虛擬儀器測試技術(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 以及 VISA 的操作功能函數。儀器驅動程序庫 用于裝入各種儀器驅動程序。數據采集子模板 包括數據采集硬件的驅動程序，以及信號調理所需的各15 / 128種函數模塊。信號處理子模板 包括信號發生、時域及頻域分析函數模塊。數學模型子模塊 包括統計、曲線擬合、公式框節點等函數模塊，以及數值微分、積分等數值計算工具模塊。圖形與聲音子模塊 包括 3D、OpenGL、聲音播放等函數模塊。通訊子模板 包括 TCP、DDE、ActiveX 和 OLE 等函數的處理模塊。應用程序控制子模塊: 包括動態調用 VI、標準可執行程序的函數函數。底層接口子模塊 包括調用動態連接庫和 CIN 節點等函數的處理模塊。文檔生成子模板示教課程子模板 包括 LabVIEW 示教程序。用戶自定義的子VI 模板“選擇…VI 子程序”子模板： 包括一個對話框，可以選擇一個 VI 程序作為子程序（SUB VI）插入當前程序中。其它幾個子模板是 LabVIEW 的附加 Toolkit 安裝上去的。在 LabVIEW 完全版中不包括這些子模板。 創建一個簡單的 VI 程序我們通過例子來說明如何創建一個 VI。例題 21：把攝氏溫度轉換為華氏溫度。16 / 128圖 21 例題 21 的前面板 圖 22 例題 21 框圖程序前面板編輯： ①選擇 File187。New187。blank vi ，打開一個新的前面板窗口。選擇 Windows187。Left and Right 或使用快捷鍵“CTR+T” ，顯示前面板和框圖程序窗口。創建數字控件，并將這個數字控件標簽“label”修改為“deg c”.②從 Controls187。Numeric Controls 187。中選擇 Numeric Control 放到前面板中。用 tool palette187。“A”工具，將修改 Numeric Control 的 “label”項修改為“deg c” 。創建數字指示器，并將這個數字控件標簽“label”修改為“deg f”流圖圖的編輯：按“CTR+E”鍵，切換到框圖程序窗口。① 從功能模板中選擇下列函數圖標放置在框圖中17 / 128Multiply 在（function→numeric ）下，將兩個數相乘得到它們的乘積。 add 在（function→numeric ）下，將兩個數相加得到它們的和。 numeric constant 常數，此例中，雙擊數值型常數，將其值分別修改為 ，再放置一個數值型常數，將其數值修改為 32。② 使用連線工具， 按照圖 22 框圖連線。前面板如圖 21 所示。框圖程序如圖 22 所示。Vi 的運行：單擊窗口上部的 “run”圖標 ,運行該 vi, 得到圖 21 的結果.單擊窗口上部的 “ continuous run”圖標，輸出結果可以隨輸入的變化而變化。單擊“pause”可暫時停止程序。單擊“abort excution”結束程序的運行。程序的存盤：選擇 file→save,將此 VI 命名為 保存。選擇 file→close,關閉 VI。練習 21 結束。 VI 編輯和調試技術1．VI 編輯技術 VI 程序具有三個要素：前面板、框圖程序和圖標/連接器。節點類似于文本語言程序的語句、函數或者子程序。LabVIEW 有二種節點類型函數節點和子 VI 節點。兩者的區別在于：函數節點是 LabVIEW 以編譯好了的機器代碼供用戶使用的，而子 VI 節點是以圖形語言形式提供給用戶的。用戶可以訪問和修改任一子 VI 節點18 / 128的代碼，但無法對函數節點進行修改。上面的框圖程序所示的 VI 程序有兩個函數函數節點，一個函數使兩個數值相加，另一個函數使兩數相減。端點是只有一路輸入/輸出，且方向固定的節點。 LabVIEW 有三類端點 前面板對象端點、全局與局部變量端點和常量端點。對象端點是數據在框圖程序部分和前面板之間傳輸的接口。一般來說，一個 VI 的前面板上的對象（控制或顯示）都在框圖中有一個對象端點與之一一對應。當在前面板創建或刪除面板對象時，可以自動創建或刪除相應的對象端點。控制對象對應的端點在框圖中是用粗框框住的，如例子中的 A 和 B 端點。它們只能在 VI 程序框圖中作為數據流源點。顯示對象對應的端點在框圖中是用細框框住的。如例子中的A+B 和 AB 端點。它們只能在 VI 程序框圖中作為數據流終點。常量端點永遠只能在 VI 程序框圖中作為數據流源點。圖框是 LabVIEW 實現程序結構控制命令的圖形表示。如循環控制、條件分支控制和順序控制等，編程人員可以使用它們控制 VI 程序的執行方式。代碼接口節點（ CIN）是框圖程序與用戶提供的 C 語言文本程序的接口。連線是端口間的數據通道。它們類似于普通程序中的變量。數據是單向流動的，從源端口向一個或多個目的端口流動。不同的線型代表不同的數據類型。在彩顯上，每種數據類型還以不同的顏色予以強調。19 / 128下面是一些常用數據類型所對應的線型和顏色：數據類型 圖 形 顏色整形數浮點數邏輯量字符串文件路徑蘭色橙色綠色粉色青色當需要連接兩個端點時，在第一個端點上點擊連線工具（從工具模板欄調用） ，然后移動到另一個端點，再點擊第二個端點。端點的先后次序不影響數據流動的方向。當把連線工具放在端點上時，該端點區域將會閃爍，表示連線將會接通該端點。當把連線工具從一個端口接到另一個端口時，不需要按住鼠標鍵。當需要連線轉彎時，點擊一次鼠標鍵，即可以正交垂直方向地彎曲連線，按空格鍵可以改變轉角的方向。從框圖程序窗口創建前面板對象.用選擇和連線工具，你都可以用鼠標右鍵點擊任一節點和端點，然后從彈出菜單中選擇“創建常數” ， “創建控制” ，或“創建顯示”等命令。LabVIEW 會自動地在被創建的端點與所點擊對象之間接好連線。數據流編程控制 VI 程序的運行方式叫做“數據流” 。對一個節點而言，只有當它的所有輸入端口上的數據都成為有效數據時，它才能被執行。當節點程序運行完畢后，它把結果數據送給所有的輸出端口，使之成為有效數快速提示：接線頭是為了幫助正確連接端口的連線。當把連線工具放到端口上，接線頭就會彈出。接線頭還有一個黃色小標識框，顯示該端口的名字。20 / 128據。并且數據很快從源送到目的端口。如左圖所示，這個 VI 程序把兩個輸入數值相乘，再把乘積減去 。這個程序中，框圖程序從左往右執行，這個執行次序不是由于對象的擺放位置，而是由于相減運算函數的一個輸入量是相乘函數的運算結果，它只有當相乘運算完成并把結果送到減運算的輸入口后才能繼續下去。請記住，一個節點（函數）只有當它所有的輸入端的數據都成為有效數據后才能被執行，而且只有當它執行完成后，它的所有輸出端口上的數據才成為有效。？在這個例子中，我們無法知道哪一個節點函數首先執行，因為所有輸入量幾乎同時到達。對于這樣一種相互獨立的數據流程，如果又必須明確指定節點執行的先后次序，就必須使用順序（Sequence）結構來明確執行次序。2 程序調試技術1) 找出語法錯誤如果一個 VI 程序存在語法錯誤，則在面板工具條上的運行按鈕將會變成一個折斷的箭頭，表示程序不能被執行。這時這個按鈕被稱作錯誤列表。點擊它，則 LabVIEW 彈出錯誤清單窗口，點擊其中任何一個所列出的錯誤，選用 Find 函數，則出錯的對象或端口就會變成高亮。2) 設置執行程序高亮在 LabVIEW 的工具條上有一個畫著燈泡的按鈕，這個按鈕叫做“高亮執行”按鈕上。點擊這個按鈕使該按鈕圖標變成高亮形式，再點擊運行按鈕，VI 程序就以較慢的速度運行，沒有被執行的代碼灰色顯示，執行后的代碼高亮顯示，并顯示數據流線上的數據值。這樣，你就可以在根據數據的流動狀態跟蹤程序的執行。3) 斷點與單步執行為了查找程序中的邏輯錯誤，你也許希望框圖程序一個節點一個節點地執行。使用斷點工具可以在程序的某一地點中止程序執行，用探針或者單步方式查看數據。使用斷點工具時，點擊你希望設置或者清除斷點的地方。斷點的顯示對于節點或者圖框表示為紅框，21 / 128對于連線表示為紅點。當 VI 程序運行到斷點被設置處，程序被暫停在將要執行的節點，以閃爍表示。按下單步執行按鈕，閃爍的節點被執行，下一個將要執行的節點變為閃爍，指示它將被執行。你也可以點擊暫停按鈕，這樣程序將連續執行直到下一個斷點。4) 探針 你可以用探針工具來查看當框圖程序流經某一根連接線時的數據值。從 Tools 工具模板選擇探針工具，再用鼠標左建點擊你希望放置探針的連接線。這時顯示器上會出現一個探針顯示窗口。該窗口總是被顯示在前面板窗口或框圖窗口的上面。在框圖中使用選擇工具或連線工具，在連線上點擊鼠標右鍵，在連線的彈出式菜單中選擇“探針”命令，同樣可以為該連線加上一個探針。 子 VI在設計 G 語言中，理解和使用 VI 的分層特性非常重要。當一個 VI 創建后，它可以作為一個子 VI 在高層 Vi 的框圖中使用。一個子 VI（sub vi）類似于傳統程序設計語言中的函數或子程序，是可以供其他的 VI 調用的 VI。子 VI 是供其他 VI 使用的 VI，與子程序類似。子 VI 是層次化和模塊化 VI 的關鍵組件，它能使 VI 易于調試和維護。使用子 VI 是一種有效的編程技術，因為 它允許在不同的場合重復使用相同的代碼。G 編程語言的分層特性就是在一個子 VI 中能夠調用到另一個子VI。下面可用一個表格表明子 VI 的作用：程序代碼 調用子程序function average (in1,in2,out){out=(in1+in2)/。}main{average (point1,point2,pointavg)。}子 VI 框圖 調用子 VI 框圖先看一個 SUB vi 的演示程序。22 / 128 從例題中可以看出，子程序就相當于一個函數。可以將任何一個定義了圖標和聯接器的 VI 作為另一個 VI 的子程序。在流程圖中打開 Functions187。Select a VI…. ，就可以選擇要調用的子 VI 。 創建子 VI創建子 VI 主要的工作就是定義它的圖標和聯接器。每個 VI 在前面板和流程圖窗口的右上角都顯示了一個默認的圖標。啟動圖標編輯器的方法是，用鼠標右鍵單擊面板窗口的右上角的默認圖標，在彈出菜單中選擇 Edit Icon。下圖顯示了圖標編輯器的窗口。可以用窗口左邊的各種工具設計像素編輯區中的圖標形狀。編輯區右側的一個方框中顯示了一個實際大小的圖標。圖標編輯器的具體使用細節參閱有關資料。圖標編輯器窗口聯接器是 VI 數據的輸入輸出接口。如果用面板控制對象或者顯示對象從子 VI 中輸出或者輸入數據，那么這些對象都需要在聯接器面板中有一個連線端子。您可以通過選擇 VI 的端子數并為每個端子指定對應的前面板對象以定義聯接器。定義聯接器的方法是，用鼠標右鍵單擊面板窗口中的圖標窗口，在快捷菜單中選擇 Show Connector。聯接器圖標會取代面板窗口右上角的圖標。LabVIEW 自動選擇的端子23 / 128連接模式是控制對象的端子位于聯接器窗口的左邊，顯示對象的端子位于聯接器窗口右邊。選擇的端子數取決于前面板中控制對象和顯示對象的個數。聯接器中的各個矩形表示各個端子所在的區域，可以用它們從 VI 中輸入或者輸出數據。如果必要，也可以選擇另外一種端子連接模式。方法是在圖標上單擊鼠標右鍵單出快捷菜單，選擇 Show Connector，再次彈出快捷菜單，選擇 Patterns。下面我們通過一個練習說明具體操作。例題：目的：創建一個 VI 程序，以便以后作為子 VI 程序使用。任務描述：創建一個 VI 程序模擬溫度測量。假設傳感器輸出電壓與溫度成正比。例如，當溫度為 70176。F 時，傳感器輸出電壓為 。本程序也可以用攝氏溫度來代替華氏溫度顯示。本程序用軟件代替了 DAQ 數據采集卡。使用隨機函數仿真溫度的電壓，然后把所測得的電壓值轉換成攝氏或華氏溫度讀數。圖 前面板 流程圖STEP1：編輯 VI前面板：1. 用 File 菜單的 New 選項打開一個新的前面板窗口。2. 把溫度計指示部件放入前面板窗口。1) 在前面板窗口的空白處點擊鼠標鍵，然后從彈出的 Numeric 子模板中選擇Thermometer。2) 在高亮的文本框中輸入“溫度計”,再點擊鼠標鍵按鈕。3. 重新設定溫度計的標尺范圍為 到 。使用標簽工具 A，雙擊溫度計標尺的，輸入 ，再點擊鼠標鍵或者工具欄中的 V 按鈕。4. 在前面板窗口中放入豎直開關控制。24 / 1281) 在面板窗口的空白處點擊鼠標鍵，然后彈出的 Boolean 子模板中選擇 Vertical Switch,在文本框中輸入“溫度值單位 ”,再點擊鼠標鍵或者工具欄中的 V 按鈕。2) 使用標簽工具 A，在開關的 “條件真” （true）位置旁邊輸入自由標簽 “攝氏”,再在“條件假” （false）位置旁邊輸入自由標簽“華氏” 。框圖程序：1. 從 Windows 菜單下選擇 Show Diagram 函數打開框圖程序窗口。2. 點擊框圖程序窗口的空白處，彈出函數模板，從彈出的菜單中選擇所需的對象。本程序用到下面的對象；Random Number (01)產生 01 隨機數函數 (Numeric