作者：林静林振宇郑福仁编著
出版社：信息技术第一出版分社
格式: AZW3, DOCX, EPUB, MOBI, PDF, TXT
LabVIEW虚拟仪器程序设计从入门到精通(第二版)试读：
前言
虚拟仪器是当前测控领域的技术热点，它代表了未来仪器技术的发展方向，LabVIEW 是一款优秀的虚拟仪器软件开发平台。目前，LabVIEW在中国的测试技术及教育领域内得到很大的应用。
对于大多数用户来说，LabVIEW 软件的入门较慢、较难，主要原因是，这方面优秀的、实用性强的参考书很少，有些书籍采用软件版本陈旧，跟不上软件升级的需求。
本书在强调实用性强的基础上追求了新颖性和灵活性，以最新软件版本为实践平台，内容讲述细致、深入，贴近开发测试系统人员需求，并将近年来LabVIEW应用于典型行业的工程实例、实践技巧与经验呈献给读者。书中针对知识点列举了大量实例，使读者学习和理解更加容易、透彻。另外将作者多年积累的经验、技巧以疑难解答的方式集中在本书最后部分讲述，这使得不同层次的读者容易学习和掌握软件的应用，帮助读者掌握学习捷径，提高工作效率。
本书内容
书中的实例程序都是作者近年来从事虚拟仪器工作的工程实践成果，书中关于工具包章节的学习，需要读者安装相应的工具包后进行实践，而有些涉及数据采集的程序需要安装相应的硬件才能运转。全书共5篇分为25章。第一篇为LabVIEW技术基础，包括第1～12章；第二篇为LabVIEW与其他应用程序的链接，包括第13～16章；第三篇为LabVIEW应用实战技术，包括第17～20章；第四篇为工程应用综合案例，包括第21～23章；第五篇为常见疑难解答与经验技巧集萃，包括第24～25章。
本书特色
本书是一本全面、系统讲述LabVIEW基础操作、应用与程序开发的教材，通过本书的学习，读者能够快速、深入学习和掌握该软件的强大功能，并积累较为丰富的应用实践经验。
● 软件版本采用新的LabVIEW。
● 一线资深LabVIEW CLD认证工程师浓缩多年实践经验倾力打造。
● 内容系统、全面，由浅入深、循序渐进。本书全面、细致地讲述了LabVIEW软件操作方法、关键细节技巧和工程应用实践经验，适合读者的学习规律和需要，明确学习的出发点和落脚点。
● 知识点+针对每个知识点的小实例+综合实例的讲述方式，可以使读者快速地学习掌握LabVIEW 软件操作及应用该知识点解决工程实践中的问题。综合实例部分，深入细致剖析工程应用的流程、细节、难点、技巧，可以起到融会贯通的作用。
● 实例来源于作者设计的大型工程项目，最大程度地贴近实际应用需要。
● 常见疑难解答与技巧集萃。对于常见的、典型的、相对零散的问题、技巧也是读者非常渴望得到的知识，本教程以灵活的方式在本书最后部分集中讲述。
● 本书附带光盘，收录实例操作视频文件。
本书由林静、林振宇、郑福仁主编，参与编写的还有郝旭宁、李建鹏、赵伟茗、刘钦、于志伟、张永岗、周世宾、姚志伟、曹文平、张应迁、张洪才、邱洪钢、张青莲、陆绍强、汪海波。
读者对象
本书可作为LabVIEW的初、中级读者的入门或进阶教程，从事LabVIEW的广大工程技术人员的参考书，也可作为本科生、研究生的LabVIEW课程教材或自学教程。
由于时间仓促，再加水平有限，书中难免会有一些不足之处，希望广大读者批评指正，联系方式zhangtao@ptpress.com.cn。编者第一篇LabVIEW技术基础
▶ 第1章 LabVIEW概述
▶ 第2章 LabVIEW前面板设计
▶ 第3章 LabVIEW的编辑环境
▶ 第4章 数据表达
▶ 第5章 程序流程和结构
▶ 第6章 波形显示
▶ 第7章 同步数据传递
▶ 第8章 程序动态控制
▶ 第9章 文件输入/输出
▶ 第10章 XControl的制作
▶ 第11章 生成安装包和可执行文件
▶ 第12章 程序调试与程序性能第1章 LabVIEW概述1.1 LabVIEW的基本知识
1.1.1 什么是LabVIEW
LabVIEW是Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench的缩写，是一款使用图形符号来编写程序的编程环境。在这方面，它不同于传统的编程语言，如Visual Basic、C、C++或 Java，这些语言使用文本方式编程。而LabVIEW不仅是一款编程语言，它还是为科学家和工程师等设计的一种编程开发环境和运行系统，编程只是这些人员工作的一部分。LabVIEW 开发环境可以运行在Windows、Mac或Linux系统的计算机上，用LabVIEW编写的应用程序可以运行在上述系统上，还可以运行在Microsoft Pocket PC、Microsoft Windows CE、Palm OS以及多种嵌入式平台上，包括FPGA、DSP、ARM等微处理器上。
使用LabVIEW功能强大的图形编程语言能够提高编程的效率，这种语言被称做G语言，即图形编程语言。使用传统的编程语言需要花费几周甚至几个月才能编写的程序，用LabVIEW只需几个小时就能完成。因为LabVIEW是专为测量、数据分析并提交结果而设计的，且LabVIEW拥有如此功能众多的图形用户界面又易于编程，使得它对于仿真、结果显示、通用编程，甚至学习基本编程概念也同样是很理想的语言。
与标准的实验室仪器相比，LabVIEW提供了更大的灵活性，因为它是基于软件的。LabVIEW用户无法作为仪器的生产者，但是可以定义仪器的功能。使用计算机、插入式硬件和LabVIEW能共同组成一个可完全配置的虚拟仪器，用以完成用户的任务。使用 LabVIEW，用户可以根据需要创建所需的任何类型的虚拟仪器，而其成本仅仅是传统仪器的一小部分。当需求变化时，还可以在瞬间修改虚拟仪器。
LabVIEW 拥有庞大的函数和子程序库，这些库可以帮助用户完成编程中的大部分任务，使得LabVIEW用户免于被传统编程语言中指针、内存分配以及其他莫名的编程问题所困扰。LabVIEW也包含特定的应用程序库代码，如数据采集（DAQ）、通用功能接口总线（GPIB）、串行接口仪器控制、数据分析、数据显示、数据存储、Internet 通信等。分析库包含了大量实用的函数，如信号产生、信号处理、滤波器、窗口、统计、回归、线性代数、矩阵运算等。
LabVIEW 图形化的本质使它理所当然地可以作为一个数据显示软件包，可以任何我们想要的方式显示输出结果，图表、图形和用户自定义图形仅是可选输出方式中的一部分。
图1-1所示为自动润滑检测的应用。
图1-2所示为运用LabVIEW进行编程的工作环境。▲图1-1 自动润滑检测的应用▲图1-2 运用LabVIEW进行编程的工作环境
1.1.2 数据流的概念
LabVIEW编程开发环境与标准C或Java开发系统的一个重要区别是：标准语言编程系统采用基于文本的代码行编程；而LabVIEW则使用图形编程语言，通常被称做G语言，在称为框图的图形框架内编程。
图形编程消除了文本编程中设计的许多语法细节，如（；）和（{}）的放置经常会让人煞费脑筋。在LabVIEW中就不用担心这样的问题，即使是某个地方出现了连接错误，LabVIEW也会明确地指出错误，而不是像文本编程语言那样模棱两可。
图形编程语言中最需要关注的是应用程序中的数据流，因为其简单的语法使程序变得更加简洁易懂。图1-3和图1-4所示为用LabVIEW编写的程序前面板和程序框图。
LabVIEW 使用科学家和工程师们熟悉的术语、图标和概念，依靠图形符号而不是文本语言来定义程序的功能。LabVIEW 的运行基于数据流的原理，一个函数只有收到必要的数据后才可以运行。基于这些特点，对于没有编程经验的人来说也是可以学会LabVIEW的。▲图1-3 用 LabVIEW编写的程序前面板▲图1-4 用 LabVIEW编写的程序框图1.2 LabVIEW的工作环境和编程示例
1.2.1 LabVIEW的工作环境
一款LabVIEW程序由一个或多个虚拟仪器组成，虚拟仪器在后面简称为VI。而之所以称做虚拟仪器，是因为它们的外观和操作通常是模拟了实际的物理仪器。然而，在这些面板之后，它们有着类似于流行的编程语言，如C和B语言中的主程序、函数、子程序等。
一般每个VI都由3个主要部分组成：前面板、框图和图标。注
全局变量是一种特殊的 VI，只有前面板，没有框图，对图标可以编辑，但是很少有人编辑。
● 前面板是VI的交互式用户界面，它模拟了物理仪器的前面板。前面板包含旋钮、按钮、图形及其他控件（输入控件）和显示控件（输出控件），而且通过编程，可以使用鼠标和键盘作为输入设备。图1-5所示为VI的交互式用户界面。
● 框图是VI的源代码，由LabVIEW的图形化编程即G语言构成。框图是实际可执行的程序。框图由低级 VI、内置函数、常量和程序执行控制结构等构成，用连线将合适的对象连接起来定义它们之间的数据流。前面板上的对象对应于框图上的终端，这样数据就可以从用户传递到程序，再回传给用户。图1-6所示为前面板所对应的程序框图。▲图1-5 交互式用户界面▲图1-6 程序框图
● 在编写 LabVIEW 应用程序时，往往需要在一个主程序中调用多个子程序，那么为了实现VI之间的调用，VI就必须有连接器图标。被另外一个VI所使用的VI称为子VI，也可以称为子程序。图标是 VI 的图形表示，会在另外的 VI 框图中作为一个对象使用，连接器用于从其他框图中连线数据到当前VI。连接器定义了VI的输入和输出，类似于子程序的参数。
1.2.2 LabVIEW自带编程示例
与其他编程语言不同，LabVIEW 拥有庞大的自带编程示例，这有助于学习一般的编程技术并了解完成通用硬件输入/输出和数据处理任务的应用程序。通过 NI 范例查找器可以找到相关的范例。有几个途径可以进入NI范例查找器，一为在启动页面的右下角单击“查找范例…”；二为在启动LabVIEW编程界面后选择“帮助”菜单，从中选择“查找范例”菜单项。NI范例查找器打开后如图1-7所示。
浏览方式可以设置为任务或者目录结构。按任务浏览时，目录结构即按照任务编辑，可以很明了地根据自己的项目任务来选择相近的实例。按目录结构浏览时如图1-8所示，用户可以根据自己在编程时遇到的难点来查找相应的实例。
使用NI范例查找器，还可以根据关键字直接搜索相关的示例，如Serial、Excel等，NI范例查找器将直接定位到相关的示例。▲图1-7 NI范例查找器▲图1-8 根据目录结构浏览范例1.3 小结
LabVIEW 是功能强大而又灵活的仪器应用和分析软件，它使用图形化编程语言，有时也称做G语言，创建成为虚拟仪器或VI的程序。用户与程序通过前面板进行交互。每个前面板有一个与之对应的框图，也就是VI的源代码。LabVIEW有很多内置函数，便于进行编程。在框图中，将部件连接起来显示数据流向。
使用NI范例查找器可以查找所学主题相关的示例，可以通过任务或目录结构来浏览示例。第2章 LabVIEW前面板设计
前面板是程序与用户交流的窗口，一个设计良好的前面板可以给用户带来一个友好的感觉。前面板主要是由输入和输出控件构成，本章主要介绍前面板控件的外观等细节，对于该控件的程序应用将在第4章讲解。2.1 LabVIEW前面板控件概述
2.1.1 LabVIEW控件类型
前面板控件有些是用户用来向程序中输入数据的，这些控件称做输入控件；另一些则是程序向用户输出运行结果的，这些控件称做显示控件。输入控件和显示控件的数据流方向刚好相反。输入控件的端口边框比显示控件的端口边框粗，而且输入控件的接线端在右侧，显示空间的接线端在左侧。有些控件在模板上有输入控件和显示控件两种类型。而有些控件比较常用哪种类型就会给出哪种类型。但是控制件和显示件放在前面板上以后是可以互相转换的。转换的方法很简单，在控件或它的端口的弹出菜单中选择转换为显示/输入控件即可。若转换之后连线断开，或者无法运行，则说明该控件只能用做输入/显示控件。
2.1.2 LabVIEW控件选板
设计前面板所用的全部控件都是在控件模板中，单击鼠标右键可以弹出临时的控件选板，在控件选板上按下固定销，就可以把该控件选板固定在前面板上；或者单击菜单栏的查看>>控件选板，可以打开固定的控件选板。控件选板的几种显示方式如图2-1所示。
控件的种类有数值输入控件（如滑动杆和旋钮）、数值显示控件（如仪表和量表、图表）、布尔控件（如按钮和开关）、字符串、路径、数组、簇、列表框、树形控件、表格、下拉列表控件、枚举控件和容器控件等。▲图2-1 控件选板的几种显示方式
前面板控件有新式、经典和系统等3种样式。
选择文件>>VI属性，从类别列表中选择编辑器选项改变控件的样式。然后右键单击接线端，从快捷菜单中选择创建>>输入控件或创建>>显示控件，创建出的控件的样式就会产生相应的改变。选择工具>>选项，从类别列表中选择前面板，可以改变控件样式。此后，如通过右键单击接线端，再从快捷菜单中选择创建>>输入控件或创建>>显示控件而创建控件时，新建控件的样式就会产生相应的改变。
● 新式及经典控件
许多前面板对象具有高彩外观。为了获取对象的最佳外观，显示器最低应设置为16色位。
位于新式面板上的控件也有相应的低彩对象。经典选板上的控件适于创建在256色和16色显示器上显示的VI。
● 系统控件
位于系统选板上的系统控件可用在用户创建的对话框中。系统控件专为在对话框中使用而特别设计，包括下拉列表和旋转控件、数值滑动杆、进度条、滚动条、列表框、表格、字符串和路径控件、选项卡控件、树形控件、按钮、复选框、单选按钮和自动匹配父对象背景色的不透明标签等。这些控件仅在外观上与前面板控件不同，这些控件的颜色与为系统设置的颜色相同。
在不同的 VI 运行平台上，系统控件的外观也不同。在不同的平台上运行 VI 时，系统控件将改变颜色和外观，与该平台的标准对话框控件匹配。2.2 LabVIEW控件选板详细分类
单击控件选板的自定义按钮，在弹出的菜单上选择查看本选板，再选择类别（图标和文本），控件选板每个类别图标下面将会添加上文本标识，如图2-2所示。
2.2.1 数值控件
数值控件是输入和显示数值数据的最简单方式。对这些前面板对象可在水平方向上调整大小，以显示更多位数。
为数值控件输入一个新的数值时，工具栏上会出现确定输入按钮，提醒用户只有按下回车键，或在数字显示框外单击鼠标，或单击确定输入按钮时，新数值才会替换旧数值。VI运行时，LabVIEW将一直处于等待状态，直到用户进行上述某一操作从而确认新数值。例如，将数字显示框中的数值改为135时，VI不会接收1或13，而是接收完整的135。
默认状态下，LabVIEW的数字显示和存储与计算器类似。数值控件一般最多显示6位数字，超过6位则自动转换为以科学计数法表示。右键单击数值对象，从快捷菜单中选择显示格式，打开数值属性对话框的显示格式选项卡，从中可配置LabVIEW在切换到科学计数法之前所显示的数字位数。图2-3所示为数值控件子选板。▲图2-2 图标和文本方式显示控件选板▲图2-3 数值控件子选板
数值控件有多种表示方法：单击数值控件放置于前面板上，用鼠标右键单击该控件，在弹出的快捷菜单中选择“表示法”，弹出的子菜单是数值控件的所有的表示法。具体的表达范围将在第 4章中具体讲解。
2.2.2 布尔控件
布尔控件可用于创建按钮、开关和指示灯。布尔控件用于输入并显示布尔值（TRUE/FALSE）。图2-4所示为布尔控件子选板。▲图2-4 布尔控件子选板
图中单选按钮控件向用户提供一个列表，每次只能从中选择一项。如允许不选择任何项，右键单击该控件，然后在弹出的快捷菜单中选择允许不选。
2.2.3 字符串与路径控件
路径控件用于输入或返回文件或目录的地址。路径控件与字符串控件的工作原理类似，但LabVIEW会根据用户使用操作平台的标准句法将路径按一定格式处理。字符串与路径控件子选板如图2-5所示。路径控件
路径控件用于输入或返回文件或目录的地址。路径控件与字符串控件的工作原理类似，但LabVIEW会根据用户使用操作平台的标准句法将路径按一定格式处理。
2.2.4 数组、矩阵、簇控件
数组、矩阵、簇控件可用来创建数组、矩阵与簇。数组是同一类型数据元素的集合。簇将不同类型的数据元素归为一组。矩阵是若干行列实数或复数数据的集合，用于线性代数等数学操作。数组、矩阵、簇控件子选板如图2-6所示。▲图2-5 字符串与路径控件子选板▲图2-6 数组、矩阵、簇控件子选板
2.2.5 列表与表格控件
列表与表格控件子选板如图2-7所示。图中列表框、树形和表格等控件用于给用户提供一个选项列表。
列表框控件可配置为单选或多选。多列列表可显示更多的条目信息，如大小和创建日期等。
树形控件用于向用户提供一个可供选择的层次化列表。可对树形控件中输入的各个项进行组织，分为若干组项或若干组节点。单击节点旁边的展开符号可展开节点，显示节点中的所有项。单击节点旁的符号还可折叠节点。
2.2.6 图形控件
可用于以图形和图表的形式绘制数值数据。图形控件子选板如图2-8所示。▲图2-7 列表与表格控件子选板▲图2-8 图形控件子选板
2.2.7 下拉列表与枚举控件
下拉列表与枚举控件子选板如图2-9所示，可用来创建可循环浏览的字符串列表。
图中下拉列表控件是将数值与字符串或图片建立关联的数值对象。下拉列表控件以下拉菜单的形式出现，用户可在循环浏览的过程中作出选择。
枚举控件用于向用户提供一个可供选择的项列表。枚举控件类似于文本或菜单下拉列表控件，但是枚举控件的数据类型包括控件中所有项的数值和字符串标签的相关信息，下拉列表控件则为数值型控件。
2.2.8 容器控件
容器控件可用来组合各种控件，或在当前VI的前面板上显示另一个VI的前面板，如图2-10所示。▲图2-9 下拉列表与枚举控件子选板▲图2-10 容器控件子选板
图中选项卡控件用于将前面板的输入控件和显示控件重叠放置在一个较小的区域内。选项卡控件由选项卡和选项卡标签组成。可将前面板对象放置在选项卡控件的每一个选项卡中，并将选项卡标签作为显示不同页的选择器。
子面板控件用于在当前VI的前面板上显示另一个VI的前面板。
2.2.9 I/O控件
I/O 控件可将所配置的DAQ 通道名称、VISA 资源名称和IVI逻辑名称传递至 I/O VI，与仪器或DAQ设备进行通信，如图2-11所示。▲图2-11 I/O控件子选板
2.2.10 引用句柄控件
引用句柄控件子选板如图2-12所示，用于对文件、目录、设备和网络连接等进行操作。其中控件引用句柄用于将前面板对象信息传送给子VI。
2.2.11 变体与类控件
变体与类控件子选板如图2-13所示，用来与变体和类数据进行交互。▲图2-12 引用句柄控件子选板▲图2-13 变体与类控件子选板2.3 控件设置
2.3.1 快捷菜单
在控件上单击鼠标右键，会弹出如图2-14所示的快捷菜单。快捷菜单是LabVIEW程序设计中的重要工具，在前面板和程序框图中，每个对象都有快捷菜单，在有些对象的不同位置单击鼠标右键，还可以弹出不同的快捷菜单。从快捷菜单中可以对控件的外观、类型和功能等进行各种设置。的重要工具，在前面板和程序框图中，每个对象都有快捷菜单，在有些对象的不同位置单击鼠标右键，还可以弹出不同的快捷菜单。从快捷菜单中可以对控件的外观、类型和功能等进行各种设置。
2.3.2 属性对话框
属性是对象特有的参数。对LabVIEW控件进行属性设置的方法是在控件弹出的快捷菜单上选择最下面的“属性”选项，打开属性设置对话框。数值控件的属性对话框如图 2-15 所示，从中可以对各项属性进行设置，使之满足程序的需要。▲图2-14 快捷菜单▲图2-15 属性对话框1．外观设置
属性的第1页标签为控件外观。标签默认为可见，标签名为“数值”，而标题默认为不可见，其文本并未赋默认值。
标签是一个对象的标识，用户可在前面板和程序框图中通过标签识别对象，程序中也是通过标签引用对象。而标题只是对象的一个描述，它不影响对象的名称，也不出现在程序框图中。在程序动态设置中，对标签只能设置为可读，无法对它进行修改。而对标题文本可以修改和读取。这些将在VI Server中进行讲解。
启用状态有3个选项，分别为“启用”、“禁用”、“禁用并变灰”，默认设置为“启用”。
大小是指对象的大小，以像素为单位。
显示基数用来显示对象的基数，使用基数改变数据的格式（如十进制、十六进制、八进制、二进制或 SI 符号），当选择显示基数后，前面板控件样式稍微有变化，图 2-16 所示为显示基数的控件图，其中增量减量按钮用于改变该对象的值。▲图2-16 数值控件图解2．数据类型
单击数据类型翻到数据类型设置页面，单击表示法图标可以弹出一个表示法选择框，从中可以为该控件设置其他的表示法，如图2-17所示。关于各种表示法的具体解释见第4章。3．数据输入
单击数据输入翻到数据输入设置页面，如图2-18所示。
当前对象：显示用户配置的对象类型。如选择多个前面板控件，该选项可列出对象的类型。可从列表中选择类型，配置选定控件的所有对象。
使用默认界限：依据所选的数据表示法，设置默认的最小值、最大值和增量值。▲图2-17 控件的数据类型属性▲图2-18 控件的数据输入属性
最小值：设置数据范围的最小值。
最大值：设置数据范围的最大值。
增量：设置强制增量。
页大小：设置滚动范围的页大小。单击滚动框和箭头间的空白区域时，滚动条值将根据页大小而改变。
对超出界限的值的响应：设置当用户键入的数值超出设定的数据范围时，处理数值的方式。有效值包括忽略和强制。
● 忽略：LabVIEW并不改变或标志无效的值。
● 强制：LabVIEW将值强制到最近的值。例如，最小值为3、最大值为10、增量为2，则有效值为3、5、7、9和10。LabVIEW将把0强制到3，把6强制到7，把100强制到10。4．显示格式
单击属性页面的显示格式翻到显示格式设置页面，如图2-19所示。▲图2-19 控件的显示格式属性
当前对象：显示用户配置的对象类型。
编辑模式：设置使用页的默认视图或格式代码的编辑格式和精度。格式代码（格式说明符或百分号代码）用于指定在LabVIEW中显示数字的格式。
默认编辑模式：包含以下一些选项。
● 类型：数值对象的类型。浮点：显示浮点计数法的数值对象。科学计数法：显示科学计数法的数值对象。例如，浮点计数法表示的 60 相当于科学计数法的6E+1，E代表10的指数幂。自动格式：按照 LabVIEW 指定的适当数据格式显示数值对象。LabVIEW将依据数字格式选择科学计数法或浮点计数法。SI符号：显示数值对象的SI表示法，在数值之后显示测量单位。例如，浮点计数法表示的6000相当于SI表示法的6k。十进制：显示十进制格式的数值对象。十六进制：显示十六进制格式的数值对象。有效位为 0 到 F。例如，浮点计数法表示的60相当于十六进制的3c。如数值对象的表示法为浮点型，则该选项不可用。八进制：显示八进制格式的数值对象。有效位为0到7。例如，浮点计数法表示的60相当于八进制的74。如数值对象的表示法
试读结束[说明：试读内容隐藏了图片]