环境主要由前面板（Front Panel）和块图（Block Diagram）组成。

前面板用于设计用户界面，块图用于编写程序逻辑。

熟悉这些界面元素和环境设置是精通LabVIEW的第一步。

编程技巧1. 结构化编程：使用循环结构、条件结构和事件结构来组织代码，使程序更加模块化和易于维护。

2. 数据流编程：LabVIEW支持数据流编程，这意味着数据的流动决定了程序的执行顺序。

3. 数组和簇：掌握数组和簇的使用，可以有效地处理大量数据和复杂的数据结构。

4. 错误处理：学会使用错误处理结构来增强程序的健壮性。

高级功能1. 多线程：LabVIEW支持多线程编程，可以利用多核处理器的计算能力。

2. 动态调用：使用动态调用可以创建更灵活的程序，适应不同的运行时需求。

3. 信号处理：LabVIEW提供了丰富的信号处理工具，包括滤波器设计、频谱分析等。

4. 仪器控制：LabVIEW可以与多种仪器进行通信，实现自动化测试和数据采集。

实践应用精通LabVIEW不仅仅是理论知识的学习，更重要的是将这些知识应用到实践中。

以下是一些实践应用的建议：1. 项目实践：通过参与实际的LabVIEW项目，可以加深对LabVIEW编程的理解。

2. 案例学习：研究现有的LabVIEW程序，了解其设计思路和实现方法。

3. 社区交流：加入LabVIEW开发者社区，与其他开发者交流经验，获取新的思路和解决方案。

《LabVIEW编程及虚拟仪器设计》课程说明一、概要课程编号：80220142开设学期：春季对象：全校研究生人数：３0二、课程内容虚拟仪器是当前仪器与测量发展的一个重要方向，它为各学科提供了一个通用的测量及仪器的设计研究环境，同时它也是学生多门理论课程融合、理论与实践结合的一个很好的环节。

LabVIEW是当前用于数据采集、信号处理和虚拟仪器开发的一个标准工具。

本课程将介绍虚拟仪器的概况，LabVIEW语言、数据采集和虚拟仪器设计。

课程２／３的时间用来在教师指导下完成一到两个虚拟仪器或数据采集系统的设计。

学生所完成的设计成果及技术文档是评定成绩的主要依据。

鼓励学生在设计过程中的创造性工作。

该课程的教学在虚拟仪器实验室进行，每个实验组都配备NI公司的数据采集卡、LabVIEW开发环境及必要的外部设备。

学生可以带自选的设计选题参加。

课程面向全校各系学生开设。

选修该课的学生应当有计算机、数据采集、电工电子和信号处理以及各自研究方向有关测试技术的的基本知识。

三、教学大纲第一章虚拟仪器及LabVIEW入门１．１虚拟仪器概述１．２LabVIEW是什么？１．３LabVIEW的运行机制１．４LabVIEW的初步操作１．５图表（Chart）入门第二章程序结构２．１循环结构２．２分支结构：Case２．３顺序结构和公式节点第三章数据类型：数组、簇和波形（Waveform）３．１数组和簇３．２数组的创建及自动索引３．３数组功能函数３．４什么是多态化（Polymorphism）?３．５簇３．６波形（Waveform）类型第四章图形显示４．１概述４．２Graph控件４．３Chart的独有控件４．４XY图形控件（XY Graph）４．５强度图形控件（Intensity Graph）４．６数字波形图控件（Digital Waveform Graph）４．７3D图形显示控件（3D Graph）第五章字符串和文件I/O５．１字符串５．２文件的输入/输出（I/O）５．３数据记录文件（datalog file）第六章数据采集６．１概述６．２模入（Analog Input）６．３模出（Analog Output）６．４采样注意事项６．５附：PCI-MIO-16E-4数据采集卡简介第七章信号分析与处理７．１概述７．２信号的产生７．３标准频率７．４数字信号处理第八章LabVIEW程序设计技巧８．１局部变量８．２全局变量８．３属性节点８．４程序流控制８．５触发与同步第九章数字IO和计数器９．１基本知识９．２数字I/O简介９．３计数器第十章测量专题四、上课及实验地点：西主楼１－３０１五、实验室环境共１７组，每组提供：计算机一台，其中配有NI公司MIO-16E-4采集卡一块，LabVIEW等语言。

LabVIEW虚拟仪器程序设计从入门到精通
前面板主要由输入控件和输出显示器组成。

输入控件模拟典型的输入对象，比如仪表盘、旋钮和开关等。

控件的作用是输入数据，向VI的程序框图提供数据。

输出显示器是程序框图经过运行处理后产生的输出数据信息。

更为形象地说，前面板类似用户接口。

新建VI前面板会出现一个小小的控件窗口，如图3-2所示。

若不小心关闭了控件窗口，可以在VI前面板的查看菜单栏的控件选板中重新打开。

从控件窗口中选定控件或显示器，放置到前面板，如图3-3所示，根据程序的需要，可调整控件大小、颜色、位置等属性。

图3-2 控件窗口图3-3 将控件放置到前面板
3.1.2 程序框图
程序框图表示LabVIEW的程序代码，即可执行代码。

程序框图主要由3个部件组成：端子、节点和连线。

图3-4所示为两个数相加的程序，程序框图看起来非常直观，而且很容易操作。

图3-4 两个数相加的程序
编写图3-4所示的程序需要经过以下几个步骤。

●从前面板控件窗口的新式>>数值子选项卡中选择数值输入控件放入前面板，打开程序框
图，可以看到LabVIEW自动在框图中创建了对应的端子“数值”，再创建“数值2”。

从数值子选项卡中选择数值显示控件放入前面板，在程序框图中会创建对应的端子“数值3”。

●从程序框图的函数选项卡函数>>数值子选项卡中选择加函数，放入程序框图中，将“数值”
与“数值2”与加函数的输入点相连，“数值3”与加函数的输出点连接。

●保存该函数为add.vi。

26。

第二章程序结构２．１循环结构２．１．１While 循环While 循环可以反复执行循环体的程序，直至到达某个边界条件。

它类似于普通编程语言中的 Do 循环。

While 循环的框图是一个大小可变的方框，用于执行框中的程序，直到条件端子接收到的布尔值为 FALSE。

该循环有如下特点：●计数从0开始（i=0）。

●先执行循环体，而后i+1，如果循环只执行一次，那么循环输出值i=0。

●循环至少要运行一次。

条件端子循环变量图２－１While 循环示意图练习２－１使用While循环和图表目的：用 While 循环和图表获得数据，并实时显示。

创建一个可以产生并在图表中显示随机数的VI。

前面板有一个控制旋钮可在0到10秒之间调节循环时间，还有一个开关可以中止VI的运行。

学习怎样改变开关的动作属性，以便不用每次运行VI时都要打开开关。

操作步骤如下：前面板图２－２练习２－１的前面板1．选择FileºNew，打开一个新的前面板。

2．选择ControlsºBoolean，在前面板中放置一个开关。

设置开关的标签为控制开关。

3．使用标签工具创建 ON 和 OFF 的标签，放置于开关旁。

4．选中ControlsºGraph，在前面板中放置一个波形图（是chart，而不是graph）。

设置它的标签为随机信号。

这个图表用于实时显示随机数。

5．把图表的纵坐标改为0.0 到 1.0。

方法是用标签工具把最大值从10.0改为1.0。

6．选择ControlsºNumeric，在前面板中放置一个旋钮。

设置旋钮的标签为循环延时。

这个旋钮用于控制While 循环的循环时间。

流程图7．开流程图，按照下图创建流程图。

图２－２练习２－１的流程图a.从FunctionsºStructures 中选择 While 循环，把它放置在流程图中。

将其拖至适当大小，将相关对象移到循环圈内。

b.从Functionsº Numeri c中选择随机数（0-1）功能函数放到循环内。