实验1 LabVIEW编程环境与基本操作实验
一、 实验目的
? 了解LabVIEW８的编程环境；
? 掌握LabVIEW的基本操作方法，并编制简单的程序； ? 学习建立子程序的过程。
二、 实验设备
安装有LabVIEW8的计算机。
三、 LabVIEW介绍
LabVIEW(Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench，实验室虚拟仪器工作平台)是美国NI(National Instrument)公司推出的一种基于G语言(Graphics Language，图形化编程语言)的虚拟仪器软件开发工具，是目前国际上应用最广的虚拟仪器开发环境之一，主要应用于仪器控制、数据采集、数据分析、数据显示等领域，并适用于Windows、Macintosh、UNIX等多种操作系统平台。与传统程序语言不同，LabVIEW采用强大的图形化语言(G语言)编程，面向测试工程师而非专业程序员，编程方便，人机交互界面直观、友好。设计者可以象搭积木一样，轻松组建一个测量系统和构造自己的仪器面板，而无需进行任何繁琐的计算机代码的编写。
LabV1EW软件工具的特点可归纳为：
? 图形化的编程方式，设计者无须写任何文本格式的代码，是真正的工程师的语言。 ? 提供了丰富的数据采集、分析及存储的库函数。
? 提供了传统的程序调试手段，如设置断点、单步运行，同时提供了独到的高亮执行工具，使程序动画式运行，利于设计者观察程序运行的细节，使程序的调试和开发更为便捷。
? 32位的编译器编译生成32位的编译程序，保证用户数据采集、测试和测量方案的高速执行。
? 囊括了DAQ、GPIB、PXI、VXI、RS-232/485在内的各种仪器通信总线标准的所有功能函数，让不懂总线标准的开发者也能够驱动不同总线标准接口设备与仪器。
? 提供大量与外部代码或软件进行连接的机制，如DLL(动态链接库)、DDE、ActiveX等。
? 强大的Internet功能，支持常用网络协议，方便网络、远程测控仪器的开发。 1. LabVIEW的工作环境
我们先来介绍一下LabVIEW的工作界面和文件目录(本书以LabVIEW8为例)。 1) 启动界面
启动LabVIEW后，首先出现如图1-1所示的对话框。 对话框中各按钮的作用如下：
? 【New】——创建一个新的VI(Virtual Instrument)程序。
? 【Open】——打开一个已有的VI程序（通过浏览器或直接选择列出的最近10次使用的VI程序）。
? 【New To LabVIEW】——学习LabVIEW的入门资料等。
? 【Upgrading To LabVIEW】——LabVIEW 8的最新特征及功能等。 ? 【Web Resources】——LabVIEW 8的网络资源导向等。 ? 【Example】——LabVIEW 8的例程等。 2) 前面板窗口和框图程序窗口
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图1-1 LabVIEW 8启动界面
在LabVIEW启动对话框上单击【New…】面板中的Blank VI，会出现两个没有标题的新窗口，其中一个为前面板(Front Pane1)窗口，另一个为框图程序(Block Diagram)窗口，这是LabVIEW提供给用户创建/设计虚拟仪器的工作环境。选择菜单栏的Windows菜单，在弹出的快捷菜单中选择Tile Left and right选项，可将这两个窗口平铺排列，以便在设计程序时前面板与框图程序的相互对应。在LabVIEW8中，前面板上还增加了网格，有利于对象的排列，如图1-2所示。
图1-2 LabVIEW 8 前面板与框图程序窗口
① 前面板工具栏
前面板窗口和框图程序窗口都有各自的工具栏，工具栏包括用来控制VI的命令按钮和状态指示器。图1-3是前面板窗口的工具栏。
图 1-3 前面板工具栏
下面介绍该工具栏中各按钮的作用: ?
(Run，运行)——单击它可以运行VI程序。在这里，读者要注意运行按钮的图
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案变化；如果运行的VI程序为最上级程序，则该按钮变为一个被调用程序(如子程序)，则该按钮变为钮变为
；如果运行的VI程序是
；当程序出错，无法执行下去时，该按
，表示VI程序由于出错而不能运行。如果想了解出错原因，可以单击该按
钮，系统将弹出一个帮助窗口，列出所有错误。 ?
(Abort Execution，终止运行)——当VI程序执行时，工具栏上将出现
，单
击它就会立即停止程序的运行。注意：使用该按钮停止VI程序的运行，是强制性的停止，可能会错过一些有用的信息。通常在设计程序时，可以通过设置按钮来控制VI程序的运行，这样就使得VI程序执行的是完整的、有序的过程。 ?
(Pause/Continue，暂停/继续)——单击该按钮可使VI程序暂停执行，再单击它，
则VI程序继续执行。 ?
(Run Continuous1y，连续运行)——单击该按钮，此按钮变为
，VI程序连续
地重复执行，再次单击一下该按钮可以停止程序的连续运行。 ?
(Text Settings，字体设置)——单击该按钮将弹出一个下拉
列表，从中可以设置字体的格式，如字体类型、大小、形状和颜色等。 ?
(Align Objects，排列方式)——首先选定需要对齐的对象，然后单击该按钮，
将弹出一个下拉列表，该列表可以设置选定对象的对齐方式，如竖直对齐、上边对齐、
左边对齐等。 ?
(Distribute Objects，分布方式)——选定需要排列的对象，然后单击该按钮，
将弹出一个下拉列表，从中可以设置选定对象的排列方式，如间距、紧缩等。 ?
(Reorder，重叠方式)——当几个对象重叠肘，可以重新排列每个对象的叠放
次序，如前移、后移等。 ② 框图程序工具栏
框图程序窗口的工具栏按钮大多数与前面板工具栏相同，另外还增加了4个调试按钮。 框图程序窗口的工具栏如图1-4所示。
图1-4 框图程序工具栏
下面介绍4个调试按钮的作用: ?
(Highlight Execution，高亮执行)——单击该按钮，此按钮转换成为
，VI程
序以一种缓慢的节奏一步一步地执行，所执行到的节点都以高亮方式显示，这样用户可以清楚地了解到程序的运行过程，也可以很方便地查找错误。当再次单击该按钮时，即可以停止VI程序的这种执行方式，恢复到原来的执行方式。
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? (Retain Wire Value，返回连线上的数值)——单击此按钮，此按钮转换为。此
时，当程序运行时，将保存流过数据线的数值。 ?
(Start Sing]e Stepping，单步执行)——单击此按钮，程序将以单步方式运行，如
果节点为一个子程序或结构，则进入子程序或结构内部执行单步运行方式。 ?
(Start Single Stepping)——也是一种单步执行的按钮，与上面按钮不同的是：以
一个节点为执行单位，即单击一次按钮执行一个节点。如果节点为一个子程序或结构，也作为一个执行单位，一次执行完，然后转到下一个节点，而不会进入节点内部执行。闪烁的节点表示该节点等待执行。 ?
(Step Out)——当在一个节点(如子程序或结构)内部执行单步运行方式时，单击
该按钮可一次执行完该节点，并直接跳出该节点转到下一个节点。 3）快捷菜单
LabV1EW菜单中使用最多的是快捷菜单，几乎所有用来创建虚拟仪器的对象都有可 选择的快捷菜单。在对象上单击右键即可访问快捷菜单。
4）下拉式菜单
LabVIEW窗口上部的菜单栏为下拉式菜单。下拉式菜单包括最普通的选项如Open、Save、Copy、Paste以及LabVIEW的其他特殊选项。我们将在后面的使用中进行简单介绍。 2．LabVIEW模板简介
LabVIEW作为一种图形化的设计语言，主要提供3种图像化的模板来帮助创建VI: 工具模板(Tools Palette)，控制模板(Controls Palette)和功能模板(Functions Palette)。
前面板窗口和框图程序窗口都提供工具模板，而控制模板只出现在前面板窗口中，功能模板只出现在框图程序窗口中。
前面板所需的各种“控件”均由控制模板提供。前面板的设计过程就是利用工具模板中的相应工具，从控制模板中取出所需的“控件”并摆放在前面板窗口中的适当的位置。
框图程序设计时所需的各种“功能函数”均由功能模板提供，利用工具模板中的工具， 从功能模板中选出相应的“图标”放置在框图程序窗口中。
1) 工具模板(Tools Palette)
选择Windows菜单下的Show Tools Palette选项可显示出工具模板，如图1-5所示。
工具模板提供了用来操作、编辑前面板和框图程序上的对象所需的各种工具，可用来创建、修改和调试VI。当从工具模板中选择了某种工具后，鼠标光标就变为该工具的形状，表示可以进行某类操作。
下面简单介绍各种工具的作用：
?
(Automatic Tool Selection，自动工具选择)——绿灯
图1-5 工具模板
亮时，开启工具自动选择功能，此时系统会根据鼠标所指对象的位置，自动变换成相应的操作工具。再单击该图标可关闭此功能。 ?
(Operate Value，操作工具)——可以操作前面板的控制器和指示器。当光标经过
文本控制器、字符串控制器或数字控制器时，单击它后，就可以在操作工具所在的位置输入宇符或数字。
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? ?
(Position/Size/Select，选择工具)——用于选择、移动和改变对象的大小。 (Edit Text，标签工具)——用于输入标签文本或者创建自由标签。使用方法：单
击标签工具，将所出现的光标移到前面板或框图程序的任意地方，输入注释文字或数字。 ?
(Connect Wire，连线工具)——用于在框图程序上连接对象。
? (Object Shortcut Menu，对象快捷菜单工具)——可弹出对象的快捷菜单，相当于在其他工具状态下单击右键。 ?
(Scroll Window，翻滚工具)——选中该工具，将它放置在窗口任意位置，使用
鼠标拖动，可使窗口中的对象整体平移。而使用窗口滚动条只能单方向移动窗口中的对象。 ?
(Set/Clear Breakpoint，断点工具)——使用该工具可以在VI函数和结构内设断
点，当程序执行到断点时就暂停执行。 ?
(Probe Data，探针工具)——使用该工具可以在框图程序的连线上设置探针，程
序调试时可以通过探针窗口来观察该连线上的数据变化情况。 ?
(Get Color，颜色提取)——使用该工具可以提取对象的颜色，以便用于编辑其
他对象。 ?
(Set Color，颜色工具)——使用该工具可以改变对的颜色，包括改变对象的前
景色和背景色。
2）控制模板(Controls Paletle)
选择前面板窗口的Windows菜单下的Show Controls Palette选项或在前面板窗口上单击右键，可显示出控制模板，如图1-6所示。
控制模板只用于前面板，用来创建控制器和指示器。下面简单介绍一些按钮和子模板的作用 ：
? ?
程序函数。 ?
(Options)——当控制模板固定桌面上时候
图1-6 控制模板
(图钉)——把控制模板固定在桌面上。
(Search)——用于查找前面板控件或框图
出现，用于定制控制面板视图。
? (Numeric，数字)——包括一些数字控制器和指示器。 ?
(Boolean，布尔)——包括一些布尔值的控制器和指示器。
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