LabVIEW课件

函数选项板
程序框图（block diagram）
Wire Data
Graph Terminal
Numeric Constant
虚拟仪器原理及设计
Multiply Timing
For Loop SubVI
Function Function Structure
第二章 LabView——〉LabView基本概念
虚拟仪器原理及设计
第二章 LabView——〉LabVie 图形化代码（LabVIEW —— Graphical Code）
图形化编程语言的源代码是出现在程序框图上，已 基本上定义出它的三种表述形式：
1. 端子 （Terminals）
端子所提供的一些基本信息： • 控件和指示器的外观图像（也可以以图标的形式显示） • 控件的边框颜色较深，表示它是控件（输入） • 控件的边框颜色较浅，表示它是指示控件（输出） • 端子的下方显示出了该控件的数据类型（DBL、U8……） • 端子边框上的小箭头可以看出控件的指向（输入或输出）
connector
虚拟仪器原理及设计
第二章 LabView——〉LabView基本概念
LabView基本概念
• 关于VI的其它特性 ：
1. 最小的VI 2. 子VI 3. VI的层次结构 4. VI的跨平台
虚拟仪器原理及设计
第二章 LabView——〉LabView基本概念
LabView基本概念
虚拟仪器原理及设计
第二章 LabView——〉内容介绍
虚拟仪器开发环境概述
• 主要是面向测试工程师，而不是专业程序员的虚拟仪器软件开发 环境 应具有如下特性： （1）简单，易于理解和修改（便于维护）； （2）具有强大的人机交互界面设计能力，易于实现各种复杂 的仪器面板； （3）具有数据可视化分析能力，提供丰富的仪器和总线接口 硬件驱动程序。

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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

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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
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虚拟仪器技术
the technology of virtual instrument
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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

下面是一种通用串口通讯程序旳界面。
第十一章 通信编程
11.2 DataSocket通信技术 DataSocket是NI企业提供旳一种网络测控
系统开发工具，以实现不同旳应用程序和数据 源之间旳数据共享。
DataSocket用类似于Web中旳统一资源定位 器(URL)定位数据，URL不同旳前缀表达了不同 旳数据类型：
从DataSocket读数据旳前面板：
第十一章 通信编程
第十一章 通信编程
注意：在上述程序运营前，必须先从 Windows程序菜单中打开DataSocket Sever。
第十一章 通信编程
11.2.6 基于DataSocket旳OPC数据传播
LabVIEW中DataSocket提供了OPC数据传播功 能。
该节点用于设置串标语、波特率、数据位、 停止位、奇偶校验、缓冲区大小及流量控制等 参数。
第十一章 通信编程
② 串口写(Serial Port Write.VI)
对串口进行写操作，端口设置为： VISA resource name：设置串标语; write buffer：写入串口缓冲区旳字符。 Return count：返回写入串口旳字符数。
OPC URL旳基本构造为: opc://主机名//OPC服务器名/数据项目
下面以SLC500 PLC为例，简介LabVIEW与PLC 基于DataSocket旳数据通信措施。
第十一章 通信编程
第十一章 通信编程
第十一章 通信编程
第十一章 通信编程
① RSLinx与其他软件旳通信 RSLinx通讯软件是用于A-B可编程控制器旳服 务器软件,为A-B旳PLC处理器与Rockwell企业及 其他企业(如微软)旳许多软件产品提供了通信 连接，如下图。

• 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）

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控制对象(输 入)
显示对象 (输出)
随机信号发生器的前面板
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流程图 流程图提供VI的图形化源程序。在 流程图中对VI编程，以控制和操纵 定义在前面板上的输入和输出功能 。流程图中包括前面板上的控件的 连线端子，还有一些前面板上没有 ，但编程必须有的东西，例如函数 、结构和连线等。
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（一）、LabVIEW系统安装 （二）、LabVIEW启动
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１、LabVIEW是什么？
LabVIEW 是 实 验 室 虚 拟 仪 器 集 成 环 境 的 简 称 （ Laboratory Virtual instrument Engineering）， 是一种图形化软件开发环境，它广
插入式DAQ卡 GPIB仪器 VXI仪器 RS232
信号处理 数字滤波
统计 分析
网络传输 硬复制 文件I/O
图形用户接口
虚拟仪器功能模块划分
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下面的框图反映了常见的虚拟仪器方案
被 测 对 象
信 号 调 理
数 据 采 集 卡
数
据
虚拟仪 器
处
面板
理
2020/2/13Βιβλιοθήκη 12二、虚拟仪器的特点
2020/2/13
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4、 LabVIEW 软件的特点
• 所见即所得”的可视化技术建立人机界面。
• 采用数据流编程模式，是能够同时运行多个程序的多任务系统。
• 提供了丰富的用于数据采集、分析、表达及数据存储的函数库。
• 提供如设置断点、单步运行, 高亮执行等调试工具, 使程序的调试和开发更 为便捷。

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。
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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
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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

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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

表格实际上就是一个字符串组成的二维数组。 树形控件以树的形式显示多层内容，Windows
的资源管理器就是用树形控件来显示文件目录 的。
§1 字符串
表格控件举例
〔表格例如.vi〕
§1 字符串
3 字符串函数
§1 字符串
字符串函数举例
〔字符串函数例如.vi〕
§1 字符串
字符串函数举例
数据数组/电子表格字符串转换函数例如
§3 簇
error in 和error out簇
对于系统错误，code都有预先的定义，可 以通过选择Help->Explain Error…翻开错 误解释框来查找该错误代码的更详细的解释。
练习
利用簇模拟汽车控 制，如右图所示， 控制面板可以对显 示面板中的参量进 展控制。油门控制 转速，转速＝油门 *100，档位控制时 速,时速＝档位*40， 油量随VI运行时间 减少。
簇控件
常量簇§Βιβλιοθήκη 簇LabVIEW中使用簇可以为编程带来以下的便 ①利把。子程序框图中不同位置，不同数据类型的多个数
据攒在一起，减少了连线的混乱。 ② 子程序有多个不同数据类型的参数输入输出时，把
它们攒成一个簇可以减少连接板上端口的数量。
③ 某些控件和函数必需要簇这种数据类型的参数。
注意：簇的成员可以是任意的数据类型，但是必须同时 都是控制件或同时都是显示件。
〔字符串函数例如2.vi〕
§2 数组
数组：数组控件与数组函数
数组控件
§2 数组
1 数组控件
注意：可以是数字、字符、布尔量等数组！
§2 数组
数组之间的算术运算
LabVIEW一个非常大的优势就是它可以根据输入 数据的类型判断算子的运算方法，即自动实现多态

LabVIEW编程语言
山东大学 控制科学与工程学院
吕连斌
1. LabVIEW 简介
1.1 LabVIEW环境 1.2 LabVIEW的应用领域
1.1 LabVIEW 环境
LabVIEW是由美国国家仪器公司（National Instruments, NI）创立的一个功能强大而又灵活的仪 器和分析软件应用开发工具。 LabVIEW 程序被称为“虚拟仪器”或简称为 VI(Virtual Instruments)。LabVIEW 不同于基于文本 的编程语言（如Java、VB和C），它是一种图形化 编程语言(Graphical Programming Language)——通 常称为G语言。
1.2 LabVIEW的应用领域
LabVIEW编程语言有很多优点，尤其在某些特定的领 域，它的优势更明显。因此，当需要在以下这些 领域开发计算机软件，可以优先考虑LabVIEW。
测试测量 控制 仿真 跨平台 快速开发
2 LabVIEW 入门
2.1 “Hello, World!” 程序 2.2 编写更复杂的程序 2.3 使用子VI
3 LabVIEW的数据与程序结构
3.1 数据 3.2 数据类型间的转换 3.3 基本程序结构
3.1 数据
数值控件
小练习
用循环产生一个0-1之间的随机数，并且每2秒显示 一次,循环5次。 输入两个数值X、Y，并将X-Y和X/Y的值在前面板显 示出来，且当Y=0时，指示灯变亮。 用循环产生10个随机数，在随机数产生的同时判定 当前随机数的最大值和最小值。在前面板显示最大 值、最小值和当前随机数。循环中要包含延时，已 办证运行时看清数值的更新。 构建VI，每秒显示一个0-1之间的随机数。并且要把 最近显示的4个数的平均值显示出来