1、什麽是Labview

LabVIEW (Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench)是一種用圖標代替文本行創建應用程序的圖形化編程語言。

傳(chuan) 統文本編程語言根據語句和指令的先後順序決(jue) 定程序的執行順序，而LabVIEW則采用數據流編程方式，程序框圖中節點之間的數據流向決(jue) 定了程序的執行順序。在這方麵，它不同於(yu) 傳(chuan) 統的編程語言，如VisualBasic、 C、C++或Java，這些語言使用文本方式編程。

而LabVIEW不僅(jin) 僅(jin) 是一款編程語言，它還是為(wei) 科學家和工程師等設計的一-種編程開發環境和運行係統，編程隻是這些人員工作的一部分。它用圖標表示函數，用連線表示數據流向。LabVIEW提供很多外觀與(yu) 傳(chuan) 統儀(yi) 器(如示波器、萬(wan) 用表)類似的控件，可用來方便地創建用戶界麵。

用戶界麵在LabVIEW中被稱為(wei) 前麵板。使用圖標和連線，可以通過編程對前麵板上的對象進行控製。這就是圖形化源代碼，又稱G(Graphics) 代碼。LabVIEW 的圖形化源代碼在某種程度.上類似於(yu) 數據流流程圖，因此又被稱作程序框圖代碼。前麵板上的每一個(ge) 控件對應於(yu) 程序框圖中的-一個(ge) 對象，當數據“流向”該控件時，控件就會(hui) 根據自己的特性以一定的方式顯示數據，例如開關(guan) 、數字或圖形。

LabVIEW程序被稱為(wei) VI ( Virtual Instrument)，即虛擬儀(yi) 器，這是因為(wei) 它的很多界麵控件與(yu) 操作都模擬了現實世界中的儀(yi) 器，例如示波器與(yu) 萬(wan) 用表等。LabVIEW的核心概念就是“軟件即是儀(yi) 器”，即虛擬儀(yi) 器的概念。LabVIEW 還包含了大量的工具與(yu) 函數用於(yu) 數據采集、分析、顯示與(yu) 存儲(chu) 等。這些工具都是向導式的工具，用戶隻需要一步步按照提示就可以實現與(yu) 儀(yi) 器的連接和參數的設置。而程序員也不用去記憶這些大量的函數，因為(wei) 這些函數都以圖標與(yu) 名稱的形式存在於(yu) 一個(ge) 小小的函數麵板上，當需要用到某個(ge) 函數時把它從(cong) 函數麵板上拖放到程序框圖中就可以了。這一切都是圖形化帶來的好處。

由於(yu) LabVIEW可以用來創建通用的應用程序，因此被稱為(wei) 一種通用的編程語言。但是它在測試、測量和自動化等領域具有更大的優(you) 勢，因為(wei) LabVIEW 提供了大量的工具與(yu) 函數用於(yu) 數據采集、分析、顯示和存儲(chu) 。同時它還提供了大量常用於(yu) 自動化測試測量領域的圖形控件。這使得用戶可以在數分鍾內(nei) 完成-套完整的從(cong) 儀(yi) 器連接、數據采集到分析、顯示和存儲(chu) 的自動化測試測量係統。因此它被廣泛地應用於(yu) 汽車、通信、航空、半導體(ti) 、電子設計生產(chan) 、過程控製和生物醫學等各個(ge) 領域，涵蓋了從(cong) 研發、測試、生產(chan) 到服務的產(chan) 品開發所有階段。NI網站上的應用案例供讀者參考: htp://www.ni.com/solutions/。

LabVIEW不僅(jin) 可以用來快速搭建小型自動化測試測量係統,還可以用來開發大型的分布式數據采集與(yu) 控製係統。在美國Lawrence Livermore國家實驗室,一個(ge) 花費2000萬(wan) 美金的極為(wei) 複雜的飛秒激光切割係統就是基於(yu) LabVIEW開發的。該係統中，4台WindowsNT工作站用網絡連接起來，LabVIEW用來給激光提供測量、控製和自動定序，同時作為(wei) 半熟練操作者的高層用戶界麵。幾乎安裝了所有類型的IO硬件: DAQ、GPIB、串行、遠程控製SCXI、VME/VXI以及IMAQ成像。由於(yu) 這個(ge) 項目的極端重要性，因此本項目采取了正式的軟件質量保證過程。軟件開發總共用了4個(ge) 年度，創建了約600個(ge) VI。

2、數據流的概念

LabVIEW編程開發環境與(yu) 標準C或Java開發係統的一個(ge) 重要區別是:標準語言編程係統采用基於(yu) 文本的代碼行編程;而LabVIEW則使用圖形編程語言，通常被稱為(wei) G語言，在稱為(wei) 框圖的圖形框架內(nei) 編程。圖形編程消除了文本編程中設計的許多語法細節，如(;)和( {})的放置經常會(hui) 讓人煞費
苦心。在LabVIEW中就不用擔心這樣的問題，即使是某個(ge) 地方出現了連接錯誤，LabVIEW也會(hui) 明確地指出錯誤，而不是像文本編程語言那樣模棱兩(liang) 可。圖形編程語言中最需要關(guan) 注的是應用程序中的數據流,因為(wei) 其簡單的語法使程序變得更加簡潔易懂。
LabVIEW使用科學家和工程師們(men) 熟悉的術語、圖標和概念，依靠圖形符號而不是文本語言來定義(yi) 程序的功能。LabVIEW的運行基於(yu) 數據流的原理，一個(ge) 函數隻有收到必要的數據後才可以運行。基於(yu) 這些特點，對於(yu) 沒有編程經驗的人來說也是可以學會(hui) LabVIEW的。

3、選擇LabVIEW的原因

選擇LabVIEW開發測試和測量應用程序的一大決(jue) 定性因素是其開發速度。通常，使用LabVIEW開發應用係統的速度比使用其他編程語言快4~10倍。這一驚人速度背後的原因在於(yu) LabVIEW易用易學，因為(wei) LabVIEW是專(zhuan) 為(wei) 測量、數據分析並提交結果而設計的，且LabVIEW擁有如此功能眾(zhong) 多的圖形用戶界麵又易於(yu) 編程，使得它對於(yu) 仿真、結果顯示、通用編程甚至講授基本編程概念也同樣是很理想的語言。它所提供的工具使創建測試和測量應用變得更為(wei) 輕鬆。
LabVIEW的具體(ti) 優(you) 勢主要體(ti) 現在以下幾個(ge) 方麵：
(1)提供了豐(feng) 富的圖形控件，並采用圖形化的編程方法，徹底把工程師們(men) 從(cong) 複雜枯澀的文本編程工作中解放出來。
(2)內(nei) 建的編譯器在用戶編寫(xie) 程序的同時就在後台自動完成了編譯。因此用戶在編寫(xie) 程序的過程中如果有語法錯誤，它會(hui) 被立即顯示出來。
(3)由於(yu) 采用數據流模型，它實現了自動的多線程，從(cong) 而能充分利用處理器尤其是多處理器的處理能力。
(4)通過DLL、CIN節點、ActiveX、 .NET或MATLAB腳本節點等技術，可以輕鬆實現LabVIEW與(yu) 其他編程語言混和編程。
(5)通過應用程序生成器可以輕鬆地發布EXE、動態鏈接庫或安裝包。
(6) LabVIEW 提供了大量的驅動與(yu) 專(zhuan) 用工具，幾乎能與(yu) 任何接口的硬件輕鬆連接。
(7) LabVIEW 內(nei) 建了600多個(ge) 分析函數，用於(yu) 數據分析和信號處理。
(8) NI同時提供了豐(feng) 富的附加模塊，用於(yu) 擴展LabVIEW在不同領域中的應用，例如實時模塊、PDA模塊、FPGA模塊、
數據記錄與(yu) 監控(DSC) 模塊、機器視覺模塊與(yu) 觸摸屏模塊等。
(9)LabVIEW 開發環境可以運行在Windows、Mac或Linux係統的計算機上，用LabVIEW編寫(xie) 的應用程序可以運行在
上述係統上，還可以運行在Microsoft Pocket PC、Microsoft windows ces、Palm OS以及多種嵌入式平台上，包括
FPGA、DSP、ARM等微處理器上。
(10)LabVIEW用戶無法作為(wei) 儀(yi) 器的生產(chan) 者，但是可以定義(yi) 儀(yi) 器的功能。使用計算機、插入式硬件和LabVIEW能共同組成
一個(ge) 可完全配置的虛擬儀(yi) 器，以完成用戶的任務。使用LabVIEW,用戶可以根據需要創建所需的任何類型的虛擬儀(yi) 器，而
其成本僅(jin) 僅(jin) 是傳(chuan) 統儀(yi) 器的一部分。當需求變化時，還可以立即修改虛擬儀(yi) 器。
(11)LabVIEW擁有龐大的函數和子程序庫，這些庫可以幫助用戶完成編程中的大部分任務，使得LabVIEW用戶免於(yu) 被傳(chuan) 統
編程語言中指針、內(nei) 存分配以及其他莫名的編程問題所困擾。
(12)LabVIEW也包含特定的應用程序庫代碼，如數據采集( DAQ).通用功能接口總線(GPIB)、串行接口儀(yi) 器控製、數據分析
、數據顯示、數據存儲(chu) 、Internet 通信等。分析庫包含了大量實用的函數，如信號產(chan) 生、信號處理、濾波器、窗口、統計、
回歸、線性代數、矩陣運算等。

4、LabVIEW 學習捷徑

在學習(xi) 與(yu) 使用LabVIEW的日子裏，學習(xi) LabVIEW 的最佳捷徑就是——大膽嚐試。

（1）LabVIEW 入門非常容易，但是要想編寫(xie) 出色的程序或者稍微大型的係統，則必須學會(hui) LabVIEW 的高級編程知識。

（2）通過LabVIEW的聯機幫助和範例查找器( Example Finder) 中的相關(guan) 實例提升編程水平。

5、 LabVIEW的工作環境

一個(ge) LabVIEW程序由一個(ge) 或多個(ge) 虛擬儀(yi) 器組成，虛擬儀(yi) 器在後麵簡稱為(wei) VI。而之所以稱做

虛擬儀(yi) 器，是因為(wei) 它們(men) 的外觀和操作通常是模擬了實際的物理儀(yi) 器。然而，在這些麵板之後，它們(men) 有著類似於(yu) 流行的編程語言，如C和B語言中的主程序、函數、子程序等。

一般每個(ge) VI都由3個(ge) 主要部分組成:前麵板、框圖和圖標。

注:全局變量是一種特殊的VI，隻有前麵板，沒有框圖，對圖標可以編輯，但是很少有人

編輯。

前麵板是VI的交互式用戶界麵，它模擬了物理儀(yi) 器的前麵板。前麵板包含旋鈕、按鈕、.

圖形及其他控件(輸人控件)和顯示控件(輸出控件)，而且通過編程，可以使用鼠標和

鍵盤作為(wei) 輸入設備。

框圖是VI的源代碼，由LabVIEW的圖形化編程即G語言構成。框圖是實際可執行的程

序。框圖由低級VI、內(nei) 置函數、常量和程序執行控製結構等構成，用連線將合適的對象

連接起來定義(yi) 它們(men) 之間的數據流。前麵板上的對象對應於(yu) 框圖上的終端，這樣數據就可

以從(cong) 用戶傳(chuan) 遞到程序，再回傳(chuan) 給用戶。

在編寫(xie) LabVIEW應用程序時，往往需要在一個(ge) 主程序中調用多個(ge) 子程序，那麽(me) 為(wei) 了實現

VI之間的調用，VI就必須有連接器圖標。被另外一個(ge) VI所使用的VI稱為(wei) 子VI，也可

以稱為(wei) 子程序。圖標是VI的圖形表示，會(hui) 在另外的VI框圖中作為(wei) 一個(ge) 對象使用，連接

器用於(yu) 從(cong) 其他框圖中連線數據到當前VI。連接器定義(yi) 了VI的輸人和輸出，類似於(yu) 子程

序的參數。

6、 LabVIEW自帶編程示例

與(yu) 其他編程語言不同的是，LabVIEW 擁有龐大的自帶編程示例，這有助於(yu) 學習(xi) - .般的編程

技術並了解完成通用硬件輸入/輸出和數據處理任務的應用程序。通過NI範例查找器可以找到相關(guan) 的範例。

有幾個(ge) 途徑可以進入NI範例查找器，一為(wei) 在啟動頁麵的右下角單擊“查找範例”;

二為(wei) 在啟動LabVIEW編程界麵後選擇“幫助”菜單，從(cong) 中選擇“查找範例”菜單項。

瀏覽方式可以設置為(wei) 任務或者目錄結構。按任務瀏覽時，目錄結構即按照任務編輯，可以很

明了地根據自己的項目任務來選擇相近的實例。

使用NI範例查找器，還可以根據關(guan) 鍵字直接搜索相關(guan) 的示例，如Serial、Excel等，NI範例查找器將直接定位到相關(guan) 的示例。

7、起源與發展曆程

早在20世紀80年代初引入個(ge) 人計算機之前，幾乎所有使用可編程儀(yi) 器的實驗室都通過專(zhuan) 門的儀(yi) 器控製器用於(yu) 控製他們(men) 的測試係統。這些價(jia) 格昂貴而且功能單一的控製器通過一個(ge) 必備的端口控製使用IEEE-488總線(即GPIB總線)的儀(yi) 器。到了1983 年,隨著個(ge) 人計算機的出現, National Instruments公司成為(wei) 個(ge) 人計算機的GPIB硬件接口的主要供貨商。然而當時用於(yu) 控製儀(yi) 器的軟件表現卻不太好，當時幾乎100%的儀(yi) 器控製程序都是用BASIC語言開發的。雖然BASIC有一定的優(you) 勢，例如簡單、可讀性強的指令集以及可交互功能等，但是它存在-一個(ge) 根本性的問題:像其他文本編程語言一樣，如果要通過計算機控製儀(yi) 器，無論是科學家、工程師還是技術人員都必須懂得編程。他們(men) 必須把他們(men) 的應用軟件和儀(yi) 器使用的知識轉化為(wei) 文本行，而這種過程多半是繁重而單調乏味的，尤其是對那些從(cong) 來沒有編程經驗的人來說。

National Instruments 公司有自己的編程團隊，其任務是致力於(yu) 開發用於(yu) 控製儀(yi) 器的BASIC程序。他們(men) 敏感地注意到了儀(yi) 器編程工作壓在工程師和科學家身上的負擔，那就是開發出一種用於(yu) ，開發儀(yi) 器軟件程序的新工具。但是這種工具將采用什麽(me) 形式呢?兩(liang) 位NI公司的創始人Jim Truchard和Jeff Kodosky博士，連同Jack MacCrisken(後來成為(wei) 一名顧問)，開始著手開發這種軟件工具。Truchard主要研究能夠顯著地改進科學工作者和工程師們(men) 進行測試開發方式的工具。他想到的軟件產(chan) 品模型是電子數據表格。電子數據表格解決(jue) 了Truchard、 Kodosky 和MacCrisken都同樣麵臨(lin) 的問題，即如何使非編程的計算機用戶能夠使用計算機。隻不過電子數據表格處理的是財務計劃製定者的問題，而這個(ge) 三人組想的是如何幫助工程師和科學工作者。這三個(ge) 人的口號是:發明出一種軟件工具，它對工程師和科學工作者的影響力要和電子數據表格對財務界的影響力一樣大。不過對此他們(men) 當時並沒有一個(ge) 具體(ti) 明確的概念。

當1984年蘋果公司推出了Macintosh 計算機之後,情況出現了重要的轉機。他們(men) 看到了這台小機器上的圖形化特性後，就知道“圖形化”就是他們(men) 今後要走的道路。因為(wei) 相對於(yu) 輸入- -串串的命令行進行操作，人們(men) 使用鼠標和圖形化界麵時所發揮的創造力和高效率是前所未有的。圖形.化前麵板是人與(yu) 測量程序交互的最佳途徑。前麵板與(yu) 實際儀(yi) 器的麵板十分相似，實際上，這些程序就是虛擬儀(yi) 器。理論上這是一個(ge) 很好的概念，但當他們(men) 去實際操作的時候，這個(ge) 概念卻帶來了意想不到的難題。在最初的構想下，使用交互式麵板作為(wei) 用戶界麵來寫(xie) 測量程序，居然要比用傳(chuan) 統的BASIC還要困難得多。

所以，他們(men) 決(jue) 定深入研究能否發明一種創新的方式，通過Macintosh的圖形化界麵來建立一個(ge) 更簡單易用的具有交互麵板的程序。他們(men) 研究了相當數量的圖解技術，但每次都還是回歸到數據流結構，因為(wei) 這是最常用、也是最有效的方式。一旦他們(men) 能找出如何將結構化編程的概念與(yu) 數據流相結合，一切問題就將迎刃而解。虛擬儀(yi) 器技術由結構化的數據流框圖和交互式麵板組成。將圖標與(yu) 麵板相結合的方式使虛擬儀(yi) 器在其他程序框圖中也能被調用。這樣就能按照各種不同的需求靈活
地構建複雜的多層次係統。

最後，他們(men) 必須要做的就是建立-一個(ge) 軟件環境，能使科學家和工程師們(men) 可以簡單快速地構建起虛擬儀(yi) 器程序。為(wei) 了不被煩心的日常工作打擾，他們(men) 與(yu) 一群年輕的畢業(ye) 生一起選擇了一處遠離公司的辦公室研究這個(ge) 項目。懷著改變世界的使命感，這個(ge) 小組設立了一個(ge) 遠大的目標。麵對許多開發上的挑戰，有時甚至懷疑能否開發出LabVIEW,以及是否能讓人們(men) 願意購買(mai) 和使用。1985年6月他們(men) 開始編寫(xie) 程序代碼，到10月完成了原型。1986年4月正式宣布了LabVIEW的誕生，同時NI的名字首次出現在雜誌封麵上。不過他們(men) 低估了後期調試所需耗費的大量時間，因此直到1986年10月LabVIEW 1.0才正式發布。

自LabVIEW 1.0 發布的20年以來，LabVIEW 從(cong) 來沒有停止過創新的步伐。不斷地改進、更新與(yu) 擴展，使LabVIEW牢牢占據了自動化測試、測量領域的領先地位。LabVIEW 圖形化開發方式已經徹底改變了測試、測量和控製應用係統的開發。如今仍然在不斷地擴張它的應用領域。

8、小結

LabVIEW是功能強大而又靈活的儀(yi) 器應用和分析軟件係統，它使用圖形化編程語言，有時

也稱為(wei) G語言，創建成為(wei) 虛擬儀(yi) 器或VI的程序。用戶與(yu) 程序通過前麵板進行交互。每個(ge) 前麵板

有一個(ge) 與(yu) 之對應的框圖，也就是VI的源代碼。LabVIEW有很多內(nei) 置函數，便於(yu) 進行編程。在框

圖中，將部件連接起來顯示數據流向。

使用NI範例查找器可以查找所學主題相關(guan) 的示例，可以通過任務或目錄結構來瀏覽示例。

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LabVIEW開發實戰：Labview簡介