虚拟仪器_labview_课件PPT_第三章_前面板与程序框图

数据处理与分析
LabVIEW提供了大量的数据处理和分析工具，可以进行数据拟合、曲线拟合、傅里叶变换、小波变换等处理，同时也可以进行各种算法开发。
工程应用
LabVIEW在工程应用中也有着广泛的应用，如机器人控制、自动化生产线控制、能源监测等。
仪器控制
通过LabVIEW编程，可以实现对各种仪器的控制和调节，如示波器、信号发生器、光谱仪等。
数据库的访问与操作
数据库连接
对数据库中的数据进行查询、检索等操作。
数据查询
对数据库中的数据进行添加、修改、删除等操作。
数据更新
TCP/IP通信
01
通过TCP/IP协议实现LabVIEW程序与远程计算机之间的通信。
网络编程应用
UDP通信
02
通过UDP协议实现LabVIEW程序与远程计算机之间的通信。
集成效果
通过集成仪器驱动程序，LabVIEW可以更加方便地实现对不同类型仪器的控制和数据采集，提高了测试和测量效率。
图形化编程环境和仪器驱动程序的集成
VS
虚拟仪器的性能直接影响到测试和测量的精度和效率，因此需要进行性能优化。
性能优化的方法
可以通过优化图形化编程语言的算法、优化仪器驱动程序的通讯协议、减少数据传输量、采用多线程技术等方法来提高虚拟仪器的性能。同时，也可以根据实际需要，选用高性能的计算机硬件来提高虚拟仪器的整体性能。
包括数据的统计、计算、图表绘制等。
基于labview的信号处理和数据分析
网络化虚拟仪器
包括网络化仪器的概念、技术、设计方法等。
网络化虚拟仪器的应用
包括远程控制、数据共享、仪器资源共享等。
网络化虚拟仪器的实现和应用
高性能计算
包括并行计算、分布式计算、云计算等技术。

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第3章 LabVIEW的程序运行结构
3.1 两种不同的循环结构 3.2 定时结构 3.3 独特的条件结构 3.4 不和谐的顺序结构 3.5 禁用部分程序框图结构 3.6 局部变量、内置全局变量和函数全局变量 3.7事件结构
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3.1 两种不同的循环结构
3.1.1 For循环的组成和特点 3.1.2 For循环与数组 3.1.3 For循环与移位寄存器 3.1.4 For循环中的continue和break 3.1.5 While循环不仅仅是循环 3.1.6 While循环与定时 3.1.7 反馈节点
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4.8 几种常用的内存分析工具和方法
4.8.1 内存的重要性 4.8.2 内存和性能查看工具 4.8.3 VI 使用的内存 4.8.4 优化内存的一般注意事项 4.8.5 数组处理与内存优化 4.8.6 避免循环中不必要的计算、读写控件或者变量
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4.9 影响VI运行速度的因素
口 第九章：MathScript 第十章：基于组件的程序结
构 第十一章：人机交互与编程
风格
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应用篇
第十二章：VI模板、设计模 式、状态图
第十三章：串并口通讯、网 络与DSC
第十四章：数据库、报表工 具
第十五章：LabVIEW与RT系 统
第十六章：LabVIEW与数据 采集
第十七章：FPGA工具包
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5.2.6 读写二进制文件
二进制文件是计算机文件中最常见的文件。它占用空间 最小，适合于连续存储大量数据。同时，它的存储格式 与数据在内存中的存储格式一致或者类似，很多情况下 甚至是内存的映射。因此，无论是存储还是读取都是速 度最快的，而且还具有非常高的安全性。如果不知道数 据的格式，很难分析出文件的格式。

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ln(x)
说明 绝对值 反余弦，x弧度 反双曲余弦，x弧度 反正弦 反双曲正弦 反正切函数 反双曲正切 返回大于1的最小整数 余弦积分，x为非负实数 余弦函数 双曲余弦 余切函数 余割函数 指数函数
exp(x)-1 返回小于x的最大整数 返回距x最近的整数 返回0-x间最近的整数
自然对数函数
这对于实现有多个变量的公式来说很有用。否 则需要使用复杂的框图模型。
通过在框中直接键人公式代码来代替创建框图 部分。
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公式节点的输入、输出变量
❖ 从公式节点边框上弹出快捷菜单，从中选择Add Input 或 Add Output。
❖ Change to Output可将输入改变为输出，Change to Input可将输出改变为输入。
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局部变量的创建和使用方法
❖ 局部变量的创建既可以通过图示右键弹出菜 单获得，也可以在功能模板上选择 Function/Structures/Local Variable将其拖到 框图上，得到一个代“？”的图标，再将其 与框图中已有的变量建立关联。
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4.8 局部变量和全局变量
1. 掌握循环结构的自动索引功能和函数 的多态性操作方法。
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5.1 LabVIEW的数据类型
整形数 浮点数 逻辑量 字符串 文件路径
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兰色 橙色 绿色 粉色 青色
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5.2 数值类型
❖ 最基本的数据类型是数值类型，这是一种标量值， 通常包括一个整型值或实型数值(浮点)。
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建立循环结Leabharlann 演示2021/3/910

尽量避免程序框图扩展到屏幕显示范围以外。 如果程序中某些部分能在其它程序中重用，或者是某
些部分能划分为一个逻辑上的单元，就创建一个子VI。 整齐清晰的排列连线，以免造成读程序的困难。 按住<Ctrl>键用选择工具在程序框图中划出一块面积，
可以解决部分程序框图过于拥挤的问题。 为了节省程序框图空间，不必为函数和子VI显示标签，
包括算术运算符、数值类型转换函数、三角函数、对数函数、 数值 复数函数、数值常数、数据操作函数、与信号调理有关的量值
转换VI等。
文件I/O
包括对各种格式文件读写的函数和VI,对文件及路径进行操作 的各种函数和VI。
布尔 包括逻辑运算符、布尔型常数、布尔量与数值的转换函数等。
3-2 函数选板
图标
名称 字符串
第3章 构建程序框图
程序框图里的对象 函数选板 基本数据类型 程序的层次结构 Express VI 多态 程序框图设计原则 修复程序创建中的错误 程序调试
唐山学院测控中心 (C) 2008
3-1 程序框图里的对象
3-1-1 节点 3-1-2 接线端 3-1-3 常量 3-1-4 连线
3-1-1 节点
函数 函数是完成LabVIEW程序功能的最基本成员，它相当于文
本编程语言对较少。
子VI 用于另一个VI中的VI叫子VI，这实际就是供其它程序调用
的子程序。
Express VI Express VI是一类特殊子VI，可以通过对话框配
。
3-4 程序的层次结构
3-4-1 层次结构窗口
帮助我们了解软件 层次结构的一个图形工 具是LabVIEW的层次结 构窗口，层次结构窗口 通过显示VI的调用与被 调用来表达VI的从属关 系。

3
1 虚拟仪器的产生
❖ 随着微电子、计算机、网络和通讯技 术的飞速发展，仪器技术领域发生了巨 大的变化，美国国家仪器公司( National Instruments，简称NI)于80年代中期首 先提出了基于计算机技术的虚拟仪器 (virtual Instruments，简称VI)概念，把 虚拟测试技术带入新的发展时期，随后 研制和推出了基于多种总线系统的虚拟 仪器。
（1）计算机 它一般为一台PC机或者工作站，是硬件平台的核心。
（2）I/O接口设备 I/O接口设备主要完成被测信号的采集、放大、模/数 转换。不同的总线有其相应的I/O接口设备。
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4.3 虚拟仪器的开发平台
❖ 虚拟仪器应用程序的开发平台主要有两种: 一种是基于传统的文本语言的软件开发平台， 常用的LadWindows/ CVI , Visual-BASIC, Visual C ++等;一种是基于图形化语言的软件 开发环境，常用的有LabVIEW和HPVEE。其中 图形化软件开发系统是用工程人员所熟悉的术 语和图形化符号代替常规的文本语言编程，界 而友好，操作简便，深受专业人员的青睐。这 里简要介绍一下最流行的LabVIEW。
LabVIEW 图形编程软件入门Biblioteka 主讲人： 时间： 机电及自动化学院
1
虚拟仪器技术
the technology of virtual instrument
2
第一部分 关于虚拟仪器
❖ 1.虚拟仪器的产生 ❖ 2.虚拟仪器的概念 ❖ 3.虚拟仪器突出优点（特点） ❖ 4.虚拟仪器系统的组成 ❖ 5.虚拟仪器与传统仪器的比较 ❖ 6.虚拟仪器的应用领域 ❖ 7.世界及我国虚拟仪器的应用现状
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5 虚拟仪器 vs 传统仪器

实现虚拟仪器的高级功能
01
多功能仪器
通过添加更多的功能模块，例如数据存储、数据分析和显示等，可以
设计出多功能虚拟仪器。
02
自定义用户界面
可以使用LabVIEW中的用户界面设计工具来创建自定义的用户界面，
以便更好地满足客户需求。
03
网络化仪器
通过添加网络通信模块，可以将虚拟仪器连接到网络中，实现远程测
量和控制。
掌握虚拟仪器的调试技巧
使用调试工具
LabVIEW提供了多种调试工具，例如断点、单步执行和 变量观察等，可以帮助开发人员检查程序中的错误和问 题。
遵循良好的编程习惯
在编写程序时应该遵循良好的编程习惯，例如避免使用 全局变量、合理划分模块等，以减少错误和调试的难度 。
测试和验证
在设计和开发虚拟仪器时，应该进行充分的测试和验证 ，以确保仪器的准确性和可靠性。
03
制面板、图表、图形等。
02
labview编程进阶
学习labview图形化编程语言
1Leabharlann 熟悉LabVIEW的基本概念、工具栏和菜单
2
学习图形化编程语言的基本语法和程序结构
3
掌握LabVIEW中的数据类型、变量、函数和控 件
掌握labview高级功能
01
学习LabVIEW的信号处理和仪器控制功能
02
THANK YOU.
2023
labview编程及虚拟仪器设 计ppt
目录
• labview编程基础 • labview编程进阶 • 虚拟仪器设计基础 • 虚拟仪器设计实践
01
labview编程基础
了解labview
01
LabVIEW是Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench的缩写，是由美国 National Instruments公司开发的图 形化编程环境，广泛应用于测试、测 量、控制等领域。

• 1．性能高 • 2．扩展性强、灵活性好 • 3．智能化程度高 • 4．界面友好
1.1.3 虚拟仪器发展过程
• 世界是最早开发和应用虚拟仪器公司是 National Instruments Corporation公司。
• 由于虚拟仪器具有先进的性能和广泛的应 用前景，在NI公司之后还有一些国际知名 厂商也加入到虚拟仪器的研发当中。例如， HP公司、PC仪器公司、Racal公司等先后 研发了一些仪器，但NI公司仍然处于领先 地位。
labVIEW程序设计
推荐参考教材
第1章 认识虚拟仪器
• 虚拟仪器一种对现实中各类仪器的用计算 机进行模拟的仪器。它能完成现实中仪器 所能完成的大部功能。本章先对虚拟仪器 作了入门性介绍，也是对以后所学知识的 总体介绍和总结，然后引出LabVIEW。学 习完本章后，要求对LabVIEW有一个过渡 性的认识。
（显示）
者的结合粗略地讲，虚拟仪器可 以分为智能仪器和虚拟仪器。它 处理器
(数据分析、处理、计算、存 储)
们的区别是，前者把计算机装入 数据 传输
仪器，后者把仪器装入计算机。 虚拟仪器把计算机的处理器、存 D/A、A/D、数据输入
（数据采集）
1.1.2 虚拟仪器的特征
• 虚拟仪器从出现到现在的广泛应用，经历 的短短的几十年，可以说它的发展速度是 相当快的。尤其是近年来在各行各业中大 量应用此技术，它的迅速发展，主要是有 以下几点特征。
• 2．什么是LabVIEW？LabVIEW的主要优势 是什么？
• 3．LabVIEW系统由哪几部分组成？它被应 用在了哪些领域？
• 4．什么是G语言？它和其他文本化编程语 言有哪些异同？
信号分析处理
（波形操作、数据滤 波、数组处理、等）

数据存储与回放
LabVIEW可以将采集的数据存储 到文件中，并支持数据的回放和 分析，便于后续的数据处理和挖
掘。
05
虚拟仪器与现实世界
虚拟仪器与现实世界的接口
硬件接口
虚拟仪器通过硬件接口与现实世界的 物理设备连接，实现数据采集和控制 。常见的硬件接口包括串口、USB、 GPIB等。
软件接口
虚拟仪器软件提供各种软件接口，如 函数面板、脚本语言等，方便用户进 行数据分析和处理。
集成与调试
对虚拟仪器进行集成和调试，确保其 功能和性能符合设计要求。
04
LabVIEW在虚拟仪器中 的应用
LabVIEW在信号处理中的应用
信号生成
LabVIEW提供了多种信号生成函数， 如正弦波、方波、噪声等，可用于模 拟各种实际信号。
信号分析
信号处理算法
LabVIEW支持多种信号处理算法，如 傅里叶变换、小波变换、滤波器设计 等，可用于信号的降噪、特征提取和 模式识别。
可靠性
虚拟仪器应具备高可靠性和稳定性， 能够保证实验结果的准确性和可靠性。
虚拟仪器的硬件选型
01
02
03
04
数据采集卡
根据实验需求选择合适的数据 采集卡，确保能够采集到准确
、稳定的数据。
信号调理器
根据测试信号的类型和幅度选 择合适的信号调理器，确保信
号的质量和稳定性。
传感器
根据测试需求选择合适的传感 器，确保能够准确、稳定地测
实时控制系统
LabVIEW可以与硬件设备进行通信， 实现实时控制系统的构建和调试。
LabVIEW在数据采集中的应用
数据采集卡驱动
LabVIEW支持多种数据采集卡， 如示波器、数据采集卡等，可实

布尔量只有两种状态，要么真，要么假。
布尔控件
布尔串控件，位于 “控件”选板->“新式”>“布尔”中。
布尔函数
对布尔量实施操 作的函数称为布尔函 数，位于“函数”选 板->“编程”->“布 尔”中。
按钮与开关
布尔输入控件分为按钮型布尔控件和开关型 布尔控件。它们都是布尔输入控件，但物理意义 有所区别。
单位标签可以在快捷菜单->显示项->单位标 签从而显示，可自由输入物理单位符号，如时间 “h”,“s”，长度“m”等。也可于单位标签上 右键->创建单位字符串进行单位选择。
LabVIEW程序可实现不同单位的自动转换， 还可以通过运算自动处理组合单位。
数值控件的基数与单位标签
数值控件的属性
在快捷菜单上选择“属性”项，即可打开属 性对话框。属性对话框由许多属性页组成，涵盖 了大量的控件属性设置信息。
我们利用控件选板所提供的各种输入控件 和显示控件就可以达到”所见即所得”的效果。
从LabVIEW数据流编程的角度看，任何数 据都必须是有源的，这个源就是输入控件或常 量。常量可以理解为特殊的输入控件。而数据 最终流向的目的地就是显示控件。
从控件本身的角度看，LabVIEW只是推荐 了控件的使用方法，而并没有绝对区分控件必 须是输入控件还是显示控件，两者之间可以相 互转化。
线型与数据类型
LabVIEW中，不同的线型代表不同的数据类型。
在LabVIEW中，数值控件的数据类型是可以 改变的。当我们使用数值控件时，需注意正确使 用数据类型，避免程序发生错误。
编写求平均数程序： 程序能否运行？ 程序能否实现功能？
Result为蓝色控件，其数据类型为整型数据， 程序计算结果会被强制转换为整形数。程序能运 行，但无法正确结果。

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2.2 LabVIEW的操作模板
LabVIEW具有多个图形化的操作模板，用于创建和 运行程序。共分三类：为工具（Tools）模板、控 件（Controls）模板和功能（Functions）模板。
1.工具模板
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。
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2.4.2 调试VI 1.单步执行VI (1)单步（入）执行 (2)单步（跳）执行 (3)单步（出）
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2.设置断点 将工具模板总鼠标切换到断点工具状态，
单击框图程序中需设置断点的地方即可。
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3.设置探针 将工具模板总鼠标切换到探针工具状态，
单击框图程序中需查看的数据连线，会弹出一 个对话框，若有数据流过，即显示该数据值。
2.1 基本概念与术语
1. LabVIEW，
Laboratory Virtual instrument Engineering
Workbench的缩写，一种图形化的编程语言，又称 为“Ｇ”语言。使用这种语言编程时，基本上不 写程序代码，取而代之的是流程图或框图程序。
2. VI 使用LabVIEW开发平台编制的程序称为虚拟仪
连线：端口、节点间的数据通道，定义了框图内 的数据流动方向。
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采样点数 512 振幅 频率 100000 10
正弦波 100
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下面是一些常用数据类型所对应的线型和颜色：
整形 浮点数 逻辑量 字符串 文件路径
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5. 图标/连接端口
VI具有层次化和结构化的特征。一个VI可以作 为子程序，这里称为子VI（SubVI），被其他VI 调用。 图标：作为子VI的直观标记； 连接端口：表示该子VI被调用时的输入输出接

可编程仪器标准命令 SCPI
语法形式
助记符，层次结构，标准参数格式
命令构造
IEEE 488.2 中的 13 个必备命令 400 个以上的 SCPI 可选命令
数据交换格式
《虚拟仪器技术》仪器驱动器
可编程仪器标准命令 SCPI
语法形式
助记符，层次结构，标准参数格式
语法形式
助记符 层次结构 标准参数格式
命令构造 数据交换格式
《虚拟仪器技术》仪器驱动器
可编程仪器标准命令 SCPI
语法形式
助记符，层次结构，标准参数格式
命令构造
IEEE 488.2 中的 13 个必备命令 如：*IDN，*RST 等
数据交换格式
《虚拟仪器技术》仪器驱动器
非形式化方式 自然语言 结构框图 形式化方法 UML建模
《虚拟仪器技术》VI开发过程
统一建模语言（UML ）
Unified Modeling Language UML 是一种表达复杂系统的结构和关系的语言； 最初作为面向对象的标准方法被提出； 由 Rational 发起，被 i-Logix、Digital、HP、 ICON Computing、Microsoft、MCI Systemhouse、 Oracle、TI、Unisys 等著名软件公司提交给 OMG； 1997 年 11 月正式被采用为 OMG 标准。
命令构造 数据交换格式
《虚拟仪器技术》仪器驱动器
可编程仪器标准命令 SCPI
语法形式
助记符 如：Frequency → FREQ，Power → POW，Direct Sequence → DSEQ； 助记符：命令为大写字母，助记符为小写字母。如： FREQuency，POWer。

44、卓越的人一大优点是：在不利与艰 难的遭遇里百折不饶。——贝多芬
45、自己的饭量自己知道。——苏联
文 家 。汉 族 ，东 晋 浔阳 柴桑 人 （今 江西 九江 ） 。曾 做过 几 年小 官， 后辞 官 回家 ，从 此 隐居 ，田 园生 活 是陶 渊明 诗 的主 要题 材， 相 关作 品有 《饮 酒 》 、 《 归 园 田 居 》 、 《 桃花 源 记 》 、 《 五 柳先 生 传 》 、 《 归 去来 兮 辞 》 等 。
1
0
、
倚
南
窗
以
寄
傲
，
审
容
膝
异常珍贵的东西，从任何源泉吸 收都不可耻。——阿卜·日·法拉兹
42、只有在人群中间，才能认识自 己。——德国
43、重复别人所说的话，只需要教育； 而要挑战别人所说的话，则需要头脑。—— 玛丽·佩蒂博恩·普尔
虚拟仪器Labview 使用教程
6
、
露
凝
无
游
氛
，
天
高
风
景
澈
。
7、翩翩新 来燕，双双入我庐 ，先巢故尚在，相 将还旧居。
8
、
吁
嗟
身
后
名
，
于
我
若
浮
烟
。
9、 陶渊 明（ 约 365年 —427年 ），字 元亮， （又 一说名 潜，字 渊明 ）号五 柳先生 ，私 谥“靖 节”， 东晋 末期南 朝宋初 期诗 人、文 学家、 辞赋 家、散

第3章 LabVIEW的数据类型
LabVIEW作为一种通用的编程语言， 与其他文本编程语言一样，它的数据操作 是最基本的操作。LabVIEW是用“数据流” 的运行方式来控制VI程序。
数据流是LabVIEW的生命，运行程序 就是将所有输入端口上的数据通过一系列 节点送到目的端口。LabVIEW主要的数据 类型包括标量类型（单元素），如数值型、 字符型和布尔型；还包括了结构类型（包 括一个以上的元素），如数组和群集。 LabVIEW数据控件模板将各种类似的 数据类型集中在一个子模板上以便于使用。
在此页面中可以设置数据类型和范围 等。用户应当注意的是，在设定最大值和 最小值时，不能超出该数字类型的数据范 围，否则，设定值无效。数据类型页面各 部分的功能如下。 （1）表示法 （2）定点配置
3．数据输入页面
用于为数值对象或输出设置数据范围。 使用默认界限：选中此选项时，可根 据所选的数据表示法设置默认的最小值、 最大值和增量值。取消勾选用户可指定数 据的取值范围。包括最大值和最小值的设 定。增量用于设置强制增量。
数值子选板中的基本数值函数选板
3.2.3 比较函数选板
比较函数选板包含在函数选板中的比 较子选板中，用户使用比较函数选板可以 进行数值比较、布尔值比较、字符串比较、 数组比较和簇比较，如图3-9所示。不同数 据类型的数据在进行比较时适用的规则不 同，下面就这些规则进行简单的介绍。
（5）多字符串显示 （6）开时文本 （7）关时文本 （8）文本颜色
2．操作页面
该页面用于为布尔对象指定按键时的 机械动作。 （1）按钮动作 （2）动作解释 （3）所选动作预览 （4）指示灯
3.2 数据运算选板 3.2.1 数值函数选板
数值函数选板包含在函数选板的数值 子选板中，该子选板中有类型转换节点、 复数节点、缩放节点和数学与科学常量节 点等，如图3-7所示。