1.2.1 VI简介

VI有两个含义，其一是虚拟仪器（Virtual Instrument）的缩写（虚拟仪器是一门技术，是基于计算机技术，包含硬件和软件两大组成部分），另一个含义是LabVIEW程序。以往称文本式编程语言所编写的代码为源代码，称使用LabVIEW编写的代码为VI，LabVIEW程序的扩展名为.vi。简单地讲，“一个VI就是一个LabVIEW程序”。

与文本编程语言中所说的主函数、子函数类似，VI也有主VI和子VI，它们在编写过程中没有什么本质差别，只是称被调用的VI为子VI，而调用者即为主VI。

1.2.2 VI的组成

打开LabVIEW2011有两种方式，可以通过用鼠标双击桌面快捷方式 ，或者在开始菜单中运行“National Instruments LabVIEW 2011 SP1”。LabVIEW 2011的启动窗口如图1-2所示。启动界面的右边是LabVIEW给用户提供的丰富资源，下方有一个范例查找器，提供了丰富的例子，使用者可以查找其中的范例进行相关的学习。也可以在菜单栏的“帮助”中打开范例查找器。启动界面的左边是用来创建、打开程序和项目的选项。

1.新建VI

在LabVIEW中新建一个VI有多种方法。

1）在启动窗口的左侧选择“新建”下的“VI”，就可以创建一个空白VI；选择“基于模版的VI”，可用来创建一个基于模版的VI；选择“更多”可以选择其中更多的模版来创建基于模版的VI或者项目。

2）选择“项目”就可以新建一个项目，弹出图1-3所示的“项目浏览器”窗口。在图中的“我的电脑”上用鼠标右键单击，从弹出的快捷菜单中选择“新建”→“VI”，即可创建新的VI。

3）在前面板或者程序框图的“文件”菜单中选择“新建VI”。

新创建的VI窗口如图1-4所示。从图中看到，一个完整的VI包含3大组成部分，即前面板、程序框图、图标/连线板。

LabVIEW的前面板和程序框图的窗口与Windows下的其他软件（比如Office）类似，最上面是标题栏，标题栏下面是菜单栏，接着是工具栏。工具栏下面是工作区域，用户可以在这里编辑用户界面或程序框图。与其他软件不同的是，在前面板和程序框图窗口的右上角都有一个图标/连线板。前面板是图形化用户界面，相当于实际仪器仪表的面板，而程序框图用来定义该仪器仪表的功能，相当于仪器仪表内部的功能部件。

2.LabVIEW菜单栏

LabVIEW的菜单栏有两种，一种是下拉菜单，另一种是快捷菜单。下拉菜单与其他软件类似，不进行详细介绍。快捷菜单在控件、函数和连线等处单击鼠标右键时就会出现。LabVIEW有着丰富的右键功能，在后面的相关章节会详细介绍。

（1）工具栏

1）前面板工具栏。

程序运行键。若程序运行键变为 ，则说明此时程序框图中有错误。比如有断线、对必需的端口未连接连线端子和子VI不能运行等。

连续运行键。连续运行当前程序。

中止执行键。强制停止所运行的程序，一般不推荐使用该按键停止运行的程序，强制停止可能导致已占用的资源未完全释放。

暂停键。在连续运行时，用来暂停程序，如需继续运行，再单击该按键即可。

文本设置键。修改当前选中的文本的字体、大小和颜色等。

分别是对齐对象、分布对象和调整对象大小，用来排布当前选中的控件的排列方式以及大小，如中心对齐、左对齐和右对齐等距排布控件，依据某控件大小修改所有选中控件的大小。

重新排序键。可用于锁定控件或背景图片以及置前或置后。

搜索键。用来查找需要帮助的内容。

即时帮助键。用来打开和关闭即时帮助窗口。

2）程序框图工具栏。程序框图工具栏中相同图标与前面板功能相同，其中：

亮显示键。调试程序单击该按钮，放慢程序运行速度，查看经过每个节点的数据是否正常。

保留连线值。单击该按钮，可以保留上一次运行时每个数据线上的数据，若使用探针（probe）查看，则可以看到之前一次的数据。

单步调试程序按键。

整理程序框图连线。

以上所有的描述都可以在LabVIEW的帮助文档中找到相关的说明。

（2）“工具”选板

“工具”选板是经常使用的一个工具，如图1-5所示，在前面板和程序框图中都可以使用。如果该选板没有出现，则可以在菜单栏下选择“查看”→“工具选板”命令来显示，或者在空白处按<Shift>键+鼠标右键。工具选板的默认状态是选择上方的“自动工具选择工具”和“选择”，此时，“自动工具选择工具” 的指示灯亮，而箭头形状的“选择工具” 处于选中状态。在这种状态下，当光标移动到某个对象上时，会根据这个对象与其他对象当前的关系，自动选择一种合适的工具。当自动选择工具不适合时，可以手动选择需要的工具。在选择了任一种工具后，鼠标箭头就会变成该工具相应的形状。“工具”选板中各工具的具体功能含义见表1-1。

当需要对程序的前面板、控件、程序框图和各种结构修改颜色的时候，用户可以选择“工具”选板下方的“设置颜色”选项，选择自己所需颜色即可。需要注意的是 选项，是一个透明色的填充（Transparent）。

1.2.3 VI的前面板

前面板是图形化的人机界面，用于设置输入量和观察输出量，它模拟真实仪器的前面板。如同真实的仪器仪表一样，要对它输入参数并观察测量结果。虚拟仪器在前面板也提供了实现这样功能的控件。其中，输入量被称为Controller（输入控件），用户可以通过控件向VI中设置输入参数，如旋钮、开关和按钮等；输出量被称为Indicator（指示控件），如图形、图表和指示灯等，VI通过指示器向用户提示状态或输出数据等信息。这些控件可以从“控件选板”中选择。

打开控件选板有两种方法，一是在菜单栏里选择“查看”下的“控件选板”，或者用鼠标右键单击前面板空白处，都会出现图1-6所示的“控件选板”对话框。

1.控件选板

控件选板默认类别为“Express”面板。在选板的上端有“搜索”和“查看”两个键，单击“搜索”按钮可以查找需要的控件。单击“自定义”按钮会出现下拉菜单，如图1-7a所示。在菜单中可选择查看“控件选板”的方式。

a）单击“自定义”出现下拉菜单 b）“更改可见类别”对话框

选择其中的“更改可见类别”，弹出图1-7b所示“更改可见类别”的对话框，勾选里面的复选项，单击“确定”按钮，回到控件选板，就会看到所有选中的类别。也可以单击控件选板下端 展开，看到所有类别选项。注意，控件选板可以通过拖动标题栏移动到任意位置，控件选板的大小也可以通过拖动边框和四角任意拉伸。

控件选板里的许多控件外观都很形象，尤其“新式”子选板里面的控件，也比较美观，这里重点介绍。在图1-7中，单击“自定义”按钮，打开“更改可见类别”对话框，勾选“新式”选项，单击“确定”按钮，回到控件选板。在控件选板中单击“新式”按钮，打开“新式控件”子选板，如图1-8所示。新式控件子选板包含以下几类控件。

1）数值：数值的输入和显示。包括数值控件、滑动杆、滚动条、旋钮、仪表、温度计和颜色盒等。

2）布尔：逻辑数值的控制和显示。包含布尔开关、按钮和指示灯等。

3）字符串与路径：包含字符串、路径的输入和显示控件。

4）数组、矩阵与簇：包含数组、矩阵与簇的输入控件和显示控件。

5）下拉列表与枚举：包含下拉列表和枚举两类控件。

6）图形：包含二维和三维图形图表以及图片控件等，用于显示数据结果的趋势图和曲线图。

7）列表、表格：包含列表框、表格、树形和Ex-press表格等控件。

8）容器：包含分隔栏、选项卡、子面板和容器等，用于组合控件，或在当前VI的前面板上显示另一个VI的前面板。

9）I/O：包含将所配置的DAQ通道名称、VISA资源名称和IVI逻辑名称传递至I/OVI等的控件，与仪器或DAQ设备进行通信。

10）引用句柄：包含用于对文件、目录、设备和网络连接等进行的操作。

11）变体与类：包含变体和LabVIEW类，用来与变体和类数据进行交互。

12）修饰：包含各种图框、三角形、圆形等图形以及线段等，用于修饰和定制前面板的图形对象。

2.前面板的编辑

（1）放置对象

在前面板编辑人机交互界面，需要用到各种控件，比如输入数据、数值显示、波形显示以及开关按钮等。用鼠标在控件选板上选择需要的控件，将其拖放到前面板上，就可以设计前面板。

先在前面板上放置一些数值控件，即打开控件选板的“数值”子选板，选中“数值输入”控件，将其拖放到前面板上，面板上会出现“数值”控件。把该控件的标签“数值”改为“数值输入”。用同样方法放置一个数值输出控件，改名为数值输出。拖动控件选板右侧滚动条，找到旋钮、温度计、垂直刻度条和仪表等，拖放到前面板上。然后放布尔量，即打开控件选板的“布尔”子选板，选择“垂直摇杆开关”和“方形指示灯”，将其拖放到前面板上。放置对象的界面如图1-9所示。在菜单栏下打开“文件”下拉菜单，选择“保存”，VI名称为“前面板程序框图编辑”，窗口的标题栏内容由“未命名.vi”变为“前面板程序框图编辑.vi”。

（2）调整对象

可以对图1-9中对象的位置、大小和颜色等进行修改。先把输入控件拖放到左侧、显示控件拖放到右侧。方法是将鼠标移动到对象上，当鼠标图标变成箭头时，按下左键，移动鼠标到合适位置，然后释放鼠标。如果不整齐，就可以使用工具栏上的对齐对象 和分布对象 键来调整。调整对象的窗口如图1-10所示，选中要对齐的对象，然后单击“对齐”按钮选择里面的对齐方式即可。在将对象移动对齐后的图1-10中，分隔线左侧为输入控件，右侧为显示控件。

改变对象的大小方法是，把鼠标移动到对象上，对象的边缘就会出现拖动句柄，将鼠标移动到句柄上，单击鼠标就可以任意拖动到合适的大小。例如，把指示灯和旋钮适当拉大。

改变对象以及背景的颜色要用到工具选板。打开工具选板，单击最下边的“设置颜色”，可以进行前景和背景颜色的修改，如图1-11所示。然后选择一个颜色，鼠标变成毛笔形状，单击要修改对象即完成颜色修改，例如将旋钮的颜色改为蓝色。如果对颜色的修改不满意，就可以在菜单栏打开“编辑”下拉菜单，取消该修改，其他修改也可以用同样方法取消。

改变文字的颜色、大小字体和样式要用到工具栏里面的“文本设置”键。修改文本如图1-12所示。

LabVIEW支持剪切板，可以对面板上的对象进行复制粘贴，也可以把其他的图片文本等复制粘贴到前面板上，还可以使用<Ctrl>+<C>（复制）、<Ctrl>+<V>（粘贴）组合键来完成。例如将“数值输入”复制，粘贴后，出现新的数值输入控件“数值输入2”。要删除对象，只需选中对象，然后按键盘上的<Delete>键即可。

（3）控件的快捷菜单和属性修改

每个控件都有自己的属性，在控件上单击鼠标右键就会出现快捷菜单。不同类型的控件快捷菜单不尽相同，如图1-13所示，左侧为“数值输入”控件的快捷菜单，右侧显示控件为“仪表”的快捷菜单。在数值输入控件的快捷菜单中，有一个“转换为显示控件”选项；显示控件的快捷菜单里有一个“转换为输入控件”选项，可见输入控件和显示控件可以互相转换。

在控件的快捷菜单中都有“属性”选项，在这个选项里面，可以进行一些属性设置。选中“属性”选项会打开“属性设置”对话框，进行外观、操作、数据绑定和快捷键等的设置。

对控件有些属性的设置，也可以不打开属性对话框，比如刻度范围的修改。以水平指针滑杆为例，滑杆默认刻度范围为0～10，要修改成-20～100，只需单击最小值处，输入“-20”，单击最大值处，输入“100”即可。刻度范围设置如图1-14所示。旋钮、仪表和温度计等也可以依样修改量程。

1.2.4 VI的程序框图

程序框图是用来编写VI逻辑功能的图形化源代码的。在前面板上放置的控件是程序的数据接口称为Terminal（接线端子），而控件在程序框图中会以Icon（图标）的形式显示。在图1-15a所示Convert C to F.VI的前面板中，前面板有3个控件，分别是摄氏温度℃的数值、华氏温度F的数值以及温度计，在图1-15b所示的程序框图中有对应这3个控件同名的端子。在程序框图中看到控件图示就是前面板上控件本身的样子，这个是所谓的View As I-con（显示为图标）。在程序框图中用鼠标右键单击任意一个接线端子，将弹出的快捷菜单中的“显示为图标”勾选去掉，就可以将Terminal变为缩小版本。

a）Convert C to F.VI的前面板 b）程序框图

1.函数选板

除了与前面板控件对应的接线端子外，程序框图中还有函数（Function）、子VI（Sub VI）、常量（Constant）、结构（Structure）和连线（Line）等。在图1-15中有3个接线端子、两个函数和两个常量。

在LabVIEW的函数选板中包含了大量的结构、数据类型、定时函数、数学算法、各个硬件驱动和已安装的工具包等。在编程时可以选择所需函数，放置在窗口内，并用连线连接起来，以实现所需的功能。

打开函数选板有两种方式，一是在程序框图的菜单栏中单击“查看”按钮，在下拉菜单中选择“函数选板”；另一种方式是在程序框图的窗口内空白处用鼠标右键单击。打开的“函数选板”对话框，如图1-16所示。

函数选板也可以像控件选板一样改变大小、位置和展开等。界面默认为“编程”子选板。下面简单介绍该选板，其他选板的内容在相关章节中介绍。

1）结构。包含程序控制结构命令，提供循环、条件、顺序结构、公式节点、全局变量和结构变量等编程要素。

2）数组。包含数组运算函数、数组转换函数和常数数组等。

3）簇、类与变体。包含簇的处理函数等。提供各种捆绑、解除捆绑、创建簇数组、索引与捆绑簇数组、簇和数组之间的转换以及变体属性设置等功能。

4）数值。数学运算、标准数学函数、各种常量和数据类型变换以及各种数值常数等。

5）文件I/O。包含处理文件输入/输出的程序和函数。

6）布尔。包含各种布尔运算函数、布尔常量等。

7）字符串。包含各种字符串操作函数、数值与字符串之间的转换函数以及字符（串）常量数等。

8）比较。包含数字量、布尔量和字符串变量之间比较运算功能的函数等。

9）定时。包含时间计数器、时间延迟、获取时间日期和设置时间标识常量等。

10）对话框与用户界面。包含各种按钮对话框、简单错误处理、颜色盒常量、菜单、游标和简单的帮助信息等。

11）波形。包含创建波形、提取波形，数-模转换和模-数转换等处理工具。

12）应用程序控制。包括动态调用VI、标准可执行程序等功能的函数。

13）同步。包含提供通知器操作、队列操作、信号量和首次调用等功能的工具。

14）图形与声音。包含声音、图形和图片等功能模块。

15）报表生成。包含提供生成各种报表和简易打印VI前面板或说明信息等功能模块。

2.程序框图的编辑

1）在前面板切换到“程序框图”的方法主要有：

①通过菜单栏的“窗口”下拉菜单选择“显示程序框图”。

②使用<Ctrl>+<E>组合键，实现前面板与程序框图之间的切换。

③选中前面板上的任意控件，双击鼠标左键。

打开“前面板程序框图编辑.vi”，切换到“程序框图”窗口，如图1-17所示。图1-16中包含与前面板上控件一一对应的端子，同样使用<对齐><分布>键，把所有对象排列整齐，并且将输入端子放在左侧，显示端子放在右侧。观察发现，输入端子的右侧和显示端子的左侧都有一个“△”符号，当将鼠标移动到该位置时，会出现一个接线端子，同时鼠标变成线轴形状的连线工具 。

在程序框图中要实现一定功能，光有接线端子是不够的，还需要放置相关的函数。比如在本例子中，放一个加法运算函数。加法运算函数的位置在函数选板→编程→数值里面。打开数值子选板，把“加法”函数拖放到程序框图面板上。加法函数有两个输入和一个输出端子，使用时，这三个端子必须都连接使用。

对该函数的使用如有疑问，可以查看它的帮助信息。

2）查看帮助信息的方法主要有：

①在前面板和程序框图窗口的右上角，即工具栏的右侧有个问号，是即时帮助开关，单击这个按键，可以通过该键打开或关闭“即时帮助”对话框，如图1-18所示。

②也可以使用使用<Ctrl>+<H>组合键打开或关闭。“即时帮助”对话框。

要想详细了解该节点，可单击窗口内的“详细帮助信息”，打开“LabVIEW帮助”窗口，如图1-19所示；还可以单击在“即时帮助”对话框左下角的3个按键： 该按键可以隐藏或显示可选连线端口的解释； 该按键可以锁定当前即时帮助窗口所显示的内容，使其不会因为鼠标的移动而改变其显示的内容； 该按键用于打开LabVIEW的帮助文档，查看当前显示内容的详细帮助文档。

在一个接线端子的连接点单击鼠标左键移动鼠标，会出现一条虚线。将鼠标移动到下一个连接点，再单击鼠标，虚线就会变成实线，这样就完成了一个连接。如果需要转弯，那么只需要在转弯处单击一下鼠标即可，如图1-20所示。以此方法连接所有连接，把输入控件与显示控件直接或者通过运算函数相连，完成的程序框图如图1-21所示。

完成所有连接后切换至前面板，保存文件后，单击工具条上的连续运行键 。鼠标操作输入控件，改变输入控件的数据，观察显示控件，会看到与它连接的显示控件数据跟随输入的变化而变化。VI运行时的前面板如图1-22所示。

1.2.5 VI的图标和连线板

图标/连线板是VI的第3个组成部分。在前面板和程序框图的右上角都有“图标/连线板”的显示，用鼠标双击右上角的“图标”就可以打开图1-23所示的“图标编辑器”对话框，可以对其修改、涂色、写字等。这是图标修改的一种方式。若有自己喜欢的图片，则可以通过直接拖拉图片至前面板右上方图标的位置，替换掉VI的已有图标，这是图标修改的另一种形式。

连线板是LabVIEW的一个编程接口，为子VI定义输入、输出端口和这些端口的连接线端类型。当调用子VI节点时，子VI输入端子接收从外部控件或其他对象传输到各端子的数据，经子VI内部处理后又从子VI输出端子输出结果，传送给子VI外部显示控件，或作为输入数据传送给后面的程序。

用鼠标右键单击前面板“连线板”的位置（连线板定义如图1-24所示），可以打开快捷菜单，对该连线板进行模式选择、添加/删除端子等操作。端口的模式里面提供了多种端子数量和排列方式，如果模式中没有需要的类型，就可以通过添加/删除端子来修改。

若要定义某个连线端口与某个前面板的控件相关联，可用鼠标单击连线板上的某个端口，再单击待选的控件即可。

一般情况下，VI只有设置了连接器端口才能作为子VI使用，如果不对其进行设置，调用的只是一个独立的VI程序，而不能改变其输入参数，也不能显示或传输其运行结果。

如希望编写的VI有如图所示的端口形式，则修改某端口的定义，就可以将当前VI的接口定义变为必需的（粗体），或推荐的（普通字体），或可选的（灰色字体）。 kTUDzLNgeRScId6ROWcQ8Tx9hgETMWBs7NKdCs9pWa26XaW19QDLdcMAcfs+LY4P