NI LabVIEW环境基础知识
LabVIEW程序又称虚拟仪器，或VI，其外观和操作模拟真实的物理仪器，例如示波器和万用表。 LabVIEW拥有一整套工具用于采集、分析、显示和存储数据，以及解决用户编写代码过程中可能出现的问题。当您创建一个新的VI时，您可以看到两个窗口—前面板窗口和程序框图。前面板打开新VI或现有VI时，将出现VI的前面板窗口。 前面板窗口是VI的用户界面。 图1为前面板窗口的范例。
1 前面板窗口2 工具栏3 控件选板
图1. 前面板范例控件选板
控件选板包括用于创建前面板的输入控件和显示控件。 通过选择查看控件选板，或在前面板窗口中右键单击空白处，您可通过前面板窗口访问控件选板。 控件选板被分成多种类别，用户可以根据各自需要显示部分或者全部类别。 图2显示了所有控件选板类别，并展开了新式类别。图2.控件选板显示或隐藏类别（子选板），点击“自定义”按钮，并选择更改可见选板。输入控件和显示控件
每个VI都包含一个前面板，您可以将它视为用户界面进行设计。 当您从别的程序框图调用VI时，您也可以使用前面板，传输输入、接收输出。 将输出控件和显示控件放置在VI前面板上，创建一个VI的用户界面。 当您将前面板作为用户界面交互时，您可以通过修改控件提供输入，并在显示控件中查看结果。 输入控件决定输入，显示控件显示输出。输入控件通常是旋钮、按钮、转盘、滑块和字符串。 输入控件仿真仪器的输入装置，为VI的程序框图提供数据。 显示控件通常是图形、图表、LED灯和状态字符串。 显示控件仿真仪器的输出装置，显示程序框图获取或生成的数据。图1中有两个控件： 测量次数和延迟（秒）。 有一个显示控件： XY坐标图，称为温度图。用户可以为测量次数和延迟(秒)控件改变输入值。 还可在温度图上看到VI生成的值。 VI基于程序框图中的代码生成显示控件值。每个输入控件和显示控件都有与其相关的数据类型。 例如，水平滑动杆延迟(秒)是数值型数据类型。 最常用的数据类型为数值型、布尔型和字符串型。数字控件和显示控件
数值型数据类型可以表示各种类型的数字，如整数或实数。 如图3所示，两个常见的数值对象是数值输入控件和数值显示控件。 仪表、转盘等对象也可表示数值数据。
1增量/减量按钮2数值输入控件3 数值显示控件
图3.数值输入控件和显示控件单击增量/减量按钮，或双击数字，输入一个新的数字，然后按键，可输入或改变数值输入控件的值。布尔输入控件和显示控件
布尔数据类型表示只有两个值的数据，如TRUE和FALSE、或ON和OFF。 布尔输入控件和显示控件用于输入和显示布尔值。 布尔对象仿真开关、按钮和LED灯。 图4显示了垂直摇杆开关和圆形LED灯布尔对象。图4.布尔输入控件和显示控件字符串控件和显示控件
字符串数据类型是一串ASCII字符。 字符串输入控件用于从用户那里接收文本，例如密码或用户名。 用字符串显示控件向用户显示文本。 如图5所示，最常见的字符串对象为表格和文本输入框。图5. 字符串控件和显示控件程序框图
程序框图对象包括接线端、子VI、函数、常量、结构和连线，连线可在其它的程序框图对象间传输数据。
1显示控件接线端2 连线3 节点4 输入控件接线端
图6. 程序框图及其相应的前面板范例创建前面板窗口后，需使用图形化函数添加代码，用于控制前面板对象。 程序框图窗口包含了图形化源代码。图7.程序框图接线端
前面板上的对象在程序框图中显示为接线端。 接线端是在前面板和程序框图之间交换信息的输入输出端口。 接线端类似于文本编程语言中的参数和常数。 接线端的类型包括输入/显示控件接线端和节点接线端。 输入控件接线端和显示控件接线端属于前面板输入控件和显示控件。 在前面板控件中输入的数据(如上述前面板上中的a和b)将通过控件接线端传输至程序框图。 然后进行数据的加减运算。 加减运算结束后，将输出新的数据值。 数据将传输至显示控件接线端，更新前面板显示控件中的数据（如上述前面板中的a+b和a-b）。输入控件、显示控件和常量
输入控件、显示控件和常量被用作程序框图算法的输入和输出。 考虑计算三角形面积的算法：面积 =0.5 * 底 * 高如图8所示，在该算法中，底和高是输入，面积是输出。图8.计算三角形面积的前面板用户不可更改或访问的恒定值.5，因此它不会出现在前面板上，除非是算法文档。图9显示了在LabVIEW程序框图上实现该算法的一种方式。 该程序框图有4个不同的接线端，分别由2个输入控件、1个常量和1个显示控件生成。
1 输入控件2 显示控件3 常量
图9. 以图标方式显示接线端的计算三角形面积的程序框图注:程序框图中的底(cm)和高(cm)的接线端外观和面积(cm2)的接线端外观不一样。 在程序框图中，输入控件和显示控件有两个区别特征。 第一个区别特征在于表示数据流方向的接线端箭头。 输入控件的箭头方向显示出数据是流出接线端的，而显示控件的箭头方向显示出数据是流入接线端的。 第二个区别特征在于接线端的边框。 输入控件的边框较粗，显示控件的边框较细。接线端既可以图标方式显示，也可不以图标方式显示。 图10显示了不以图标方式显示接线端的同一个程序框图，但是输入控件和显示控件的区别特征还是一样的。图10.不以图标方式显示接线端的计算三角形面积的程序框图程序框图节点
节点是程序框图上拥有输入/输出并在VI运行时执行某些操作的对象。 节点相当于文本编程语言中的语句、运算、函数和子程序。 节点可以是函数、子VI、Express VI或结构。 结构是过程控制元素，比如条件结构、For循环或While循环。函数
函数是LabVIEW中最基本的操作元素。 图6中的“加”函数和“减”函数是函数节点。 函数没有前面板或程序框图窗口，但有连线板。 双击一个函数只是选择该函数。 函数图标的背景为淡黄色。子VI
创建好一个VI后，可将其用于另一个VI中。 在其它VI中被调用的VI称为子VI。 子VI可重复调用。要创建一个子VI，需先为子VI 创建连线板和图标。子VI的节点类似于文本编程语言中的子程序调用。 节点并不是子VI本身，就像一个程序中的子程序调用指令并不是子程序本身一样。 一个包含几个相同子VI节点的程序框图表示将数次调用该子VI。子VI输入控件和显示控件从调用VI的程序框图中接收和返回数据。 双击程序框图中的子VI，将出现该子VI的前面板窗口。 前面板包括输入控件和显示控件。 程序框图包括连线、图标、函数，也可能有子VI和其它LabVIEW对象。每个VI前面板和程序框图窗口的右上角都有一个图标。 默认图标如此图所示。 图标是VI的图形化表示。 图标可以包括文本也可以包括图象。 如果将一个VI当作子VI使用，程序框图上将显示代表该子VI的图标。 默认图标中有一个数字，表明LabVIEW启动后打开新VI的个数。如上图所示，要将一个VI当作子VI使用，必须创建连线板。 连线板是一组与VI中的输入控件和显示控件对应的接线端，类似于文本编程语言中的函数调用参数列表。 右键单击前面板窗口右上角的图标即可访问连线板。 在程序框图窗口中无法通过图标访问连线板。 子VI图标的背景为白色。Express VI由于Express VI可以在对话框内配置，它在所有节点中需要的连线数最少。 使用Express VI可以实现一些常规的测量任务。 参阅LabVIEW Help中的Express VI主题，了解有关Express VI的更多信息。 Express VI在程序框图上以可扩展节点的形式显示，其图标周围被蓝色区域所包围。函数选板
函数选板中包含创建程序框图所需的VI、函数和常量。 选择查看函数选板，可从程序框图访问函数选板。 函数选板被分成不同的类别；您可以根据需要显示和隐藏这些类别。 图11显示了所有函数选板类别，并展开了编程类别。图11.函数选板显示或隐藏类别，点击“自定义”按钮，并选择更改可见选板。搜索控件、VI和函数
选择查看控件或查看函数，将打开控件或函数选板，选板顶部会出现两个按钮。搜索—将选板转换为搜索模式，基于文本查找选板上的控件、VI或函数。 选板处于搜索模式时，单击返回按钮可退出搜索模式，返回选板。自定义—提供当前选板的模式选项、显示或隐藏所有选板的类别、以及在文本和树形模式下按字母顺序对选板上各项进行排序。 在快捷菜单中选择选项，可打开选项对话框中的控件/函数选板页，为所有选板选择显示模式。 只有点击选板左上角的图钉将选板锁住时，该按钮才会显示。在熟悉VI和函数的位置之前，可以使用搜索按钮搜索函数或VI。 例如，如需查找“随机数”函数，可在函数选板工具条上单击搜索按钮，在选板顶部的文本框中键入随机数。 LabVIEW会列出所有匹配项，包括以键入文本作为起始的项和内容包含键入文本的项。 如图12所示，可以单击某个搜索结果并将其拖曳进入程序框图中。
图12.在函数选板中搜索一个对象双击搜索结果可高亮显示其在选板中的位置。快速放置另外，您可在快速放置对话框中按名称查找并放置VI和前面板对象。按组合键，可实现快速放置。快速放置在寻找特殊功能或操作时特别有用。 在您键入的同时，快速放置的匹配函数会自动完成名称输入。 高亮显示相应的函数后，点击程序框图或前面板，将对象放置在上面。
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