單元1：LabVIEW簡介

主題：a. LabVIEW的操作環境b. 專案視窗 (Project Explorer)c. 人機介面 (Front Panel)d. 程式區 (Block Diagram)e. 資料流觀念f. LabVIEW除錯技巧與技術支援

LabVIEW簡介

LabVIEW簡介圖形化編輯介面，易於編輯維護

Express VI互動式對話視窗可快速協助使用者設定DAQ參數與儀控參數

具有高階、特殊應用開發工具與函式庫 ，如：RF, Sound…佈署至桌面、行動、工業與內嵌式系統，如：PDA, PAC…

執行LabVIEW開始>>所有程式>>National Instruments LabVIEW 8.2

開啟新的VI、Project、範本

尋找範例

>>

LabVIEW Getting Start Window你可以在這個視窗開啟新VI如果不希望看到「啟動視窗」，可以到勾選「Tools»Options »Environment » Skip Getting Started window on launch」，即可直接開啟新VI檔New選項：Blank VI – 開啟一個空白的vi檔案

Empty Project – 開啟一個空白的專案

VI From Template – 從設計範本開啟vi

您還可以在Tools»Options內修改許多編輯環境的設置

從範本開啟新的VI

從「File»New」，可以從範本中挑選預先規劃好的VI來直接進行程式開發。

載入VI與所有相關聯的subVI已載入的VI數目

欲載入的VI

正搜尋的目錄

略過讀取這個subVI 手動瀏覽 停止載入

儲存VI除了一般的儲存

(Save)外，可以使用另存新檔(Save As)，來儲存所有subVI到同一個目錄中，或是更改檔名。

另存新檔

練習1.1 – 環境溫度控制器 開啟LabVIEW內建的範例程式：Temperature System

Demo.vi，嘗試執行此VI，熟悉LabVIEW的操作環境。1.啟動LabVIEW8.22.選取「 Help » Find Examples 」3.輸入關鍵字： 「temperature」4.找到範例程式：「 Temperature System Demo.vi 」5.按下「執行」，以執行此vi6.按下「強制退出」，停止vi執行7.檢視程式區，「Window » Show Clock Diagram」8.開啟程式區的某個subVI：Digital Thermometer.vi9.將此「 Digital Thermometer.vi 」另存新檔

練習1.2 – 頻率響應 練習頻率響應的虛擬儀器

1. 啟動LabVIEW8.22. 選取「 Help » Find Examples 」3. 輸入關鍵字： 「frequency」4. 開啟Frequency Response.vi5. 按下「執行」，以執行此vi6. 按下「強制退出」，停止vi執行7. 檢視程式區，「Window » Show Clock Diagram」

練習1.3 – 從範本開啟VI 從VI範本開啟一個範例

1.開啟LabVIEW8.22.在開始視窗選擇「New » VI from template」3.開啟「VI » From Template » Generate and Display」4.嘗試執行此程式5.雙擊Express VI，調整輸出波形的設定6.加入可以調整頻率的功能(create » control)7.把波形資料用表格呈現8.另存新檔

專案視窗

專案視窗的預設元件有以下幾項：My ComputerDependenciesBuild Specifications

在專案視窗內，刪除檔案，並不回從磁碟機刪除真正的檔案。

如果在磁碟機把檔案移動位置或更名，則專案視窗不會自動更新

練習1.4 – 專案視窗 把練習1.2所使用的程式「 Frequency

Response.vi 」加入到一個新的專案中1.開啟Frequency Response.vi2.點選工具列的「Project » New Project」3.此時會詢問你，你要不要把現在正在編輯的vi加入到新的Project中，選擇「Add」

4.嘗試在專案管理視窗中，手動加入Temperature System Demo.vi

5.將專案存檔

圖形化的軟體開發介面

整合性圖控式軟體開環境內建多功能工具集，可用於資料擷取、儀器控制、量測分析、存檔、網路分享…等常見控制領域

人機介面程式區

人機介面(Front Panel)

工具欄

標籤

數值控制器

座標軸標籤

旋鈕控制器

XY圖

圖示

人機介面 – 按滑鼠右鍵出現「控制面板」

控制面板

滑鼠右鍵

程式區(Block Diagram)

數值控制器接頭

旋鈕控制器接頭

常數

加法函數

接線

XY圖接頭

For Loop結構時間延遲

叢集

程式區– 按滑鼠右鍵出現「函數面板」

函數面板

滑鼠右鍵

人機介面與程式區的切換

Ctrl + E：切換人機介面與程式區

功能選單 (Menu)

File Edit View Project Operate Tools Window Help

人機介面的工具欄

Run：執行

Run Continuously：連續執行

Abort Execution：停止

Pause：暫停

Text Settings：字型設定

Align Objects：對齊物件

Distribute Objects：平均分配物件

Resize Objects：調整物件尺寸

群組物件

Help

注意：盡量避免使用Abort Execution來停止VI執行

程式區的工具欄

Execution Highlighting button：執行資料流動畫Retain Wire Values：留住資料流的數值Step Into button：可開啟一個節點(node)並暫停Step Over button：執行一個節點，在下一個節點暫停Step Out button：完成執行目前的節點並暫停

程式區的工具欄多了以下的按鈕

物件對齊工具

Align表單 Distribution表單

Resize表單 Group表單

面板(Palettes)

人機介面可以使用工具面板與控制面板

程式區可以使用工具面板與函數面板

工具面板 控制面板 函數面板

工具面板(Tool Palettes)工具自動選擇

Operating：可用來改變控制器的值Positioning：用來移動或更改物件的大小Labeling：用來編輯或建立文字標籤Wiring：將程式區的物件以資料線連接Object Shortcut Menu：開啟的捷徑選單Scrolling：用來捲動視窗Breakpoint：設定中斷點Probe：在資料線建立偵測點Color Copy：複製顏色顏色工具 + 滑鼠右鍵

控制面板(Controls)與函數面板(Functions)控制面板用於「人機介面」

函數面板用於「程式區」

呼叫方式View» Controls Palette 或

View» Functions Palette在人機介面或程式區按滑鼠右鍵

控制面板 函數面板

設定Control Palettes的視覺呈現方式

Category (Icons & Text)LabVIEW 8 新功能 Category (Standard)

LabVIEW 8 新功能Icons

Text

TreeLabVIEW 8 新功能

改變Palette View的方式

暫時改變Palette View

長久改變Palette View

搜尋函數、控制項或是VI

你可以把控制面板或函數面板改變為搜尋模式，執行文字搜尋，以尋找面板上的控制器、函數或VI

自訂你的函數面板或控制面板

把自己開發的VI放到user.lib或instr.lib就可以在控制面板或是函數面板上顯示你的VI，就好像你所開發的VI是LabVIEW函數的一部分

Programs» National Instruments»LabVIEW 8.2

注意：需重開LabVIEW才會有變化

捷徑選單(Shortcut Menus)在人機介面的物件按下滑鼠右鍵，就會顯示「捷徑選單」

在控制項按滑鼠右鍵在標籤按滑鼠右鍵

屬性對話方塊(Property Dialog Boxes)

程式區

在人機界面放置元件，則在程式區也會出現相對應的元件

在程式區的元件按滑鼠右鍵，選擇「View As Icon」就可以改變呈現方式

資料線的外觀隨資料型態而改變

Scalar

數字

布林

字串

2D Array1D Array

動態資料

所有資料型態

所有資料型態

數字 (number)整數Byte (I8)Word (I16)Long (I32)Quad (I64)

浮點數Single-precision (SGL)Double-precision (DBL)Extended-precision (EXT)

複數Complex SingleComplex DoubleComplex Extended

Tip: 在物件上面按滑鼠右鍵，選representation可以改變型態

布林 (booling)LabVIEW使用8-bit來表示布林。當這個8-bit全部為0時，表示FALSE；只要8-bit中有任何一個非0的值，那麼就表示TRUE。布林在人機介面中的主要動作是latch或switch，而且可以在Mechanical Action設定布林的動作表現。

字串 (string)與數字相較，字串是文字。不能做數學運算。以粉紅色表示。

字串在人機介面的呈現方式：Normal Display‘\’ Codes DisplayPassword DisplayHex Display

動態資料 (dynamic)動態資料儲存從Express VI所產生的資料。你可以把動態資料連接到number、Waveform、Boolean，皆會自動轉換成相對應的資料型態

也可使用Configure Convert from Dynamic Data把動態資料轉變為一般的資料型態，如：數字、Waveform…等。

資料線的連線技巧

資料線的資料如同水流，從source到sink，從input到output「手動連線」與「自動連線」在連線時可以開啟Help視窗，以便清楚subVI的接點定義若資料線的長度很長很複雜，可以按滑鼠左鍵以強制定義資料線的流向

按滑鼠右鍵並選擇：Visible Items»Terminals，即可看到函數的接點

View the terminal connections to a function

資料線的連線技巧

點一下 點二下 點三下

點滑鼠左鍵

按空白鍵

+B：移除所有壞掉的虛線

練習1.5 – 學習尋找函數與控制項任務：在程式區找到以下幾個函數：加法(Add)、DAQ小幫手(DAQ Assistant)字串長度(String Length)亂數產生器(Random Number)平方根(Square Root)

把「DAQ小幫手」加到你的最愛(Add Item to Favorites)

資料流

資料流如同水流，從高處流至低處任何節點 (包括副程式或內建函數) 必須等到所有輸入進來後才會執行

就如圖形所顯示的進行平行處理支援多緒執行，提升效能及有助於系統資源管理

撰寫一個簡單的LabVIEW程式

節點接線

控制元

人機介面

顯示元

程式區

資料流架構的LabVIEW程式右圖是一個實際的LabVIEW程式

當一個函數vi有2個以上的輸入接點時，那麼必須當所有的資料進入，才會開始運算

當函數vi運算結束後，才會把運算的結果丟出來

資料流的流向「不是從上至下，也不是由左至右」。並不是根據上下左右的相對位置關係來決定資料流的流向。

練習1.6 – 建立一個簡單的LabVIEW 程式1. 請建立一個如右圖的

程式，並嘗試執行此程式

2. 請打開 Execution Highlighting button，執行資料流動畫，查看資料流的動向

講解：資料流的概念釐清

1. 資料流的流向跟元件的上下左右的擺放位置無關。一般我們在程式撰寫時，習慣是由上至下，由左至右。這只是「習慣用法」

2. 哪一個函數vi會先執行? 加法、減法3. 哪一個函數vi會先執行? 除法、Sin4. 哪一個函數vi會先執行? 加法、除法、

亂數產生器、無法決定

5. 哪一個函數vi會後執行? 加法、減法、亂數產生器、無法決定

6. 在這個VI中，有哪三個元素? 人機介面、程式區、專案視窗、icon

平行處理

兩個灰色的框框形成一個程式的兩個分別執行的區塊，這是所謂的「平行處理」的一種表現

無法決定A或B，哪一個會先執行

A

B

擷取(Acquire)、分析(Analysis)、呈現(Present)

擷取(Acquire)

分析(Analysis)

呈現(Present)

模擬信號：Simulate Signal

產生一模擬的波形訊號，如正弦波、三角波、方波、直流訊號

方波可以設定duty cycle

頻譜量測：Spectral Measurements使用快速傅利葉轉換

(Fast Fourier Transform; FFT)來把將time domain轉換到Frequency domain

練習1.7 – 使用Express來做AAP程式

寫一個可以產生正弦波，以FFT分析其頻率，然後顯示在人機介面中

Help視窗，或Help»Show

Context Help，都可以啟動Help視窗把滑鼠移到vi上面，就可以顯示該vi的功能說明或是接線說明

簡易\複雜Help之切換 鎖定Help 更多Help

NI Example FinderHelp»Find Examples，以開啟範例搜尋視窗

可依類別、目錄或搜尋來尋找想要研究的範例

搜尋時，可以根據關鍵字、硬體、或是範例類別來做為索引依據

多研究範例，可以有效增進LabVIEW的撰寫技巧

練習1.8 – 使用Example Finder嘗試使用Example Finder找出以下幾個VI：Generate Sound.viGetWeather.viFit circle.vi

LabVIEW除錯技巧壞掉箭頭：當執行的箭頭變成壞掉的箭頭時，表示這個VI有錯誤，造成無法執行此VI。用滑鼠按下壞掉的箭頭，就會顯示錯誤列表以及可能的錯誤原因

標示執行：可以看到程式的執行動畫。可以顯示資料的流向。

探測器：使用探測器可以在資料流經探測器時，得知資料內容。

中斷點：可以設定程式停止的節點。

練習1.9 – 除錯練習

嘗試除錯1.開啟檔案：/Debug.vi2.除錯，讓VI可以正常執行3.存檔

本章重點回顧

虛擬儀器(VI)包含3個主要的元件：人機介面、程式區、連接器面板。

程式區包含元素：圖形化的函式、資料連接線、連接節點

在程式區使用Express VI或是Standard VI就可以架構一個量測自動化程式。Express VI的互動式對話框可以幫助您設定參數。

浮動視窗：Tools Palette、Controls Palette、Functions PaletteHelp的視窗有：Context Help Window、LabVIEW Help

Windows Sun Linux MacOS Run a VI Find object Activate Context Help window Remove all broken wires Close the active window Toggle btwn Diagram/Panel Window

常用熱鍵常用的熱鍵

-滑鼠右鍵，即可呼叫工具面板(Tool Palettes)點選物件後，按上下左右鍵，即可移動物件。若同時按下鍵，即可快速移動物件點選Tools » Options即可進行LabVIEW的環境設定善用位於File » VI Properties來設定VI的特性

常用熱鍵

Ctrl-E：切換視窗Ctrl-T：切割視窗Ctrl-F：搜尋Ctrl-H：呼叫HelpCtrl-B：清除所有壞掉的線Ctrl-Z：復原(undo)Ctrl-X：剪下Ctrl-C：複製Ctrl-V：貼上

Ctrl-N：開啟全新的viCtrl-S：儲存viCtrl-R：執行viCtrl-.*：強制停止viCtrl- I：設定vi特性Ctrl-Shift-N：導航視窗Ctrl-(↑↓←→)：快速移動Ctrl-=：字體放大Ctrl- -：字體縮小

* 在執行的狀態下才可以使用