LabVIEW基础培训（PDF120页）

LabVIEW基础培训课程学习导读•数据采集设备•仪器控制•使用仪器控制软件第一课配置硬件A.数据采集设备1.信号2.接线盒3.线缆4.DAQ设备5.计算机•使用Measurement&AutomationExplorer(MAX)配置和测试DAQ设备•虚拟DAQ设备：•使用NI-DAQmx虚拟设备，在不具备硬件的应用程序中实现NI产品功能•使用NI-DAQmx虚拟设备，可导出物理设备配置至未安装物理设备的系统•通过仪器控制总线，使用计算机上的软件控制仪器•合理搭配各类总线和仪器•了解仪器属性，例如：所用的通信协议•仪器控制的优势过程自动化节省时间在一个平台上执行多个任务简单易用多种可选仪器B.仪器控制GPIB（通用接口总线）是用于不同厂商的仪器和控制器通信的标准接口。•此类总线支持一个系统控制器（通常为计算机）和最多14台仪器•控制器：串口通信定义通信链接响应发出请求的设备发送GPIB命令传送/接收总线控制权串口通信•在计算机和外设（例如，可编程仪器或其它计算机）之间传输数据•使用发送器经通信数据线向接收器发送数据，每次发送一位数据•如数据传输速率较低或长距离传输时，上述方法为最佳方案•绝大多数计算机具有一个或多个串口，因此除线缆外无需其它硬件设备•接口驱动：仪器接口（例如，GPIB）包含一组驱动程序•配置：使用MAX配置接口C.使用仪器控制软件•虚拟仪器(VI)•VI的构成•打开VI•项目浏览器•前面板•程序框图•搜索选板•选择工具•数据流•创建一个简单VI第二课LabVIEW导航什么是虚拟仪器？（把仪器放进计算里）软件程序——LabVIEW程序外观及性能均类似于物理仪器（如示波器和数字万用表）A.虚拟仪器（VI）前面板：VI的用户界面,使用输入控件和显示控件创建前面程序框图：包含图形化编程的源代码图标：VI的图形化表示&连线板：VI的输入和输出连线图B.VI的构成C.打开VILabVIEW项目用于：•集中管理LabVIEW文件和非LabVIEW文件•创建程序生成规范•部署或下载文件至终端D.项目浏览器•包含用户搭建前面板所需的输入控件和显示控件•在前面板单击查看»控件选板E.前面板-控件选板包含创建程序框图所需的VI、函数和常量F.程序框图-函数选板在控件和函数选板上通过搜索按钮查找控件、函数和VIG.搜索控件、VI、函数•使用LabVIEW提供的工具创建、修改和调试VI•工具是对应于鼠标动作的特定操作模式•鼠标动作取决于所选择的工具图标•如开启自动选择工具功能开启自动选择工具功能，LabVIEW将根据当前鼠标位置判断要使用的工具H.选择工具LabVIEW按照数据流模型数据流模型运行VI•仅当所有输入数据都准备好时，节点才能执行功能•节点执行完后才能向输出端提供数据I.数据流J.创建简单VI•LabVIEW帮助工具•修正断开的VI•调试技术•未定义或预期外的数据•错误检查和处理第三课疑难解答和VI调试即时帮助•鼠标悬停于对象上方时，显示LabVIEW对象的基本信息•点击帮助»显示即时帮助、按下Ctrl-H或点击工具栏上的显示即时帮助窗口按钮LabVIEW帮助•多数选板、菜单、工具、VI和函数的详细介绍及LabVIEW使用说明•打开LabVIEW帮助：−点击帮助》搜索LabVIEW帮助−使用即时帮助窗口的详细帮助信息链接或−右键单击对象，选择快捷菜单中的帮助项A.LabVIEW帮助工具B.修正断开的VI常见问题•断线−将布尔型输入控件与字符串型显示控件相连−将数值型输入控件与数值型输入控件相连•必须连接的程序框图接线端断开•子VI断开或将子VI图标放置在VI程序框图上之后，对连线板进行了编辑B.修正断开的VIVI未断开，但产生某些未预期数据或事件•是否存在未连线或隐藏的子VI？•是否使用了不正确的默认数据？•是否传递了未定义数据？•是否使用了正确的数值表示法？•节点执行顺序是否正确？关键词：关键词：单步执行单步执行探针探针断点断点C.调试技术•∞(Inf)−无穷大−用零做除数，执行除法操作•NaN−非法数字−由无效操作产生，例如，对负数执行求平方根操作•执行数学运算时检查是否有非预期的Inf或NaN数据D.未定义或预期外的数据•虽然开发人员在创建VI时，努力确保VI的完善性。但用户仍可能碰到不可预期的问题•如果没有错误检查机制，仅能确定VI不能正常工作•错误检查能够指出错误发生的原因及位置−自动错误处理−手动错误处理E.错误检查和处理•LabVIEW数据类型•While循环（会用，尤其是与外界尤其是与外界数据交互时的使用）数据交互时的使用）•For循环（会用，尤其是与外界数尤其是与外界数据交互时的使用）据交互时的使用）•VI定时（会用）••循环数据传输循环数据传输•数据绘图（多条曲线）（多条曲线）•条件结构（隧道，索引）（隧道，索引）第四课实现VI数值型•数值型数据可表示不同类型的数值•右键单击输入控件、显示控件或常量•从快捷菜单中选择表示法，改变数值型数据的表示法布尔型•布尔型控件的行为是通过机械动作定义的•在LabVIEW中，布尔型数据表示为绿色A.LabVIEW数据类型字符串•可显示或不可显示的ASCII字符序列•在前面板上，字符串以表格、文本输入框和标签的形式出现•通过快捷菜单更改显示类型：正常显示、‘/’代码显示、密码显示和十六进制显示•在程序框图上，通过字符串函数编辑和操作字符串•在LabVIEW中，字符串型数据表示为粉红色枚举型枚举型一个枚举数可表示一对值，如字符串和数值型数字，枚举数还可以是一组已定义值的列表A.LabVIEW数据类型动态数据类型•保存由ExpressVI产生或采集的信息•非ExpressVI无法接收动态数据类型−如要使用内置VI或函数分析和处理动态数据类型，必须先进行数据类型转换−如已连线，数值、波形和布尔型数据显示控件或输入端可自动转换动态数据•在LabVIEW中，动态数据类型表示为深蓝色A.LabVIEW数据类型•计数接线端：返回已执行循环的次数；从从00开始计数开始计数•条件接线端：定义循环结束条件计数接线端条件接线端真时停止真时停止真是真时继续B.While循环LabVIEW　For循环流程图伪码N=100;i=0;Untili=N:Repeat(code;i=i+1);End;C.For循环For循环•如未添加条件接线端，For循环按照设定的次数执行•可执行０次•隧道自动输出数组（自动索引打开）While循环•仅当条件接线端接收到符合条件的值时才停止执行•至少执行一次•隧道自动输出最后一次执行的值C.ForFor循环循环vs.Whilevs.While循环循环需要使用VI定时的原因是什么？•控制循环执行频率（采集速率）（采集速率）•为处理器提供处理其它任务的时间，例如处理用户界面事件（释放释放CPUCPU，是他，是他有足够的时间相应其他程序。）有足够的时间相应其他程序。）D.VI定时•使用循环结构编程时，经常需要访问前一次循环产生的数据•移位寄存器将前一循环产生的数据传递至下一循环（不忘（不忘初始化！）初始化！）E.循环数据传输•右键单击循环边框，从快捷菜单选择添加移位寄存器移位寄存器•右侧的移位寄存器存储每次循环结束后的数据•左侧的寄存器为下一循环提供所存储的数据E.循环数据传输-移位寄存器•波形图表是显示一条或多条数据曲线的特殊数值显示控件，一般用于显示恒定速率采集到的数据•显示一条或多条曲线F.数据图表绘制-波形图表•选择器标签：包含当前条件标签名称和两侧递增/递减按钮•选择器接线端：连接输入值或选择器，以确定要执行的条件分支G.条件结构•数组•簇•自定义类型第五课建立数据关联•数组由元素和维度组成−元素：组成数组的数据−维度：数组的长度、高度和深度−数组可以是一维或多维的。内存允许的情况下，每一维度可有多达(231)–1个元素•处理一系列相似的数据和执行重复计算操作时，可考虑使用数组•图中数组的第一个元素(3.00)的索引是1，第二个元素(1.00)的索引是2•图中未显示索引为0的元素，因为索引显示框中选择了元素1•索引显示框中的元素一般对应元素显示框左上角的元素。A.数组•如将数组连接至For循环或While循环，启用隧道的自动索引功能可有序对应循环与数组中元素（否则是整个数组）•如已使用自动索引功能，隧道图表将由方形变为上图所示的图标A.数组-自动索引自动索引•簇将不同类型数据元素归为一组•类似于文本编程语言中的记录或结构B.簇•簇不同于数组的地方在于簇的大小是固定的大小是固定的•簇可以包含不同的数据类型；数组仅可包含一种数据类型•与数组类似，簇只能包含输入控件或显示控件，不能同时簇只能包含输入控件或显示控件，不能同时包含两种控件包含两种控件B.簇vs.数组•簇元素的逻辑顺序与其在簇内的位置无关•右键单击簇外框，从快捷菜单选择重新排序簇中控件重新排序簇中控件B.簇簇--顺序顺序通过自定义输入控件和显示控件扩展前面板对象集创建并保存自定义输入控件或显示控件在其它前面板窗口使用这些自定义输入控件或显示控件C.自定义类型-严格自定义控件严格自定义控件自定义控件可保存为下列类型：•输入控件•自定义类型•严格自定义类型C.自定义类型•理解文件I/O•DAQ编程•仪器控制编程•使用仪器驱动第六课资源管理•文件I/O对文件执行读/写操作•典型文件I/O操作包括下列流程：打开/创建/替换文件读取和/或写入文件关闭文件检查错误A.理解文件I/O1.信号2.接线盒3.线缆4.DAQ设备5.计算机B.DAQ编程•基本的DAQmx应用程序包括以下流程：配置任务采集或生成数据清除任务创建任务开始任务B.DAQ编程-基本流程•带触发器的数据采集范例B.DAQB.DAQ编程编程--范例范例•虚拟仪器软件架构(VISA)：−调用底层驱动的高层API−控制VXI、GPIB、串口或基于计算机的仪器，并可根据所用仪器类型调用相应的驱动程序C.仪器控制编程VISA编程VISA函数与文件I/O函数类似•用于控制可编程仪器的一组VI−每个VI执行多个指令−根据操作类型分组（configuration、data等）•节省开发时间−简化仪器控制−可重复使用−通用架构和接口•仪器驱动程序中的部分代码是专门用于该仪器的•更换仪器时，仅需使用新仪器的驱动程序VI替换原有VI，大大缩短了用户的二次研发时间C.使用仪器驱动编程仪器驱动程序使用范例•模块化概念•使用子VI第七课开发模块化应用程序A.模块化概念•模块化就是将程序分为若干区块。这样，对程序某个模块的修改就不会影响到其他模块–LabVIEW中模块被称为子VI•在VI内部被调用的VI称为子VI–子VI相当于文本编程语言中的子程序–前面板和程序框图右上角均显示VI图标–图标为程序框图中VI的图形化表示函数代码调用程序代码functionaverage(in1,in2,out){out=(in1+in2)/2.0;}main{average(point1,point2,pointavg)}子VI程序框图调用VI程序框图A.模块化-子VI•如要放置一个子VI至程序框图：−在函数选板选择VI−选择要用作子VI的VI−双击VI，将其放置在程序框图上•如要放置一个已打开的VI至另一个打开VI的程序框图：−单击要用作子VI的VI的图标−拖曳此图标至另一VI的程序框图•粗体：必要接线端•无格式：推荐接线端•灰体：可选接线端B.使用子VI•使用条件结构处理传递至子VI的错误•顺序编程•状态编程•状态机第八课常用设计技巧和模式•多数用户编写的VI为顺序执行任务•无法在程序框图上强制指定任务的执行先后顺序－任意任务均有可能先发生A.顺序编程编写VI的最好方法是将对话框嵌入条件结构中，并连接错误将对话框嵌入条件结构中，并连接错误簇和条件选择器簇和条件选择器A.顺序编程尽管顺序结构或顺序连接子VI可完成任务，但对于下列情况并非理想选择：•需改变执行顺序时•需重复执行顺序结构中某一帧时•需仅在满足一定条件时才执行某几帧时•需立即停止程序，而不是等