Introduction to LabVIEW 8 in 6 Hours - search …read.pudn.com/downloads154/ebook/683747/Introduction to LabVIEW … · LabVIEW圖形化開發系統 •圖形化程式設計環境

六小時實作課程

LabVIEW簡介

© National Instruments Corporation 1 Introduction to LabVIEW Hands-On

課程目標

• 熟悉LabVIEW環境及資料流執行

• 能夠使用LabVIEW解決問題

• LabVIEW概念

– 擷取、儲存及載入資料

– 尋找及使用數學與複雜分析函數

– 使用資料類型，例如陣列和叢集

– 顯示及列印結果

N1

這是課程目標列表。

本課預備你完成以下工作：

• 使用LabVIEW來建立應用程式。

• 了解人機界面(front panel)、’程式區(block diagram），以及圖示和連接器面板。

• 使用內建的LabVIEW函數。

• 在LabVIEW中建立及儲存程式，以便將它們當做子程式使用。

• 撰寫插入式DAQ設備的應用程式。

本課程未說明以下任何一項內容：

• 程式設計理論

• 每一項內建的LabVIEW函數或物件

• 類比轉數位(A/D)理論

NI在ni.com上提供上述主題的免費參考資料。

LabVIEW Help也很有幫助；

LabVIEW»Help»Search the LabVIEW Help…

Introduction to LabVIEW Hands-On 2 ni.com

投影片 2

N1 Need to add information about what is included for 6 hr.NI, 2006/7/20

虛擬儀控法

虛擬儀控

超過廿五年來，National Instruments使工業、政府及學術界進行測量及自動化的方式產生革命性的改變。運用PC和商業技術，虛擬儀控透過容易整合的軟體（例如LabVIEW)以及供PXI，PCI，USB和乙太網路使用的模組化量測及控制硬體，提高測試、控制及設計應用程式的生產力並降低成本。

利用虛擬儀控，工程師使用圖形化程式設計軟體來建立由使用者定義、能夠滿足其特殊需求的解決方案，這和廠商制定、固定功能的傳統儀器比較起來有很大的改變。此外，虛擬儀控運用個人電腦不斷提升的效能。舉例來說，在測試、測量及控制方面，工程師使用虛擬儀控來縮小自動化測試設備 (ATE)的體積，同時生產力提高十倍之多，成本卻遠低於傳統儀器方案。去年，有九十個國家中的兩萬五千家公司投資購買National Instruments的六百多萬個虛擬儀控通道。


LabVIEW圖形化開發系統

• 圖形化程式設計環境

• 為多種作業系統與設備編譯程式碼

• 適用於種類廣泛的應用

National Instruments LabVIEW是一款領導業界的軟體工具，用於開發設計、控制及測試系統。自從1986年問世以來，全球的工程師和科學家即倚重NI LabVIEW圖形化開發完成產品設計流程中的各階段，獲得更高的品質，縮短上市時間，以及更高的工程和製造效率。藉由使用整合之LabVIEW環境與真實世界的信號溝號、分析資料以取得有意義的資訊，以及分享結果，你可以提高整個組織的生產力。由於LabVIEW具備程式設計語言的彈性，並結合專為測試、測量及控制而設計的內建工具，你可以建立各種應用程式，從簡單的溫度監督到複雜的模擬及控制系統皆可。無論你的專案內容為何，LabVIEW都具備使你快速獲得成功的必要工具。


虛擬儀控應用程式• 設計

– 信號及影像處理

– 嵌入式系統程式設計（ PC，DSP，FPGA，微控制器）

– 模擬及原型製作

– 以及更多…• 控制

– 自動化控制及動態系統

– 機電與機械人

– 以及更多…• 測量

– 電路及電子

– 測量及儀控

– 以及更多…

設計原型製作佈署

單一圖形化開發平台

虛擬儀控應用程式

虛擬儀控可以應用在許多不同的應用類型上，從設計開始，一直到製作原型及佈署，皆涵蓋其中。LabVIEW平台提供特定的工具及模型，可以解決特殊的應用需求，從設計信號處理運算法，到進行電壓測量；而且可以將任何數量的平台做為目標，從桌上型系統到嵌入式設備－－都使用一個直覺而功能強大的圖形化模式。

在第八版中，LabVIEW從在PC上進行設計及開發延伸到多種嵌入式目標，從堅固的烤麵包機體積大小的原型製作，到晶片上的嵌入式系統，都可做為其目標。 LabVIEW使用一個單一的圖形化開發平台，將系統設計變得更加流暢。如此一來，LabVIEW提供對分散式、網路化系統的更佳管理功能，因為當 LabVIEW的目標變得更加多樣化並轉為嵌入式之時，你必須能夠更容易在系統的LabVIEW程式碼之間進行發佈和通訊。


NI解決方案－整合硬體平台

高速數位器

高解析度數位器及DMM

多功能資料擷取動態信號擷取數位I/O儀器控制

計數器／計時器機器視覺運動控制

分散式I/O與嵌入式控制

膝上型PC PDA桌上型PCPXI模組化儀控

信號處理與交換

受測元件

整合硬體平台

虛擬儀器包括包括一部業界標準電腦或工作站，配備功能強大的應用程式軟體、成本低廉的硬體（例如介面卡），以及驅動程式軟體，它們一起執行傳統儀器的功能。

虛擬儀器代表從傳統以硬體為中心的儀控系統轉變為以軟體為中心的系統，發揮普遍的桌上型電腦和工作站的運算能力、生產力、顯示能力，以及連接功能。

雖然PC和整合電路技術在過去二十年間有極大的進步，但是軟體才能真正提供彈性，能夠在這個強大的硬體基礎上建立虛擬儀器，提供更好的方式來創新，並大幅降低成本。利用虛擬儀器，工程師和科學家建造能夠完全符合其需求的量測及自動化系統（由使用者定義），而不需要被傳統固定功能儀器（由廠商定義）所限制。


第一節－LabVIEW環境A. 擷取資料到你的電腦

• 資料擷取設備– NI-DAQ– 模擬資料擷取

– 音效卡

B. LabVIEW環境• 人機界面(Front Panel)／程式區(Block Diagram)• 工具欄／工具面板

C. LabVIEW應用程式的元件• 建立VI• 資料流(Data Flow)執行方式

D. 額外的說明• 尋找函數

• 在LabVIEW中作業的秘訣


A. 設定你的硬體

• 資料擷取設備 (DAQ)– 實際的USB、PCI，或PXI設備

– 在MAX中設定

• 模擬的資料擷取設備 (DAQ)– 在驅動程式層級模擬軟體

– 在MAX中設定

• 音效卡– 內建在大部份電腦中

課程課程 AA

課程課程BB

課程課程CC

這個LabVIEW課程的對象不拘能否使用 National Instruments硬體。

每一個習作都分為三個課程，A、B及C：

課程A用於配合獲得National Instruments DAQmx驅動程式支援的硬體，包括大部份的USB、PCI，以及PXI資料擷取設備，具備類比輸入。使用麥克風配合DAQ設備時，需要做一些信號處理和激發。（部份感測器－例如麥克風－需要外接電源才能運作（激發））。

課程B 則是配合沒有硬體時使用。硬體可以使用NI-DAQmx Driver Version 7.5及更新版本加以模擬。模擬而得的 NI-DAQmx設備相當於在MAX中使用Create New選單中的 NI-DAQmx Simulated Device選項所建立的設備，用於在不需要硬體的情況下操作一項函數或程式。 NI-DAQmx模擬設備的行為與真正的設備類似。它的驅動程式會被載入，而且使用它的程式會經過完全的驗證。

課程C則設計用來配合標準音效卡和麥克風使用。LabVIEW內含簡單的VI，可以使用許多PC內建的音效卡進行類比輸入及類比輸出。（這對膝上型電腦而言非常方便，因為音效卡和麥克風都已經內建。）


課程A －使用麥克風，進行資料擷取：USB-6009配合麥克風及LED建議硬體：

下圖使用Multisim繪製，這是一款廣泛使用的SPICE圖表擷取及模擬工具。請光臨http://www.electronicsworkbench.com以取得更多資訊。

為你選擇的課程設定硬體

課程B – 模擬NI資料擷取：NI-DAQ軟體8.0版或更新版本

課程C – 協力廠商音效卡：音效卡與麥克風建議硬體：

* 膝上型電腦通常具備內建麥克風（不需要插入式麥克風)


RadioShack發光二極體(LED)276-3071

RadioShack220 Ohm 電阻1

RadioShack100 Ohm電阻1

RadioShack電介體麥克風270-0921

National Instruments低價位USB DAQ779321-221

供應商說明物件編號數量

RadioShack標準插入式PC麥克風*1

供應商說明物件編號數量

我應該使用何種類型的設備？

xxx—觸發

x

AC/DC2–4

16–80—

14–18位元

250 K–1.2 Ms/s

NI PCI DAQ

部份xx可攜式

20kS/s–2 GS/s10–200 KS/s8–44 KS/sAI頻寬

x

AC/DC02

12–24位元

儀器*

x

AC/DC1–28–16

12–16位元

NI USB DAQ

—校準

ACAC或DC2AO通道

2AI通道

12–16 位元準確度

音效卡*

* 上表未必能夠代表各類別中所有的設備變化

我應該使用何種類型的設備？

市場上有許多類型的資料擷取及控制設備。上表列出其中一些設備。取捨之處通常在於取樣速度（樣本數／秒）、解析度（位元數）、通道數，以及資料傳輸速率（通常受到「匯流排）的限制：USB，PCI，PXI等等）。多功能DAQ（資料擷取）設備很理想，因為它們可以應用在多種應用中。

USB-6008及USB-6009低價位USB DAQNational Instruments USB-6009提供基本的資料擷取功能，供簡單的資料記錄、可攜式量測、以及學術實驗室實驗等應用。NI USB-6008及NI USB-6009很適合學生使用。在Windows環境下，使用LabVIEW和NI-DAQmx驅動程式軟體設計NI USB-6009的程式，以製作你自己的量測應用程式。至於Mac OS X和Linux使用者，請下載及使用NI-DAQmx Base驅動程式。

NI USB-6009規格：

-八個14位元類比輸入

-12個數位I/O線路

- 2個類比輸

- 1個計數器

http://www.ni.com/daq/


MAX是什麼？• MAX 是 Measurement & Automation Explorer 的縮寫

• MAX可設定及組織你所有的 National Instruments DAQ、PCI/PXI儀器、GPIB、IMAQ、IVI、Motion、VISA，以及VXI設備

• 用於設定及測試設備

在在WindowsWindows桌面桌面上的圖示上的圖示

我們要討論的下一層級的軟體稱為Measurement & Automation Explorer (MAX)。MAX是一個軟體界面，讓你存取所有的 National Instruments DAQ、GPIB 、 IMAQ 、 IVI 、 Motion 、 VISA，以及VXI設備。MAX的捷徑會在安裝之後置於你的桌面上。上面有圖示的圖。MAX主要用於設定及測試你的 National Instruments硬體，但是它也提供其它的功能，例如看看你是否安裝了最新版的 NI-DAQ。當你使用NI-DAQmx執行應用程式時，軟體需要MAX組態來判斷你設定組態的設備。因此，你必須先使用MAX設定DAQ設備的組態。

MAX的功能可分為七大類：

• 通道名稱(Data Neighborhood)• 設備及界面

• IVI儀器

• Scales• 歷史資料

• 軟體

• VI Logger作業

在本課程中，我們將著重於通道名稱、設備及界面、Scales，以及軟體。現在我們要逐一完成這些類別的操作，並學習每項類別提供的功能。


習作1.1 – 測試你的設備（課程A）

在本習作中，你將使用Measurement and Automation Explorer (MAX)來測試你的NI USB-6009 DAQ設備。

1. 執行MAX：在桌面上的圖示上按兩下滑鼠鍵，或選擇開始»所有程式»National Instruments»Measurement & Automation.

2. 放大Devices and Interfaces部分，以檢視已安裝的National Instruments設備。MAX顯示電腦中的National Instruments硬體及軟體。

3. 放大NI-DAQmx Devices部份，以檢視已安裝的與NI-DAQmx相容硬體。設備編號以括號標示之，顯示在設備名稱後面。資料擷取VI使用這個設備編號來判斷那一部設備執行DAQ操作。你會看到你的硬體顯示在列表中為： NI USB-6009: “Dev1”。

4. 執行設備的自我測試：在組態樹狀圖中，於其名稱上按滑鼠右鍵，再選擇Self-Test；或點選視窗頂端的Self-Test。這樣會測試指定給該設備的系統資源。設備應該通過測試，因為它已經完成組態設定。

5. 檢查設備的接腳圖。在組態樹狀圖中，於設備上按滑鼠右鍵，再選擇Device Pinouts；或點選視窗頂端的“Device Pinouts”。

6. 開啟測試面板。在組態樹狀圖中，於設備上按滑鼠右鍵，再選擇Test Panels…或點選中央視窗頂端的“Test Panels…”。測試面板讓你測試設備的可用功能、類比輸入／輸出、數位輸入／輸出，以及計數器輸入／輸出，而不需要做任何程式設計。

7. 在測試面板的Analog Input標籤中，將Mode改變為“Continuous”，Rate改為10,000 Hz。點選“Start”，再對著麥克風哼出聲音或吹口哨，觀察被察覺的信號。完成時，點選 “Finish”。

8. 在Digital I/O標籤中，注意一開始連接埠設定為全部輸入埠(“All Input” )。觀察一下位於Select State項下，代表輸入線路狀態的LED。點選 Select Direction之下的“All Output”按鈕。注意，現在在Select State底下有開關，以指定不同線路的輸出狀態。切換為line 0，觀察LED亮起。點選”Close”以關閉測試視窗。

9. 關閉MAX。


(End of Exercise)


習作1.1 – 測試你的設備（課程B）

在本習作中，你將使用Measurement and Automation Explorer (MAX)來設定一部模擬DAQ設備。

1. 執行MAX：在桌面上的圖示上按兩下滑鼠鍵，或選擇開始»所有程式»National Instruments»Measurement & Automation.

2. 放大Devices and Interfaces部分，以檢視已安裝的National Instruments設備。MAX顯示電腦中的National Instruments硬體及軟體。設備編號以括號標示之，顯示在設備名稱後面。資料擷取VI使用這個設備編號來判斷那一部設備執行DAQ操作。

3. 建立一部模擬DAQ設備，供本課程使用。模擬設備是強大的開發工具，不需要將真正的硬體安裝在電腦中。在Devices and Interfaces上按滑鼠右鍵，再選擇Create New…»NI-DAQmx Simulated Device。點選“Finish”。

4. 放大M Series DAQ部份。選擇PCI-6220或其它你想使用PCI設備。點選“OK”。

5. NI-DAQmx Devices檔案夾會放大，你會看到新的項目： PCI-6220: “Dev1”。你已經建立了一部模擬設備！

6. 執行設備的自我測試：在組態樹狀圖中，於其名稱上按滑鼠右鍵，再選擇Self-Test；或點選視窗頂端的Self-Test。這樣會測試指定給該設備的系統資源。設備應該通過測試，因為它已經完成組態設定。

7. 檢查設備的接腳圖。在組態樹狀圖中，於設備上按滑鼠右鍵，再選擇Device Pinouts；或點選中央視窗頂端的“Device Pinouts”。

8. 開啟測試面板。在組態樹狀圖中，於設備上按滑鼠右鍵，再選擇Test Panels…或點選中央視窗頂端的“Test Panels…”。測試面板讓你測試設備的可用功能、類比輸入／輸出、數位輸入／輸出，以及計數器輸入／輸出，而不需要做任何程式設計。

9. 在測試面板的Analog Input標籤中，將Mode改變為“Continuous”。點選“Start”，觀察被察覺的信號。完成時，點選 “Stop”。


10.在Digital I/O標籤中，注意一開始連接埠設定為全部輸入埠(“All Input” )。觀察一下位於Select State項下，代表輸入線路狀態的LED。點選 Select Direction之下的“All Output”按鈕。注意，現在在Select State底下有開關，以指定不同線路的輸出狀態。點選”Close”以關閉測試視窗。

11. 關閉MAX。

(End of Exercise)


習作1.1 – 測試你的設備（課程C）

在本習作中，你將使用Windows公用程式來驗證音效卡，並準備將它配合麥克風使用。

1. 預備麥克風。在工作列的音量控制圖示上按兩下滑鼠鍵，開啟組態視窗。聲音組態視窗也可以在Windows控制台中找到：開始選單»控制台»聲音及音訊裝置»進階。

2. 如果你沒有看到麥克風的部份，請進入選項»內容»錄音，再勾選Microphone。這樣就會顯示麥克風音量控制。點選「確定」。

3. 如果選擇了靜音，請取消選擇。確認音量已開啟。

4. 關閉音量控制組態視窗。

5. 開啟錄音機：開始»所有程式»附屬應用程式»娛樂»錄音機。

6. 點選錄音按鈕，對著麥克風講話。注意聲音信號顯示在錄音機中。

7. 操作完成時，點選停止按鈕，並關閉錄音機。不要儲存任何變動。

Uncheck Mute

(End of Exercise)


LabVIEWLabVIEW是一個圖形化程式設計語言，使用圖示來建立應用程式，而不使用文字。和文字式程式設計語言比較起來，後者以指令來決定程式的執行，但LabVIEW 採用資料流程式設計，由資料的流程來決定執行順序。

你可以購買多種附加軟體工具組，以開發特殊應用程式。所有的工具組皆可完美地整合於LabVIEW中。請參閱National Instruments網站，以深入了解這些工具組。

LabVIEW亦包含數個精靈，幫助你迅速設定DAQ設備及採用電腦的儀器，並建立應用程式。

LabVIEW Example FinderLabVIEW內含數百個範例VI，你可以使用它們，並將它們整合至你建立的VI中。除了與LabVIEW一同出貨的範例VI之外，你也可以使用NI Developer Zone (zone.ni.com)上的數百個範例VI。你可以修改範例VI，使它配合應用需要，或是複製一個或多個範例，再將之貼入你製作的VI中。

開始»所有程式»National Instruments LabVIEW

啟動畫面：

從空白VI開始：

New»Blank VI

從範例開始：

Examples»FindExamples…

»

or

開啟並執行LabVIEW


每個VI都有兩個視窗

人機界面(Front Panel)• 使用者界面(UI)

– 控制器 = 輸入埠– 指示器 = 輸出埠

程式區(Block Diagram)• 圖形化程式碼

– 資料在接線上移動，透過函數從控制器移向指示器

– 由資料流(Dataflow)來執行程式區塊

LabVIEW的程式稱為虛擬儀器 (Virtual Instrument, VI)

LabVIEW的程式稱為虛擬儀器 (Virtual Instrument, VI)。

控制器(Control)為輸入埠，指示器(Indicator)為輸出埠。

每個VI包含三個主要部份：

• 人機界面(Front Panel)－使用者與VI的互動方式。

• 程式區(Block Diagram)－控制程式執行的程式碼。

• 圖示／連接器－將VI連接至其它VI的方法。

在LabVIEW中，你使用一組工具和物件來建立使用者界面。使用者界面稱為人機界面。隨後你使用函數的圖形化代表圖，加入程式碼，以控制人機界面的物件。程式區(block diagram)即容納這些程式碼。就某些方面而言，程式區就像流程圖一樣。

當程式執行時，使用者和人機界面互動。使用者可以控制程式、改變輸入埠，並即時看見資料更新。控制器用於各種輸入，例如調整滑桿以設定警鈴值、開啟或關閉開關，或是停止程式。指示器作為輸出埠使用。溫度計、燈號，以及其它指示器顯示程式傳來的輸出值，可能包括資料、程式狀態，以及其它的資訊。

每個人機界面的控制器或指示器都在程式區中有對應的接(terminal)。在VI執行時，來自控制器的值流經程式區，供程式區中的函數使用，結果再經由接線傳入其它函數或指示器。


控制器面板(Controls Palette)（控制器及指示器）（將物件置於人機界面視窗中）

指示器：數值滑軸

控制器：數值

自訂面板檢視

使用控制器(Controls)面板，將控制器和指示器置於人機界面上。控制器面板只能在人機界面上使用。要檢視此面板，請選擇 Window»Show Controls Palette。你也可以在人機界面的空白區域上按滑鼠右鍵，以顯示控制器面板。點選面板左上角的按鈕，即可固定控制器面板。


函數(Functions)（及結構[Structures]）面板

（將物件置於程式區視窗中）

結構：While迴圈

使用函數(Functions)面板來製作程式區。函數面板只能在程式區中使用。要檢視此面板，請選擇 Window»Show Functions Palette。你也可以在程式區的空白區域上按滑鼠右鍵，以顯示函數面板。點選面板左上角的按鈕，即可固定函數面板。


• 建議：自動選擇工具(Automatic Selection Tool）• 用於操作及修改人機界面和程式區物件的工具

操作工具

定位／改變大小工具

標籤工具

接線工具

工具(Tools)面板

自動選擇工具

自動在以下工具中進行選擇：

如果啟動了自動選擇工具，當你將游標移到人機界面或程式區中的物件上時，LabVIEW會自動從工具(Tools)面板中選擇對應的工具。點選工具面板中的自動工具選擇(Automatic Tool Selection)按鈕，即可切換此項功能開關。

使用操作工具(Operating tool)來改變控制器的值，或是選擇控制器中的文字。

使用定位工具(Positioning tool)來選擇、移動或更改物件大小。定位工具在移到角落或可改變大小的物件上時，就會改變形狀。

使用標籤工具(Labeling tool)來編輯文字及建立自由標籤。當你建立自由標籤時，標籤工具就會改變成游標。

使用接線工具(Wiring tool)將程式區中的物件接在一起。

其它重要工具：


執行按鈕

連續執行按鈕

放棄執行

執行標示按鈕

圖表(Diagram)工具欄上的額外按鈕

狀態(Status)工具欄

保留接線值按鈕

步進函數按鈕

• 點選執行(Run)按鈕，即可執行VI。在VI執行時，如果該VI是最上層VI，則執行按鈕會顯示為黑色箭頭，表示它沒有呼叫者，因此不是subVI。

• 點選連續執行(Continuous Run)按鈕，即可連續執行VI，直到你加以中止或暫停為止。你也可以再按一次這個按鈕，以關閉連續執行。

• 在VI執行時，就會出現放棄執行(Abort Execution)按鈕。點選此按鈕，即可立即停止VI。

附註：避免使用放棄執行按鈕來停止VI。你應該讓VI完成其資料流，或是設計一個方法，透過程式來停止VI。這樣一來，VI就會處於已知的狀態。舉例來說，在人機界面上放一個按鈕，當你點選它時，就會停止VI。

• 點選暫停(Pause)按鈕，即可暫停執行VI。當你點選暫停按鈕時，LabVIEW會在程式區中標示暫停執行的位置。再按一次暫停按鈕，即可繼續執行VI。

• 選擇文字設定(Text Settings)下拉選單，以改變VI的字型設定，包括大小、樣式，及顏色。

• 選擇對齊物件(Align Objects )下拉選單，即可將物件沿軸置放，包括垂直、頂端邊緣、左側等等。

• 選擇分佈物件(Distribute Objects )下拉選單，即可平均間隔置放物件，包括距離、壓縮等等。

• 選擇改變物大小(Resize Objects )下拉選單，即可改變人機界面物件的寬度與高度。


• 當物件彼此重疊，你希望設定那一個物件在前方、那個物件在後方時，請選擇重新排列(Reorder )下拉選單。使用定位工具選擇其中一個物件，然後選擇向前移(Move Forward)、向後移(Move Backward)、移到前面(Move To Front)，或移到後面(Move To Back)。

附註：以下項目僅出現在程式區工具欄。

• 點選執行標示(Highlight Execution)按鈕，以觀看資料流經程式區。再點選一次該按鈕，即可關閉執行標示功能。

• 點選保留接線值(Retain Wire Values)按鈕，即可儲存執行流程中每個點上的接線值，這樣當你在接線上置放探測器(probe)時，就可以立即取得經過接線的最近資料值。

• 點選Step Into按鈕，即可單步驟進入迴圈、subVI等等。以 Single-step的方式執行VI，會以從節點到節點的方式逐步執行 VI。每個節點以閃動的方式來表示它已經預備要執行。透過 step into節點的方式，可以在節點內單步驟執行。

• 點選Step Over按鈕，可以執行節點，但是不單步驟執行節點內容。

• 點選Step Out按鈕，則以step out的方式離開迴圈、 subVI等等。藉由step out 節點的方式，可以完成節點的單步驟執行，進入下一個節點。

• 額外工具:

Retain Wire Values


程式區視窗

人機界面視窗

展示一：建立VI

輸入埠接點

輸出埠接點

布林控制器

圖表指示器

當你在人機界面上建立一個物件時，程式區中就會出現一個接點(terminal)。這些接點讓你得以從程式區的程式碼存取人機界面的物件。

每個接點中都包括它所對應的人機界面物件的有用資訊。舉例來說，顏色和符號即提供資料類型的資訊。例：動態資料類型是一種多型(polymorphic)資料類型，以深藍色接點代表。布林接點是綠色，並有TF字樣。

一般來說，藍色接點應該接線至藍色接點，綠色接綠色，餘此類推。但這並非絕對的規則；例如LabVIEW就允許使用者將藍色接點（動態資料）連接至橘色接點（分數值）。但是在大部份的情況下，應以相同的顏色做連接。

控制器的右側有一個箭頭，而且擁有粗邊框。指示器的左側有一個箭頭，且邊框較細。在LabVIEW中接線需套用邏輯規則：每道接線都必須有一個（但是只能有一個）來源（或控制器），而且每道接線可以有多個目的地（或指示器）。


• 程式區的執行

– 由資料的流程決定

– 程式區並非由左向右執行

• 當所有的輸入埠接點都收到資料時，節點才執行

• 執行完畢時，節點將資料提供給所有的輸出埠接點

資料流程式設計

LabVIEW採用資料流模式來執行VI。當程式區節點的所有輸入埠都可使用時，就會執行。當節點執行完畢時，它會將資料供應給輸出接點，並將輸出資料傳送給資料流路徑上的下一個節點。Visual Basic、C++、JAVA，以及其它大部份的文字式程式設計語言採用控制流模式來執行程式。採用控制流時，程式元件的順序決定了程式的執行順序。

考慮以上的程式區。它將兩個數字相加，然後將加法結果乘以2。在這個例子裡，程式區從左向右執行，不是因為各物件以此順序排列，而是因為必須等到Add函數完成執行，並將資料傳送到Multiply函數之後，Multiply函數的輸入埠才能作用。記住，只有當節點的所有輸入埠接點都能作用時，該節點才會執行，而且只有在它完成執行時，它才會將資料供應給輸出埠接點。在第二組程式碼中，Simulate Signal Express VI從控制器接受輸入值，並將它的結果傳送給 Graph。

你可以考慮加法／乘法和模擬信號這兩組程式碼同時平行存在於同一個程式區中。這表示它們會同時開始執行，並且各自獨立執行。如果執行這個程式碼的電腦有多個處理器，那麼這兩段程式碼可以各自獨立執行（各在一個處理器上），而不需要任何額外的程式設計。


除錯工具

• 尋找錯誤

• 標示執行

• 探測器(Probe)

點選碎裂的執行按鈕。

出現顯示錯誤的視窗。

點選執行標示(Execution Highlighting)按鈕；資料流以泡泡的動畫顯示。值顯示於接線上。

在接線上按滑鼠右鍵以顯示探測器，當資料經過接線區段時，它會顯示資料。

你也可以從工具(Tools)面板中選擇Probe工具，再點選接線。

當你的VI不能執行時，面板中的執行按鈕會顯示一個斷裂的箭頭。

• 尋找錯誤：要列出錯誤，請點選斷裂的箭頭。要找出有問題的物件，請點選錯誤訊息。

• 標示執行：使程式區以動畫顯示，追蹤資料的流向，讓你得以看見中間的值。點選工具欄上的燈泡。

• 探測器(Probe)：用於檢視陣列和叢集內的值。使用Probe工具點選接線，或在接線上按滑鼠右鍵以選擇探測器。

• 保留接線值(Retain Wire Values)：配合探測器使用，以檢視程式最後一次執行所產生的值。

• 中斷點(Breakpoint)：在程式的不同位置設定暫停點。使用Breakpoint工具點選接線或物件，以設定中斷點。


習作1.2－使用DAQ擷取一個信號（課程A)

附註：在開始進行本習作之前，先將Exercises和Solutions檔案夾複製到你的電腦桌面上。

完成以下步驟，即可製作從DAQ設備連續擷取資料的VI。

1. 執行LabVIEW。

2. 在Getting Started視窗中，點選New或VI from Template，以顯示NEW對話方塊。

3. 開啟一個資料擷取範本。在Create New（新建）列表中，選擇VI»From Template»DAQ»Data Acquisition with NI-DAQmx.vi，再點選 “OK”。

4. 點選程式區以顯示其內容，或是選擇Window»Show Block Diagram。請閱讀其中所說如何完成該程式的指示。

5. 在DAQ Assistant上按兩下滑鼠鍵，以執行組態設定精靈。

6. 設定一個類比輸入操作。

a. 選擇Analog Input»Voltage.

b. 選擇Dev1 (USB-6009)»ai0，以便在類比輸入通道0上進行擷取資料；再點選“Finish”。

c. 在下一個視窗中，你要設定類比輸入操作的參數。為了選擇一個能夠配合你的麥克風使用的輸入範圍，在設定(Settings)標籤中，最大值(maximum)輸入2 Volts，最小值(minimum)輸入–2 Volts。在作業計時(task timing)標籤中，選擇“Continuous” 做為擷取模式(acquisition mode)，輸入10000做為速率(rate)。其它選項都保留預設值。點選OK以離開精靈。

7. 在程式區中，將Filter Express VI置於 DAQ Assistant的右側。在函數面板中，選擇 Express»Signal Analysis»Filter，再將它放在程式區的while迴圈中。當你叫出函數面板時，按下面板左上角的小圖釘。這樣會固定面板，使它不致於消失。在以下習作中不再重述這個步驟，但是都應該執行此步驟。在Filtering Type下的組態視窗中，選擇 “Highpass”。在Cutoff Frequency項目下，使用300 Hz這個值。點選 “OK”。


8. 在程式區中進行以下的連結，將滑鼠移到接點上，使它成為接線(wiring)工具，再於你想要連接的每個接點上按一下滑鼠鍵：

a. 將DAQ Assistant VI的Data輸出接點連接到Filter VI的Signal輸入埠。b. 為濾波後的訊號製作一個圖表指示器：在Filtered Signal輸出接點上按滑鼠右鍵，再選擇

Create»Graph Indicator。9. 返回人機界面：選擇Window»Show Front Panel，或按<Ctrl+E>。10. 按執行按鈕，以執行程式。對麥克風發出哼聲或吹口哨，觀察圖表上變動的電壓。11. 完成後，點選stop一次。12. 將VI以「習作2 – Acquire.vi」為名，儲存在Exercises資料夾中，並將它關閉。

附註：本習作的解答列印在本手冊的背面。

提示：你可以從函數(Functions)面板中，將DAQ Assistant置入你的程式區。在程式區上按滑鼠右鍵，以開啟函數面板，再於Express»Input中尋找DAQ Assistant。

(End of Exercise)


習作1.2－使用DAQ擷取一個信號（課程B)


完成以下步驟，即可製作從DAQ設備連續擷取資料的VI。

1. 執行LabVIEW。

2. 在Getting Started視窗中，點選New或VI from Template，以顯示NEW對話方塊。

3. 開啟一個資料擷取範本。在Create New（新建）列表中，選擇VI»From Template»DAQ»Data Acquisition with NI-DAQmx.vi，再點選 “OK”。

4. 點選程式區以顯示其內容，或是選擇Window»Show Block Diagram。請閱讀其中所說如何完成該程式的指示。

5. 在DAQ Assistant上按兩下滑鼠鍵，以執行組態設定精靈。

6. 設定一個類比輸入操作。

a. 選擇Analog Input»Voltage.

b. 選擇Dev1 (PCI-6220)»ai0，以便在類比輸入通道0上進行擷取資料；再點選“Finish”。

c. 在下一個視窗中，你要設定類比輸入操作的參數。在作業計時(task timing)標籤中，選擇“Continuous” 做為擷取模式(acquisition mode)，輸入1000做為欲讀取的樣本數，輸入10000做為速率(rate)。其它選項都保留預設值。點選OK以離開精靈。

7. 在程式區中，於顯示”data”處右側的黑色箭頭上按滑鼠右鍵。在彈出選單中選擇Create»Graph Indicator。

8. 選擇Window»Show Front Panel或按 <Ctrl+E>返回人機界面。

9. 點選執行按鈕，以執行程式。觀察圖表上的模擬正弦波。

10. 結束時，點選停止。

11. 將VI儲存為“習作2 – Acquire.vi”，放在Exercises檔案夾中。關閉VI。

附註：

• 本手冊後面附有本習作的解答。

• 你可以從函數面板中將DAQ Assistant置入程式區。在程式區上按滑鼠右鍵，並進入 Express»Input即可找到。當你叫出函數面板時，按下面板左上角的小圖釘。這樣會固定面板，使它不致於消失。在以下習作中不再重述這個步驟，但是都應該執行此步驟。


(End of Exercise)Introduction to LabVIEW Hands-On 30 ni.com

習作1.2－使用音效卡擷取一個信號（課程C）


完成以下步驟，即可製作從你的音效卡擷取資料的VI。1. 執行LabVIEW。

2. 在Getting Started視窗中，點選 Blank VI。

3. 按<Ctrl+E>顯示程式區，或選擇Window»Show Block Diagram。

4. 將Acquire Sound Express VI置入程式區。按滑鼠右鍵以開啟函數面板，並選擇 Express»Input»Acquire Sound。將這個Express VI置於程式區。

5. 在#Channels項目下的組態視窗中，從下拉清單裡選擇1，再點選“OK”。

6. 在程式區中，將Filter Express VI置於 Acquire Signal VI的右側。在函數面板中，選擇 Express»Signal Analysis»Filter，再將它放在程式區中。在Filtering Type下的組態視窗中，選擇 “Highpass”。在Cutoff Frequency項目下，使用300 Hz這個值。點選 “OK”。

7. 在程式區中完成以下接線；將滑鼠移到接點上，使它變成接線(wiring)工具，再於你想要連接的每一個接點上按一下滑鼠鍵：

a. 將Acquire Signial VI的“Data” 輸出埠接點連接到Filter VI的“Signal”輸入埠。

b. 為過濾後的信號建立一個圖表指示器：在 “Filtered Signal”輸出埠接點上按滑鼠右鍵，再選擇 Create»Graph Indicator。

8. 選擇Window»Show Front Panel或按 <Ctrl+E>返回人機界面。

9. 點選執行按鈕，以執行你的程式。對著麥克風哼出聲音或吹口哨，觀察從音效卡擷取的資料。

10. 將VI儲存為“習作1.2 – Acquire.vi”，置於Exercises檔案夾中。

11. 關閉VI。

附註：本手冊後面附有本習作的解答。

(End of Exercise)© National Instruments Corporation 31 Introduction to LabVIEW Hands-On

Context Help視窗

• Help»Show Context Help，按<Ctrl+H>鍵

• 將游標移到物件上，以更新視窗

額外的說明

– 在VI圖示上按滑鼠右鍵，並選擇 Help，或

– 在Context Help視窗中選擇Detailed Help

當你將游標移到每一個物件上時，Context Help視窗顯示關於LabVIEW物件的基本資訊。具備context help的物件包括VI、函數、常數、結構、面板、屬性、方法(method)、事件(event)，以及對話方塊元件。

要顯示Context Help視窗，請選擇Help»Show Context Help、按<Ctrl+H>鍵，或按工具欄上的Show Context Help Window按鈕。

Context Help中顯示的連結：

必要– 粗體字建議 – 一般字體選擇性 – 灰色

額外的說明

• 亦提供VI、函數及How-To的說明。

– Help» VI, Function, & How-To Help– 在VI上按滑鼠右鍵，選擇Help，或是

– 在context help視窗中選擇“Detailed Help”。

• LabVIEW說明 – 參考性的說明

– Help»Search the LabVIEW Help…


在LabVIEW中作業的秘訣

•快捷鍵

–<Ctrl+H> – 啟動／關閉Context Help視窗

–<Ctrl+B> – 將斷裂的接線自程式區中移除

–<Ctrl+E> – 在人機界面和程式區之間切換

–<Ctrl+Z> – 復原（亦位於Edit選單）

•Tools»Options… – 設定LabVIEW的偏好

•VI Properties–設定VI的外觀、說明文件等等

LabVIEW有許多快捷鍵，使工作更加容易。最常用的快捷鍵如上。

雖然自動選擇工具(Automatic Selection Tool)很適合用於選擇你要在LabVIEW中使用的工具，但是有時候你需要手動控制。在關閉自動選擇工具功能之後，使用Tab鍵可以在最常用的工具之間切換（在人機界面中為Operate Value，Position/Size/Select，Edit Text，Set Color；在程式區中為Operate Value，Position/Size/Select，Edit Text，Connect Wire）。在用完需用的工具之後，你可以按 <Shift+Tab>重新啟動自動選擇工具。

在Tools»Options…對話方塊中，有許多組態選項可用於自行設定你的人機界面、程式區、顏色、列印，以及更多的項目。

和LabVIEW Options類似，你可以在File»VI Properties…中設定VI的特殊屬性。你可以在那裡提供VI的說明，改變視窗的外觀，以及用其它數種方式來加以設定。


第二節－標準程式的元件A. 迴圈(Loop)

• While迴圈

• For迴圈

B. 函數及SubVI• 函數的類型

• 製作自訂函數 (SubVI)• 函數面板及搜尋

C. 決策及檔案I/O• Case結構

• Select（簡單的if敘述）

• 檔案I/O


迴圈(Loop)

•While迴圈– i 接點計算重複執行次數

– 至少執行一次

– 一直執行到滿足停止條件為止

• For Loops– i 接點計算重複執行次數

– 根據計數接點的輸入埠 N 來執行

While While 迴圈迴圈

For For 迴圈迴圈

While和For迴圈都位於Functions»Structures面板中。For迴圈與While迴圈的差別在於，For迴圈執行指定的次數。While迴圈只有在條件接點(conditional terminal)的值存在時才會停止執行。

While迴圈

While迴圈（右上圖）類似文字式程式設計語言中的Do Loop或Repeat-Until Loop，它會執行一段次程式，直到條件滿足為止。While迴圈執行次程式，直到條件接點（一個輸入埠接點）收到特定的布林值時才停止。條件接點的預設行為和表現是Stop If True（若真則停）。當條件接點為Stop If True時，While迴圈就會不斷地執行其次程式，直到條件接點收到TRUE值為止。重複接點(iteration terminal)（一個輸出埠接點，顯示於左側）中存放重複完成執行的次數。重複次數固定從零開始。在第一次執行時，重複接點歸零。

For迴圈

如上圖所示的For迴圈會將一段次程式執行固定的次數。計數接點(count terminal)（一個輸入埠接點）以N代表，指出要重複執行該次程式多少次。重複接點(iteration terminal)（一個輸出埠接點，顯示於左側）中存放重複完成執行的次數。重複次數固定從零開始。在第一次執行時，重複接點歸零。


繪製迴圈

1. 選擇結構

2. 圈選要重複執行的程式碼

3. 拖拉其它的節點並完成接線

要將迴圈加入程式中，請從函數(Functions)面板中的結構(Structures)面板中選擇：

• 選擇之後，滑鼠游標變成一個特別的指標，你可以用它來圈選要重複執行的程式碼段落。

• 按滑鼠鍵決定左上角，在右下角處再按一次滑鼠鍵，While迴圈的邊框即將你所選擇的程式碼圈選起來。

• 若有需要，將其它的額外節點拉進While迴圈中。


3 函數的類型（從函數面板中）

Express VI：互動式VI，具備可設定組態的對話頁（藍色邊框）

標準VI：模組化VI，藉由接線進行設定（可自訂）

函數：LabVIEW的基本操作元件；沒有人機界面或程式區（黃色）

LabVIEW 7.0推出一種新型態的subVI，稱為Express VI。這類subVI是互動式的VI，具備組態對話方塊，允許使用者自行設定Express VI的功能。隨後LabVIEW根據這些設定產生subVI。

SubVI是使用在另外一個VI（包括人機界面和程式區）中的VI。

函數是所有VI的建構基塊。函數沒有人機界面和程式區。


有那些種類的函數可以使用？• 輸入和輸出

– 信號與資料模擬

– 使用DAQ擷取及產生真實信號

– Instrument I/O Assistant （序列與GPIB）

– ActiveX，用於和其它程式通訊

• 分析– 信號處理

– 統計

– 高級數學與公式

– 連續時間解算器(Continuous Time Solver)• 儲存

– 檔案I/O

Express Functions Palette

LabVIEW包括數百種預建函數，幫助你擷取、分析及呈現資料。通常你會以這張投影片列舉的方式來使用這些函數。

LabVIEW工具組

另有其它的工具組可以為LabVIEW增加領域專用的功能。這一類的工具組包括：

http://www.ni.com/toolkits/


控制設計及模擬* 控制設計及模擬搭售組合(Control Design

and Simulation Bundle)* LabVIEW即時模組(Real-Time Module)* 系統辨識工具組(System Identification

Toolkit)* 控制設計工具組(Control Design Toolkit)* LabVIEW模擬模組(Simulation Module)* 狀態圖工具組(State Diagram Toolkit)影像處理及擷取* LabVIEW視覺開發模組(Vision

development Module)* NI Vision Builder for Automated Inspection* NI-IMAQ for IEEE 1394

訊號處理及分析* 聲音及振動工作組(Sound and

Vibration Toolkit)* 高級訊號處理工具組(Advanced Signal

Processing Toolkit)* 調變工具組(Modulation Toolkit)* 頻譜量測工具組(Spectral

Measurements Toolkit)* 階層分析工具組(Order Analysis

Toolkit)* 數位濾波器設計工具組(Digital Filter

Design Toolkit)

軟體工程及最佳化工具* 執行追蹤工具組(Execution Trace

Toolkit for LabVIEW Real-Time)* Express VI開發工具組*狀態圖工具組(State Diagram Toolkit)* VI分析器工具組(VI Analyzer Toolkit)

應用程式開發及目標模組* LabVIEW PDA 模組* LabVIEW即時模組(Real-Time

Module)* LabVIEW FPGA 模組* LabVIEW 視覺開發模組(Vision

development Module) 嵌入式系統開發* DSP測試整合工具組(DSP Test

Integration Toolkit)* 嵌入式測試整合工具組(Embedded

Test Integration Toolkit)* 數位濾波器設計工具組(Digital

Filter Design Toolkit)* LabVIEW FPGA模組

搜尋控制器、VI，以及函數

• 面板中提供數百個VI• 按搜尋按鈕，即可對所有VI進

行索引，以便文字搜尋

• 從搜尋視窗中將項目拉到程式區中

• 在項目上按兩下滑鼠鍵即可開啟該項目所屬的面板

使用面板視窗頂端的按鈕來操作、搜尋及編輯面板。

你可以搜尋控制器、VI及函數，它們可以內含特定文字，或是以特定文字起首。在搜尋結果上按兩下滑鼠鍵，可以開啟該項搜尋結果所屬的面板。你也可以直接將控制器、VI或函數的名稱直接拉進人機界面或程式區中。


習作2.1 – 分析（課程A, B, & C）

製作一個VI，其功能為產生一個指定頻率的正弦波，並將資料顯示在波形圖上，直到使用者中止為止。

1. 在Getting Started畫面中開啟空白VI。

2. 在人機界面上置放一個圖表。按滑鼠右鍵，開啟控制器(Controls)面板，並選擇Controls»Modern»Graph»Waveform Chart。

3. 在人機界面上置放一個刻度盤(dial)控制器。在控制器面板中，選擇Controls»Modern »Numeric»Dial。注意，當你剛把控制器放在人機界面上時，標籤文字即呈高亮度顯示。在文字呈高亮度時，輸入 “Frequency In”，作為這個控制器的名稱。

4. 進入程式區(<Ctrl+E>)並置放一個While迴圈。按滑鼠右鍵，開啟函數(Functions)面板，並選擇 Express»Execution Control»WhileLoop。在程式區中拖曳，使While迴圈獲得正確的大小。選擇波形圖和刻度盤，將它們拉進While迴圈中。注意，已經有一個停止按鈕連接到While迴圈的條件接點。

5. 將Simulate Signal Express VI置於程式區。在函數面板中，選擇Express»Signal Analysis»Simulate Signal，並將它置於程式區中、While迴圈內。在Timing下方的組態視窗中，選擇 “Simulate acquisition timing”。點選“OK”。

6. 在程式區中置入一個Tone Measurements Express VI (Express»Signal Analysis»Tone Measurements)。在組態視窗的Single Tone Measurements部份，選擇Amplitude and Frequency measurements。點選 “OK”。


7.在程式區中完成以下接線；將滑鼠移到接點上，使它變成接線(wiring)工具，再於你想要連接的每一個接點上按一下滑鼠鍵：

a. 將Simulate Signal VI的“Sine”輸出埠接點連接至Tone Measurements VI的”Signals”輸入埠。

b. 將“Sine”輸出埠連接至波型圖。

c. 為振幅和頻率測量製作指示器：在Tone Measurements Express VI的各接點上按滑鼠右鍵，再選擇Create»Numeric Indicator。

d. 將“Frequency In”控制器連接至Simulate Signal VI的“Frequency”接點。

8. 返回人機界面，執行VI。移動“Frequency In”刻度盤，觀察信號的頻率。完成時，點選停止按鈕。

9. 將VI儲存為“習作2.1 – Simulated.vi”。

10. 關閉VI。

附註

• 當你叫出函數面板時，按下面板左上角的小圖釘。這樣會固定面板，使它不致於消失。在以下習作中不再重述這個步驟，但是都應該執行此步驟。

• 本手冊後面附有本習作的解答。


習作2.2 – 分析（課程A & B）

製作一個VI，其功能是測量來自（模擬）DAQ設備的信號的頻率和振幅，並將擷取到的信號顯示在波型圖上。操作方式和習作2.1相同，但是這裡使用 DAQ Assistant來代替 Simulate Signal VI。試試看不依照說明，自行操作！

1. 開啟一個空白VI。2. 在人機界面上置放一個圖表。按滑鼠右鍵，開啟控制器面板，並選擇

Controls»Modern»Graph»Waveform Chart。3. 進入程式區並置放一個While迴圈(Express»Execution

Control»While Loop)。

4. 將一個DAQ Assistant放在程式區中(Express»Input»DAQAssistant)。在你的（模擬）設備的channel ai0上選擇類比輸入，再點選 “Finish”。在task timing標籤中，選擇“continuous”做為擷取模式(acquisition mode)。如果你使用的是USB-6009，則將輸入範圍(Input Range)改變為-2 to 2，將Samples to Read的數目改為100。

5. 在程式區中，將Filter Express VI置於 DAQ Assistant的右側。在函數面板中，選擇 Express»Signal Analysis»Filter，再將它放在程式區的while迴圈中。在Filtering Type下的組態視窗中，選擇 “Highpass”。在Cutoff Frequency項目下，使用300 Hz這個值。點選 “OK”。

6. 將DAQ Assistant VI的Data輸出埠接點連接至Filter VI的Signal輸入埠。

7. 將Filter VI的Filtered Signal接點連接至波型圖。

8. 在程式區中置入一個Tone Measurements Express VI (Express»SignalAnalysis»Tone Measurements)。在組態視窗的Single Tone Measurements部份，選擇Amplitude and Frequency measurements。點選“OK”。

9. 為振幅和頻率測量製作指示器：在Tone Measurements Express VI的各接點上按滑鼠右鍵，再選擇Create»Numeric Indicator。

10. 將Filter VI的輸出埠連接至Tone Measurements Express VI的Signals輸入埠。

11. 返回人機界面，執行VI。觀察你擷取到的信號，以及其頻率和振幅。如果你使用USB-6009，就對麥克風哼出聲音或吹口哨，並觀察你產生的振幅和頻率。

12. 將VI儲存為“習作2.2 - Data.vi”。

13. 關閉VI。


(End of Exercise)© National Instruments Corporation 43 Introduction to LabVIEW Hands-On

習作2.2 – 分析（課程C）

製作一個VI，其功能是測量來自音效卡的信號的頻率和振幅，並將擷取到的信號顯示在波型圖上。操作方式和習作2.1相同，但是這裡使用 Sound Signal VI來代替 Simulate Signal VI。試試看不依照說明，自行操作！

1. 開啟一個空白VI。

2. 進入程式區並置放一個While迴圈(Express»Execution Control»WhileLoop)。

3. 將Acquire Sound Express VI放在程式區中 (Express»Input»Acquire Sound)。

4. 在程式區中置入一個Filter Express VI。在組態視窗中，選擇高通濾波器(highpass filter)，以及300 Hz的Cutoff Frequency。

5.在程式區中置入一個Tone Measurements Express VI (Express»SignalAnalysis»Tone Measurements)。在組態視窗的Single Tone Measurements部份，選擇Amplitude and Frequency measurements。

6. 為振幅和頻率測量製作指示器：在Tone Measurements Express VI的各接點上按滑鼠右鍵，再選擇Create»Numeric Indicator。

7. 將Acquire Sound Express VI的Data接點連接至Filter VI的Signal輸入埠。

8. 將Filter VI的Filtered Signal接點連接至Tone Measurements VI的Signals輸入埠。

9. 為Filtered Signal建立一個圖表指示器：在Filtered Signal接點上按滑鼠右鍵，再選擇Create»Graph Indicator。

10. 返回人機界面，執行VI。觀察來自音效卡的信號，以及其頻率和振幅。對麥克風哼出聲音或吹口哨，並觀察你產生的振幅和頻率。

11. 將VI儲存為 “習作2.2-Data.vi”。關閉 VI。


(習作結束)Introduction to LabVIEW Hands-On 44 ni.com

我在LabVIEW中如何進行決策？

1. Case結構

2. Select(a) (b)

(c)

Case結構

Case結構中有一個或多個次程式，或稱狀況(case)，當該結構執行時，只會執行其中一個次程式。連接到選擇元(selector)接點的值決定要執行那個case；這個值可以是布林值、字串、整數，或列舉類型。在結構邊框上按滑鼠右鍵，即可增加或刪除case。使用標籤(Labeling)工具在狀況選擇元(case selector)標籤中輸入其值，並設定每個case處理的值。它位於 Functions»Programming»Structures»CaseStructure。

Select 根據s的值，將接線的值傳回給t輸入埠或f輸入埠。如果s為真(TRUE)，這個函數將接線的值傳回給t。如果s為偽(FALSE)，這個函數將接線的值傳回給f。連接器嵌板(connector pane)顯示這個多型函數的預設資料類型。它位於 Functions»Programming»Comparison»Select。• 例a：布林輸入：簡單的if-then case。如果布林輸入值為真(TRUE)，則執行true case；否則執行 FALSE case。

• 例b：數值輸入。輸入值決定執行那一個程式區塊。如果超出case的範圍，LabVIEW會選擇預設的case。

• 例c：當布林函數將TRUE值傳送給Select VI時，5這個值會被傳送給指示器。當布林函數將FALSE值傳送給Select VI時，0這個值會被傳送給指示器。


檔案I/O

• 檔案I/O – 允許對檔案進行讀寫。

• LabVIEW建立或使用以下檔案格式：

– Binary：其它所有檔案格式的基礎檔案格式

– ASCII：一般的文字檔

– LVM：LabVIEW測量資料檔

– TDM：為National Instruments的產品而製作

檔案I/O操作將資料在記憶體和檔案之間傳送。在LabVIEW中，你可以使用檔案I/O來：

• 開啟及關閉資料檔

• 從檔案讀取資料，將資料寫入檔案

• 從經由試算表格式化後的檔案讀取資料及寫入資料

• 移動檔案及目錄，以及更動名稱

• 改變檔案特性

• 建立、修改及讀取組態檔

LabVIEW能夠使用或建立的檔案格式如下：

• Binary – Binary檔案是其它所有檔案格式的基礎檔案格式。

• ASCII –ASCII檔案是特殊類型的Binary檔案，它是一項標準，獲得大部份程式採用。ASCII檔案亦稱為文字檔。

• LVM – LabVIEW測量資料檔(.lvm)是以定位點間隔的文字檔案，你可以使用試算表程式或文字編輯程式加以開啟。這種檔案格式是特殊的ASCII檔案類型，針對LabVIEW而建立。.lvm檔案中包含與資料相關的資料，例如資料產生的日期和時間。

• TDM – 這種檔案格式是一種特殊的 binary 檔案，專門為 National Instruments產品所建立。事實上它包括兩個獨立的檔案： XML部份包含資料屬性，以及一個供波型使用的binary檔案。


高階檔案I/O函數

• 使用容易

• 高階抽取功能

寫入寫入LVMLVM檔案檔案讀取讀取 LVMLVM檔案檔案

高階檔案I/O(High Level File I/O)：這些函數為什使用者提供較高階的抽取功能，它們在讀取或寫入資料之前及之後自動開啟及關閉檔案。部份這一類的函數包括：

o Write to Spreadsheet File – 將單倍數精確度(single-precision)數字的1D或2D陣列轉換為一個文字字串，並將字串寫入新的ASCII檔案，或是將此字串加到現有的檔案中。

o Read From Spreadsheet File – 從數值文字檔案中讀取指定數目的行或列，從指定的字元偏移(offset)處開始讀取，並將資料轉換為數字的2D單倍數精確度陣列。VI會在讀取檔案之前開啟檔案，讀取後再加以關閉。

o Write to Measurement File – Express VI，將資料寫入文字格式的測量檔案(.lvm)或binary測量檔案(.tdm)格式。

o Read from Measurement File – Express VI，將文字格式的測量檔案(.lvm)或binary(.tdm)格式的測量檔案讀回。你可以指定檔案名稱、檔案格式及區段大小。

這些函數都很容易使用，也很適合簡單的應用程式使用。如果你必須持續地寫入或讀取檔案，那麼使用這些函數可能會有一些遲延。

在下一個範例中，我們將檢視如何寫入或讀取LabVIEW測量檔案（*.lvm檔）。


習作2.3 – 決策及儲存資料（課程A, B, & C）

製作一個VI，當你的資料頻率低於使用者控制的限制時，就將你的資料儲存至檔案。

1. 開啟習作3.2 – Data.vi。

2. 前往File»Save As… 將它儲存為“習作2.3 – Decision Making and Saving Data”。在“Save As”對話方塊中，確定選擇了 substitute copy for original，再點選“Continue…”。

3. 在程式區的While迴圈中加入一個case結構(Functions»Programming»Structures»Case Structure)。

4. 在case結構的“true” case中，加入一個 Write to Measurement File Express VI (Functions»Programming»File I/O»Write to Measurement File)。

a. 在接下來開啟的組態視窗中，選擇 “Save to series of files (multiple files)”。注意檔案的預設儲存位置，若有必要則加以修改。

b. 點選“Settings…” 再選擇Existing Files項下的“Use next available file name”。

c. 在File Termination之下，選擇在10個區段(segments)之後開啟新的檔案。點選 “OK”兩次。

5. 加入程式碼：如果Tone Measurements Express VI計算而得的頻率低於使用者控制的限制，資料就儲存至檔案。提示：前往Functions»Programming»Comparison»Less?

6. 記得把你的資料從DAQ Assistant或Acquire Sound Express VI連接至Write to Measurement File VI的Signals輸入埠。如果你需要幫助，請參閱本習作的解答。

7. 前往人機界面，執行VI。更改頻率限制，然後停止VI。

8. 移動到My Documents»LabVIEW Data，並開啟儲存於該處的檔案之一。檢查檔案結構，並確認檔案中是否有10個區段。

9. 儲存VI並關閉。


(End of Exercise)


.

檔案I/O程式設計模型

開啟／建立／

取代檔案

讀取及／或

寫入檔案關閉檔案查驗錯誤

中階檔案VI (Intermediate File VI)的程式設計模型

這種程式設計模型同樣適用於資料擷取、儀器控制、檔案I/O，以及其它大部份的通訊方案。在大部份的情況下，你會開啟檔案或通訊通道，讀取及寫入多次，然後通訊即關閉或結束。在結束時檢查是否有錯誤，也是良好的程式設計作法。當你朝著更高級的程式設計前進，或檢視DAQ、通訊或檔案I/O Express VI的內部時，應牢記這個程式設計模型。

檔案I/O VI及函數

使用檔案I/O VI和函數來開啟及關閉檔案、讀取及寫入檔案、在你於路徑控制器中指定的位置建立目錄及檔案、取得目錄資訊，以及將字串、數字、陣列和叢集寫入檔案中。

使用位於面板最頂列的高階檔案I/O VI來執行常見的I/O作業，例如寫入或讀取各種類型的資料。可接受的資料類型可包括文字檔案中的字元或行數、試算表文字檔中的1D或2D的單倍數精確度數值、binary檔案中的1D或2D的單倍數精確度數值，或是binary檔案中的16位元有正負符號位元整數(signed integer)。

使用面板中央列的低階檔案I/O VI，以及高級檔案函數(Advanced File Function)來個別控制每個檔案I/O作業。

使用基本的低階函數來建立或開啟、將資料寫入、將資料讀出、以及關閉檔案。你也可以使用低階函數來建立目錄；移動、複製或刪除檔案；列出目錄內容；改變檔案特性；或是操作路徑。

請參考NI Developer Zone，以了解更多關於選擇檔案格式的資料。


試算表格式

• 試算表檔案是採用特定格式的ASCII檔案

– 通常在欄之間使用定位點(tab)，在行之間有行尾(end of line)常數

– LabVIEW內含執行這種格式化的VI，或可將字串連結

試算表通常是ASCII檔案，具備特定的格式。兩種格式化方式是使用逗號將值分隔開來)CSV)以及使用定位點(tab)分隔。定位點分隔的檔案（這是最常見的格式）在各欄的資料間加入定位點常數，在列之間則有行尾(end of line)常數。LabVIEW附有執行這種格式化的VI：

Write to Spreadsheet File取出1D或2D數值資料陣列，將這筆資料格式化，再將資料存入檔案。

Format Into File 取出許多不同類型的資料（字串、數值、布林值），將將這些資訊寫入檔案，使用檔案路徑或檔案參照。這個函數可以改變其大小，以包含你所需要的資料接點數。

Array to Spreadsheet String 是一個字串函數，將陣列資料格式化為字串，可以寫入文字檔。

Concatenate String 函數用來以較短字串建立長字串，在將資料轉換為可以寫入文字檔的字串時，是最具彈性的函數。


習作2.4 – 寫入試算表檔案

1. 在Getting Started畫面中開啟空白的新VI。

2. 將Open/Create/Replace File函數放在程式區中。在程式區上按滑鼠右鍵，以開啟函數面板，並選擇 File I/O » Open/Create/Replace File。

3. 在Open/Create/Replace File函數的operation接點上按滑鼠右鍵，再從捷徑選單中選擇Create » Constant，再從下拉選單中選擇 open or create。

4. 從結構(Structures)面板中，將一個While迴圈置入程式區中，放在Open/Create/Replace File函數的右側。在程式區上按滑鼠右鍵，選擇Structures » While Loop。

5. 將一個Write Text File函數放在While迴圈中。在程式區上按滑鼠右鍵，選擇File I/O »Write To Text File。

6. 將Open/Create/Replace File函數的refnum out接點連接到Write Text File函數的file (use dialog) 接點。

7. 將Open/Create/Replace File函數的error out接點連接到Write Text File函數的error in接點。

8. 將一個Array to Spreadsheet String函數置入程式區的While迴圈中，放在Open/Create/Replace File函數的左側。在程式區上按滑鼠右鍵，選擇String » Array to Spreadsheet String。

9. 在Array to Spreadsheet函數的format string接點上按滑鼠右鍵，再從捷徑選單中選擇Create » Constant，並在字串常數中輸入 “%0.4f”，以格式化輸入資料。

10. 在程式區中置入一個Build Array函數。在程式區上按滑鼠右鍵，選擇Array » Build Array。

11. 在While迴圈中置入一個Random Number。在程式區上按滑鼠右鍵，選擇Numeric »Random Number (0-1)。

12. 將Write Text File函數的error out接點連接到While迴圈的一個輸出通道。

13. 在While迴圈中加入一個Unbundle By Name 函數。在程式區上按滑鼠右鍵，以開啟函數面板，並選擇 Cluster & Variant » Unbundle By Name。

14. 將Write Text File函數的error out連接到Unbundle By Name函數。

15. 在While迴圈中加入一個Or函數。在程式區上按滑鼠右鍵，以開啟函數面板，並選擇

Boolean » Or。

16. 切換到人機界面，並加入一個停止按鈕。在人機面板上按滑鼠右鍵，再開啟控制器(Controls)面板，選擇Boolean » Stop Button。

17. 在程式區中，將錯誤叢集(error cluster)的status元件連接到Or函數的x輸入埠，將停止按鈕連接到y輸入埠。

18. 將Or函數的輸出埠連接到While迴圈的條件接點。


19. 在While迴圈的右側置放一個Close File函數。在程式區上按滑鼠右鍵，開啟函數面板，並選擇File I/O » Close File。

20. 將refnum輸出通道連接至Close File函數的refnum輸入接點。

21. 將error輸出通道連接至Close File函數的error in輸入接點。

22. 返回人機界面，執行VI。你會獲得提示： “Choose or enter path of file to open”，請輸入“spreadsheet.xls”。

23. 點選停止按鈕，以停止執行VI。

24. 開啟檔案“spreadsheet.xls”。

25. 儲存並關閉VI。

（習作結束）


第三節－呈現結果

A. 在人機界面上顯示資料

• 控制器和指示器

• 曲線圖和圖表

• 迴圈計時

B. 信號處理

• MathScript• 陣列

• 叢集

• 波形


有那些類型的控制器和指示器可用？• 數值資料

– 數字輸入及顯示– 類比滑軸，刻度盤，及儀表

• 布林值資料– 按鈕及LED

• 陣列及矩陣資料– 數值顯示– 圖表(chart)– 曲線圖(graph)– XY圖– 密度圖– 3D圖形：點，面，及模型

• 裝飾– 定位點控制– 箭頭

• 其它– 字串及文字方塊– 圖片／影像顯示– ActiveX控制

Express 控制面板

控制器(Control)和指示器(Indicator)都是人機界面的物件，允許使用者和你的程式互動，以提供輸入並顯示結果。你可以在人機界面上按滑鼠右鍵，以存取控制器和指示器。

此外，當你安裝工具組和模組時，會獲得額外的控制器和指示器。

舉例來說，當你安裝「控制設計」(Control Design)工具時，你會獲得專業用的曲線圖，例如Bode和Nyquist曲線，這些是預設包裝中沒有的功能。


圖表(chart) – 一次增加一個點，具備歷史資料波形圖表(Waveform chart) – 特殊的數值指示器，可以顯示數值的歷史資料

•圖表隨著它接收到的每個點進行更新

Functions»Express»Graph Indicators»Chart

波形圖表(Waveform chart)是一種特別的數值指示器，可以顯示一條或多條曲線。波形圖表位於Controls»Modern»Graph 面板中。波形圖表可以顯示一條或多條曲線。以下的人機界面即為多曲線的波形圖表範例。

你可以改變x軸或y軸的最小值及最大值，只需用標籤(labeling)工具點選數值，再輸入新值即可。同樣地，你可以改變各軸的標籤。你也可以在曲線圖例上按滑鼠右鍵，改變顯示在圖表中的曲線樣式、形狀及顏色。


曲線圖(Graph) – 同時顯示許多資料點波形曲線圖(Waveform graph) – 特別的數值指示器，顯示資料陣列

• 在所有點的資料皆收集後才更新曲線圖•如果VI收集大量資料，可以使用在迴圈中

Functions»Express»Graph Indicators»Graph

曲線圖(Graph)是LabVIEW中非常強大的指示器。它們具有高度的可自訂性，而且可以用來精確地顯示大量資訊。

曲線圖的屬性頁(properties page)讓你顯示曲線類型、比例及游標選項等設定，還有曲線圖的其它許多特性。要開啟屬性頁，請在人機界面的曲線圖上按滑鼠右鍵，再選擇 Properties。

曲線圖也允許你使用export simplified image函數建立技術文件品質的曲線圖。在曲線圖上按滑鼠右鍵，選擇Data Operations»Export Simplified Image…。


• 迴圈可以用自動索引

功能在其邊框上收集

陣列

• For迴圈的預設值是啟動自動索引

• While迴圈的預設值是僅輸出最後的值

• 在通道上按滑鼠右鍵

以啟動／關閉自動索

引

使用迴圈建立陣列(array)（自動建立索引）

接線變粗

接線保持原樣

關閉自動索引

啟動自動索引

只有一個值（最後一次執行）被傳出迴圈

1D 陣列

0 1 2 3 4 5

5

For迴圈和While迴圈可以在其邊框上收集陣列並建立索引。這種功能稱為自動索引(auto-indexing)。• 邊框上的索引點稱為通道(tunnel)。• For迴圈的預設值是啟動自動索引。• While迴圈的預設值是關閉自動索引。

範例：• 啟動自動索引，以收集迴圈中的值，並建立陣列。所有的值都會在離開迴圈時，

置於陣列中。• 如果你只對最後的值感興趣，就關閉自動索引。


建立陣列（步驟1/2）

在Controls»Modern»Array, Matrix, and Cluster子面板中，選擇 Array圖示。

將它放在人機界面上。

要建立陣列控制器或如圖中的指示器，請在Controls»Modern»Array, Matrix, and Cluster 面板中選擇一個陣列，將它放在人機界面上，再將一個控制器或指示器拉進陣列外框中。如果你試圖將不合用的控制器或指示器（例如XY圖）拉進陣列外框中，就無法將控制器或指示器丟進陣列外框裡。

在程式區使用該陣列之前，你必須先將物件放進陣列外框中。否則，陣列接點會顯示為黑色，並有一個空的方括號。


建立陣列（步驟2/2）1. 置放陣列外框。

2. 將資料類型置入外框中（即數值控制器）。

要為陣列一次增加一個維度，請在索引顯示上按滑鼠右鍵，再從捷徑選單中選擇Add Dimension。你也可以使用定位(Positioning)工具改變索引顯示的大小，直到出現你要用的維數為止。

1D陣列，檢視一個元件：

1D陣列，檢視多個元件：

2D陣列，檢視一個元件：

2D陣列，檢視多個元件：


如何控制迴圈的時間？1. 迴圈的時間延遲

• 設定Time Delay Express VI，決定迴圈每次執行間要等候的秒數（適用於 For和While迴圈）。

2. 計時迴圈(Timed Loop)• 設定特定執行時間長度的While迴圈。

Timed LoopTime Delay

時間延遲(Time Delay)Time Delay Express VI令執行延遲指定的秒數。依照資料流程式設計的規則，While迴圈要等到迴圈中的所有作業都完成後才會重複執行，因此達成延遲迴圈每次執行的目的。計時迴圈(Timed Loop)以你指定的時間來執行每一次的迴圈。當你想要開發具備多種速率的計時功能、精確計時、對迴圈執行狀態提供回饋、動態變化的計時特性、或是多種層次的執行優先權的VI時，請使用Timed Loop。在Input Node上按兩下滑鼠鍵，或是在Input Node上按滑鼠右鍵，再從捷徑選單中選擇Configure Timed Loop，以顯示 Loop Configuration對話方塊，你可以在這裡設定Timed Loop。你在Loop Configuration中輸入的值會在Input Node中以選項顯示。

Wait Until Next ms Multiple等候毫秒計時器的值變成指定的millisecond multiple的倍數。使用這個函數來使動作同步化。你可以在迴圈中呼叫這個函數，以控制迴圈執行速率。但是，第一個迴圈的執行時間可能很短。這個函數進行異步系統呼叫，但是節點本身則同步運作。因此，要等到經過指定的時間之後，才會完成執行。

Functions»Programming»Timing»Wait Until Next ms Multiple


控制器及指示器的屬性• 屬性(Property)是指一項物件的特性或特質

• 在控制器或指示器上按滑鼠右鍵，即可看到屬性

• 屬性包括：

–大小

–顏色

–曲線樣式

–曲線顏色

• 特性(Features)包括：

–游標

–比例(Scaling)

屬性(property(是指人機界面物件的所有特性。利用屬性，你可以設定或讀取諸如前景和背景顏色、資料格式及精確度、透明度、描述文字、在人機界面上的大小和位置等等特性。


習作3.1 – 手動分析（課程A, B, & C）

製作一個VI，其功能是在波形曲線圖上顯示模擬資料，並測量該資料的頻率及振幅。在曲線圖上使用游標來驗證頻率及振幅的測量結果。

1. 開啟習作2.1 – Simulated.vi.

2. 將VI儲存為“習作3.1 – Manual Analysis.vi”。

3. 進入程式區，刪除While迴圈。在迴圈的邊緣上按滑鼠右鍵，並選擇Remove While Loop，這樣迴圈中的程式碼就不會被刪除。

4. 刪除停止按鈕。

5. 在人機界面上，以波形曲線圖(graph)取代波形圖表(chart)。在圖表上按滑鼠右鍵，再選擇Replace»Modern»Graph»Waveform Graph。

6. 使游標圖例顯示在曲線圖上。在曲線圖上按滑鼠右鍵，並選擇Visible Items»Cursor Legend。

7. 將Frequency In刻度盤的最大值改為100。在最大值上按兩下滑鼠鍵，在文字被標示起來之後，輸入100。

8. 為Frequency In刻度盤設定預設值：將刻度盤設定到你要用的值，於刻度盤上按滑鼠右鍵，再選擇Data Operations»Make Current Value Default。

9. 執行VI，觀察波形曲線圖上的信號。如果你看不到信號，可能必須開啟X軸的自動比例(auto-scaling)。在曲線圖上按滑鼠右鍵，再選擇 X Scale»AutoScale X。

10. 改變信號的頻率，以便你能夠在曲線圖上看見幾個週期。

11. 使用游標，在曲線圖上手動測量信號的頻率和振幅。要讓游標顯示在曲線圖上，請點選游標圖例中的三個按鈕之一。在游標顯示出來之後，你可以將它們在曲線圖中拖動，它們的座標會顯示在游標圖例中。

12. 記住，信號的頻率是其週期的倒數 (f = 1/T)。你的測量結果是否符合Tone Measurements VI的頻率及振幅指示器所示？

13. 儲存你的VI並關閉它。


(End of Exercise)


LabVIEW中的文字式數學(Textual Math)• 將現有的算式與LabVIEW整合，更快速進行開發

• 互動式、使用容易、實作學習環境

• 使用單一環境開發運算法，探討數學概念，以及分析結果

• 自由選擇最有效的指令，在一個VI中可以使圖形式或文字式

支援的數學工具：MathScript算式節點Mathematica軟體 MATLAB®軟體Maple軟體 Xmath軟體

MATLAB ® is a registered trademark of The MathWorks, Inc.

概述隨著National Instruments LabVIEW 8的推出，你可以自由選擇最有效率的指令來進行科技運算，無論你是開發運算法、探討DSP概念，或是分析結果皆可。你可以和常見的協力廠商數學工具（例如The MathWorks Inc. MATLAB軟體，Mathematica、Maple 、Mathcad 、 IDL以及 Xmath）互動，在程式區中設計算式及開發運算法。要將這些數學工具配合LabVIEW使用，必須根據不同的廠商，以多種方式加以應用，說明如下：

原生的LabVIEW文字數學節點：MathScript節點，Formula節點

透過LabVIEW節點與廠商軟體通訊：Xmath節點，MATLAB算式節點，Maple*節點，IDL*節點

透過VI Server與廠商軟體通訊：Mathematica* VI，以及Mathcad* VI

在LabVIEW 8中，你可以結合直覺的LabVIEW圖形化資料流程式設計與 MathScript（MathScript是一種以數學為導向的文字式程式設計語言，大致上與常見的m-file算式語言相容）。

*必須安裝該項數學工具專用的LabVIEW工具組。

Math Node


使用MathScript節點進行數學運算• 以文字方式運用方程式及運算法

• 在邊框上建立Input及Output變數

• 與常用的m-file算式語言大致相容

• 使用分號中斷敘述，以關閉立即輸出

在互動式的MathScript視窗中建立方程式原型。

(Functions»Programming»Structures»MathScript)

MathScript節點加強了LabVIEW的功能，加入原生的文字式語言，可以在圖形化程式設計環境中使用數學運算法。你在MathScript視窗中撰寫並儲存的m-file算式可以在MathScript節點中開啟並使用。你在其它數學軟體中建立的m-file算式大致上也都可以執行。MathScript允許你使用最熟悉的指令來解決問題。你可以利用MathScript節點來運用方程式，進行參數探索、模擬，或是佈署於最終的應用程式中。

MathScript Node：• 位於Programming»Structures子面板中。• 可以更改大小的方塊，直接將文字計算式輸入程式區。• 若要加入變數，按滑鼠右鍵並選擇Add Input或Add Output。• 以在公式中運用的方式來為變數命名。（名稱區分大小寫。）• 輸出的資料類型可以改變，只需在輸入或輸出節點上按滑鼠右鍵。• 敘述應以分號結束，以避免輸出。• 可以在節點上按滑鼠右鍵，輸出及輸入m-file。


互動式的MathScript視窗• 快速開發及測試運算法

(LabVIEW»Tools»MathScript Window)

輸出視窗

變數工作空間

檢視／修改變數內容

使用者命令

m-file 算式

• 使用節點分享算式及變數

• 以1D，2D及3D方式檢視／修改變數內容

MathScript視窗提供一個互動式的環境，可以設計方程式的原型並進行計算。 MathScript視窗和節點使用相同的指令和通用變數，可以順利地從原型進入佈署。資料預覽面板提供一個方便的方法，可以用數字、圖表或聲音（需要音效卡支援）等方式檢視變數資料。

MathScript的說明

若需要這個環境的說明，可以使用Mathscript Interactive Environment Window。在命令視窗中輸入Help，即可看到MathScript說明的介紹。在 Help後面加上一項功能的名稱，即可顯示該功能的說明。

互動式MathScript視窗的功能：

• 透過命令視窗製作方程式和公式的原型

• 在命令視窗中輸入HELP <function>，即可輕鬆存取功能說明

• 選擇一個變數，即可在預覽面板(Preview Pane)中顯示其資料，甚至可以聽見結果

• 使用Script標籤撰寫、儲存、載入及執行m-file

• 使用通用變數(Global Variable)在LabVIEW的MathScript節點和MathScript視窗之間分享資料

• 高級曲線繪製功能及圖片匯出功能


習作3.2 – MathScript（課程A, B, & C）

製作一個VI，其功能是使用MathScript節點改變你的模擬信號並繪製為曲線圖。使用互動式MathScript視窗來檢視並修改資料，然後將你製作的算式載入MathScript節點中。

1. 開啟習作3.1 – Manual Analysis.vi。

2. 將該VI儲存為習作3.2 – MathScript.vi。

3. 進入程式區，刪除將Simulate Signal VI連接至Waveform Graph的接線。

4. 置放一個MathScript節點 (Programming»Structures»MathScriptNode)。

5. 在MathScript節點的左邊框上按滑鼠右鍵，選擇Add Input。將這個輸入埠命名為In（在輸入節點標示為黑色時輸入）。

6. 在MathScript節點的邊框上按滑鼠右鍵，選擇Add Output。將這個輸出埠命名為Out。

7. 將Simulate Signals VI的Dynamic Data Type輸出埠轉變為1D Array of Scalars，以便輸入至MathScript節點。在程式區中置放一個Convert from Dynamic Data Express VI (Express»SignalManipulation»Convert from Dynamic Data)。在預設狀態下，該VI的組態是正確的，因此在組態視窗中點選OK。

8. 將Simulate Signal VI的Sine輸出埠連接至Convert from Dynamic Data VI的Dynamic Data輸出埠。

9. 將Convert from Dynamic Data VI的Array輸出埠連接至MathScript節點上的In節點。

10. 為了在互動式MathScript視窗中使用來自Simulate Signal VI的資料，必須將輸入變數宣告為通用變數。在 MathScript節點中，輸入 global In;。

11. 返回人機界面，提高頻率，使之介於50和100之間。執行VI。

12. 開啟互動式MathScript視窗 (Tools»MathScript Window…)。

13. 在MathScript視窗中，可以使用命令視窗(Command Window)來輸入你要計算的命令。在命令視窗中，輸入global In再按Enter。這樣可以讓你看到資料傳入MathScript節點上的變數In。


14. 注意算式中所有已宣告的變數，以及其維數和類型，都列在Variables標籤中。要顯示繪成曲線的資料，請點選一次變數In，再將下拉式選單從Numeric改變為Graph。

15. 使用曲線圖面板來放大你的資料。

16. 在Cursor 1上按滑鼠右鍵，再選擇Bring to Center。這樣做有什麼效果？

17. 四處拉動游標。如果選擇了zoom選項，則游標不會移動。

18. 在曲線圖上按滑鼠右鍵，再選擇Undock Window。這樣做有什麼效果？完成時，關閉這個新視窗。


19. 將資料乘以一個遞減指數(decreasing exponential)函數。請依以下步驟執行：

a. 製作一個有100個元素的資料陣列，構成一個從0.01到5的斜坡函數(ramp function)。在命令視窗中輸入 “Array = [0.01:0.05:5];” ，再按Enter。Array是何種類型的變數？

b. 製作一個內含一個遞減指數的陣列。輸入 “Exp = 5*exp(-Array);” 並按Enter。

c. 現在將Exp和In陣列元素相乘：輸入“Out = In.*Exp;” 並按Enter.

d. 查看變數Out的曲線圖。

20. 進入History標籤，使用Ctrl+點選的方式，選擇剛才輸入的四個命令。使用<Ctrl-C>複製這些命令。

21. 在Script標籤中，以<Ctrl-V>將命令貼進Script Editor。

22. 儲存算式：點選視窗底部的Save按鈕。將它儲存為 myscript.txt。

23. 關閉MathScript視窗。

24. 返回習作4.2 – MathScript的程式區。將你剛才製作的算式載入：在MathScript節點邊框上按滑鼠右鍵，選擇 Import… 找到myscript.txt，選擇它，再選OK。

25. 在Out變數上按滑鼠右鍵，再選擇Choose Data Type»1D-Array»DBL 1D。輸出資料類型必須在MathScript節點上手動設定。

26. 將Out連接至Waveform Graph。

27. 返回人機界面，執行VI。資料顯示的樣子是否合乎你的預期？



(End of Exercise)


複習LabVIEW的資料類型

LabVIEW使用許多常見的資料類型，包括：

布林值，數值，陣列，字串，叢集，還有更多。

每個接點的顏色和符號指出該控制器或指示器的資料類型。控制器接點的邊框比指示器接點的邊框粗。同時，人機界面接點上顯示箭頭，以指出該接點是控制器或指示器。如果接點是控制器，則箭頭出現在右側；若接點為指示器，則箭頭出現在左側。

定義

• 陣列(Array)：陣列將同類型的資料元素集合成群組。陣列由元素(element)和維數(dimension)構成。元素是構成陣列的資料。維數則是陣列的長度、高度，或深度。陣列可以有一個或多個維數，最高可達 (231) – 一個維數一個元素，依記憶體許可的程度。

• 叢集(Cluster)：叢集將不同類型的資料元素集合成群組，就像電話纜線中的電線，纜線中的每一條電線都代表叢集的不同元素。

請參閱Help»Search the LabVIEW Help… 以獲得更多資料。Ni.com的LabVIEW User Manual 則提供LabVIEW中資料類型的額外參考資料。


習作3.3 – 應用你已學會的功能（課程A, B, & C）

在本習作中，你將使用到目前為止所學習的內容建立一個VI。設計一個具備以下功能的VI：

1. 從你的設備擷取資料，並繪成曲線圖（可以是你的DAQ設備、模擬設備，或是音效卡）。

2. 使用Filter Express VI (Functions»Express»Signal Analysis»Filter)過濾資料。應該有一個人機界面控制器，讓使用者可以設定修剪頻率(cut-off frequency)。

3. 執行快速傅利葉轉換(Fast Fourier Transform)，從過濾後的資料取得頻率資訊，並繪製結果。使用 Spectral Measurements Express VI (Functions»Express»Signal Analysis»Spectral)。

4. 使用Tone Measurements Express VI找出過濾後資料的主要頻率。

5. 將該頻率與使用者輸入的限制做比較。如果該頻率超過該限制，則亮起一個LED。如果你使用USB-6009，則使用DAQ Assistant亮起硬體上的LED。你必須將LED的數位線路倒轉，才能在超過限制時亮起。你可以在DAQ Assistant的組態視窗中指定這個動作，或是使用一個”not”布林函數。

6. 如果卡住了，請翻閱本手冊後面的解答。


第四節－其它的LabVIEW主題

A. 其它的資料類型

• 叢集(Cluster)B. 資料流架構

• 移位暫存器(Shift Register)C. SubVID. 狀態機器(State Machine)E. 區域變數(Local Variable)F. 生產者／消費者(Producer/Consumer)


叢集簡介

• 將資料集合在一起的資料結構

• 資料可以是不同類型

• 相當於C的struct• 元素(Element)必須都是控制器或都是指示器

• 可以想像成束成一條電纜的電線

• 次序很重要

叢集將類似或不類似的元件集合在一起。它們相當於Pascal中的一筆記錄(record)，或C中的struct。叢集的元件可以屬於不同的資料類型。

範例

• 錯誤訊息－將布林錯誤旗標、數值錯誤代碼，以及一個錯誤來源字串組合起來，指出確切的錯誤。

• 使用者資訊－將代表使用者姓名的字串和ID編號組合起來，以指出其安全代碼。

叢集的所有元素都必須是控制器或指示器。你不能將字串控制器和布林指示器編為叢集。叢集可以想像成將幾條個別的電線（資料物件）集結成一條電纜（叢集）。


建立叢集

1. 選擇一個叢集邊框。

Controls»Modern»Array, Matrix & Cluster

2. 將物件置入邊框裡。

要建立人機界面的叢集物件，可以從Controls»Modern»Array, Matrix & Cluster面板中選擇Cluster。

• 這個選項讓你獲得一個邊框（類似在建立陣列時的陣列邊框）。

• 你可以在置放叢集邊框時，改變其大小。

• 在邊框裡面按滑鼠右鍵，並加入任何類型的物件。

附註：你甚至可以把叢集放在叢集裡面。

根據你放在叢集中的第一個物件，叢集會變成控制器或指示器叢集。

你也可以在程式區中建立一個叢集常數：在Cluster面板中選擇Cluster Constant即可。

• 這樣一來，你可以獲得空白的叢集邊框。

• 你可以在置放叢集邊框時，改變其大小。

• 將其它的常數放在邊框裡面。

附註：你不可以把人機界面物件的接點放在程式區中的叢集常數裡，也不能將「特殊」常數（例如Tab或Empty String常數）放在程式區的叢集邊框中。


叢集函數• 位於Programming面板的Cluster & Variant子面板中• 也可以在叢集接點上按滑鼠右鍵

Bundle

（接點標籤對應於資料類型）

Bundle By Name

在LabVIEW中，Bundle和叢集有密切的關係。

例：使用Bundle函數來建立叢集。使用Unbundle函數來萃取叢集中的各部份。

Bundle函數－構成一個內含給予之物件的叢集（解釋範例）。

Bundle by Name函數—更新特定叢集物件的值（物件必須擁有自己的標籤）。

附註：你必須將現有的叢集連接至函數的中央接點，才能使用Bundle By Name。


將陣列和叢集配合曲線圖使用

波形(Waveform)資料類型包括三項資料：

• t0 = 開始時間

• dt = 樣本相隔的時間

• Y = Y值的陣列

建立波形叢集的兩個方法：

建立波形（絕對時間）叢集（相對時間）

波形資料類型內含波形的資料、開始時間，以及∆t。你可以使用Build Waveform函數來建立波形。你用來擷取或分析波形的許多VI及函數在預設狀況下即接受並傳回波形資料類型。當你將波形資料類型連接至波形圖表或曲線圖時，該波形圖表或曲線圖會自動根據波形的資料、開始時間，以及∆t 來繪製一個波形。當你將波形資料類型陣列連接至波形圖表或曲線圖時，該波形圖表或曲線圖會自動繪製所有波形。

Build Waveform使用呈現為絕對時間標記(absolute Time Stamp)的開始時間來建立波形，或是修改現有的波形。時間標記相對於真實世界的時間和日期而言是正確的，在記錄真實世界的資料時非常有用。

Bundle使用一個相對時間標記(relative time stamp)來建立波形或修改現有的波形。至t0的輸入是一個DBL。使用bundle來建立波形，可以允許資料被繪製在負X(time)軸上。


移位暫存器(Shift Register) – 存取先前的迴圈資料• 可在迴圈結構的左邊框或右邊框使用

• 在邊框上按滑鼠右鍵，並選擇Add Shift Register• 右側接點會在重複執行完畢時儲存資料

• 左側接點儲存下次重複執行開始時的資料

迴圈開始之前第一次

執行第二次執行

最後一次執行

值 3初始值

移位暫存器(Shift register)將一次執行的結果傳送到下一次執行：

• 在For迴圈或While迴圈的左側或右側邊框上按滑鼠右鍵，並選擇Add Shift Register。

• 右側接點在執行完畢時儲存資料。在下一次執行開始時，資料出現在左側接點。

• 移位暫存器可適用於任何連接至它的資料類型。

輸入值0會在第一次執行時產生輸出值5，第二次執行產生10，第三次則是15。換句話說，移位暫存器用來將一次執行的值保留到下一次執行。對於在狀態之間保留記憶或有回饋的應用程式而言，移位暫存器有很高的價值。回饋節點(feedback node)是同一種概念的另一種呈現方式。（見下圖）圖中的兩個程式行為是相同的。

請參閱Help»Search the LabVIEW Help… 取得更多資料。


LabVIEW中的模組化 – SubVI

使用一個VI轉換重複的函數和VI

模組化決定了你的VI以分離元件構成的程度，這樣在對一個元件進行改變時，對其它元件的影響可以達到最低。在LabVIEW中，這些分離的元件稱為subVI。使用程式碼建立subVI可以提高VI的可讀性和可重複使用性。

在上圖中，我們看到重複的程式碼，這些程式碼讓使用者得以在溫度比例中做選擇。由於程式碼的這個部份在兩個案例中是完全相同的，因此我們可以為它製作一個subVI。這樣可以提高程式碼的可讀性，比較不擁擠，而且讓我們可以輕鬆地重複使用程式碼。你可以看到，現在程式碼簡潔許多，達成同樣的功能，而且若有必要，程式的溫度比例部份可以在其它應用程式中很輕鬆地重複使用。

LabVIEW程式碼的任何部份都可以轉變為subVI，供其它的LabVIEW程式碼使用。


製作SubVI• 圈選要轉換為subVI的區域。

• 在Edit選單中選擇Edit»Create SubVI。

製作SubVIsubVI節點相當於文字式程式設計語言中的子程式呼叫。內含數個相同subVI節點的程式區會呼叫同一個subVI數次。

subVI控制器和指示器從發出呼叫的VI程式區接受資料，並將資料傳回。在Functions面板中點選 Select a VI圖示或文字，找到VI並在其上按兩下滑鼠鍵，再將該VI置入程式區中，即可建立對該VI的subVI呼叫。

subVI的輸入及輸出接點及圖示可以輕易自行設定。請依照以下說明，迅速建立subVI。

從VI的選取部隊建立subVI將VI的選取部份轉換為subVI，請使用定位(Positioning)工具來選擇要重複使用的程式區部份，再選擇Edit»Create SubVI。代表該新subVI的圖示取代程式區的選取部份。LabVIEW會為新的subVI建立控制器和指示器，根據你選擇的控制器和指示器接點數目自動設定連接器嵌板，並將該subVI連接至現有的接線上。

請參閱Help»Search the LabVIEW Help…»SubVIs 取得進一步說明。


LabVIEW的函數和SubVI就像其它語言中的函數

函數虛擬程式碼function average (in1, in2, out){out = (in1 + in2)/2.0;}

SubVI程式區

呼叫程式虛擬程式碼main{average (in1, in2, pointavg)}

呼叫VI程式區

subVI節點相當於文字式程式設計語言的子程式呼叫。節點並非subVI本身，就像程式中的子程式呼叫敘述並非子程式本身一樣。內含多個同樣的subVI節點的程式區會呼叫同一個subVI數次。這種模組化的方式使得應用程式更加容易除錯及維護。在這個例子裡，subVI的功能並不重要。重點在於兩個數值輸入埠和一個數值輸出埠的資料傳送。


圖示與連接器嵌板

• 使用這個連接器嵌板設置作為標準

• 頂端接點通常保留作為參考用，例如檔案參照

• 底部接點通常保留供錯誤叢集使用

圖示與連接器嵌板(Connector Pane)允許你定義傳輸進入及傳出subVI的資料，以及它在主要LabVIEW程式碼中的外觀。每個VI都在人機界面和程式區視窗的右上角顯示一個圖示。在建立VI後，應製作圖示及連接器嵌板，以便將該VI做為subVI使用。

圖示和連接器嵌板相當於文字式程式設計語言中的函數原型(function prototype)。連接器嵌板有許多選項，但是上圖中說明了部份的一般性標準。也就是固定保留頂端接點作為參考用，保留底部接點供錯誤叢集使用。

要定義連接器嵌板，請在人機界面右上角的圖示上按滑鼠右鍵，再從捷徑選單中選擇Show Connector。連接器嵌板上的每個矩形都代表一個接點。使用接點來指定輸出埠及輸入埠。若要選擇不同的形式，請在連接器嵌板上按滑鼠右鍵，再從捷徑選單中選擇 Patterns。


圖示及連接器嵌板–建立圖示

• 建立自訂圖示：在人機界面或程式區右上角的圖示上按滑鼠右鍵，再選擇Edit Icon；或在圖示上按兩下滑鼠鍵

• 你也可以將圖片從檔案系統中的任意位置拉到圖示上

• 請參閱ni.com的Icon Art Glossary，了解作為VI圖示使用的標準圖片

圖示是VI的圖形化代表。如果你將VI做為subVI使用，則圖示在VI的程式區中代表該subVI。Icon Editor是LabVIEW 8內建的公用程式，允許使用者完全自訂其subVI的外觀。這樣可以讓程式設計師以視覺分辨其subVI，在龐大的程式區中可以大幅提高subVI的可用性。

在定義連接器嵌板並自行設定圖示之後，你就可以將subVI置入其它的LabVIEW程式中。有兩種方法可以完成這項操作：

將subVI置入程式區

1. 在函數(Functions)面板中點選Select a VI按鈕

2. 找到你要做為subVI使用的VI

3. 按兩下滑鼠鍵，將它置入程式區

將開放VI置於另一個開放VI的程式區中

1. 使用定位(Positioning)工具，點選你要做為subVI使用的VI圖示

2. 將圖示拉到另一個VI的程式區


習作4.1 – 建立SubVI

用新的VI製作一個subVI，其功能是將兩個輸入值相加，再將總和輸出。

1. 打開一個新VI (Ctrl+N)。2. 將Add函數(Programming » Numeric)置入程式區。

3. 按滑鼠右鍵並選擇Create » Control 或 Indictor.以建立控制器和指示器。程式區和人機界面的樣子應該類似下圖。

4. 在人機界面上，於右上角按滑鼠右鍵，選擇Show Connector以顯示連接器嵌板。

5. 指定圖示接點至兩個控制器和指示器：先點選一個圖示接點，然後點選要用的控制器／指示器

附註：一般慣例是左側的資料輸入埠作為控制器，右側的輸出埠做為指示器。


6. 在連接器嵌板上按滑鼠右鍵，選擇Edit Icon…。Icon Editor即出現。

7. 修改圖片，使它更正確地代表SubVI的功能。在這個例子是加法。

8. 儲存subVI。現在它可以被用於其它VI中以執行其功能；在本例中，它會將兩個數字相加。

（習作結束）


狀態機器(State Machine)

• While迴圈

• Case結構

• 移位暫存器(Shift Register)1

2

3

你可以使用狀態機器設計模式來製作能夠以狀態圖或流程圖詳盡描述的運算法。狀態機器包括一組狀態和一個映射至下一個狀態的轉移函數。

每個狀態都能導向一個或多個狀態，或是結束流程。

狀態機器的常見應用之一就是建立使用者界面。在使用者界面中，不同的使用者行動會令使用者界面進入不同的處理區段。每個處理區段都像是一個狀態。

程序測試則是狀態機器設計模式的另一種常見應用。對程序測試而言，狀態代表程序中的每一個區段。根據每個狀態的測試結果，就會呼叫不同的狀態。


狀態機器轉移

• 有多種程式設計技術，可以在LabVIEW中以狀態機器的方式，從狀態轉移至下一個狀態

• 預設轉移(Default transition)意指在一個狀態之後，另一個狀態固定隨之出現

• 兩個潛在狀態之間的轉移可以使用一個Select函數來處理

如果一個狀態可以轉移到數個潛在狀態，可以使用case結構。另外一個方法是使用潛在的未來狀態構成的陣列，由決策程式碼來選擇要將那一個傳送到移位暫存器。


迴圈之間的通訊•不可能使用資料流在迴圈之間進行通訊

•左側迴圈會在右側迴圈之前完成執行

•當使用接線進行通訊卻不能給予想要的行為時，就必須使用變數

在平行迴圈之間無法使用資料流來進行通訊。資料無法在仍然透過資料流執行的時候，離開或進入結構之中。變數是程式區的元件之一，讓你能夠存取或儲存另一個地方的資料。區域變數(local variable)將資料儲存在人機界面的控制器及指示器中。變數讓你避開一般的資料流，將資料從一處傳到另一處，不需要使用接線連接兩個地方。


區域變數• 區域變數使資料能夠在平行迴圈之間傳送• 一個控制器或指示器可以讀取或寫入程式中一處以上的地方

– 區域變數打破資料流流程，應該謹慎使用

區域變數(Local variable)位於函數(Functions)面板中的Structures子面板。

當你將區域變域置於程式中時，在預設的情況下，它包含你置於人機界面上的第一個物件的名稱（擁有標籤）。

使用區域變數時，首先選擇你要存取的物件。你可以使用操作(Operating)工具點選區域變數，然後選擇要存取的物件（使用擁有標籤）；或是選擇區域變數，再從Select Item選單中選擇物件。

接下來，你必須決定要讀取還是寫入該物件。在區域變數上按滑鼠右鍵，再選擇Change To Read 或 Change to Write。


習作 4.2 – 建立區域變數

製作一個VI，使用區域變數在兩個平行While迴圈之間通訊。

1. 開啟一個新VI。2. 在人機界面上，置放一個LED開關和兩個布林指示器。

3. 在程式區中，置放兩個While迴圈，並建立一個停止按鈕（於離開條件接點上按滑鼠右鍵，再選擇Create » Control）。

4. 排列程式碼，使它們類似下圖。

5. 在程式區的LED開關控制器上按滑鼠右鍵，選擇Create » Local Variable。

6. 將新的區域變數放在第二個While迴圈中。


7. 在變數上按滑鼠右鍵，選擇Change To Read。這表示我們不將資料連接至區域變數，而是讀取已經寫入變數中的資料。

8. 對停止按鈕重複操作此程序。

9. 在人機界面的停止按鈕上按滑鼠右鍵，將Mechanical Action改變為Switch When Released。區域變數不能儲存latched布林資料。完成的程式碼類似下圖：

10. 執行VI。注意我們可以使用一個控制器來控制LED值並停止兩個迴圈。

11. 儲存VI。

（習作結束）


生產者／消費者設計模式

除了變數之外，還有其它幾種方法可以在平行迴圈之間傳送資料。這是使用Notifier和Queue函數完成的。Notifier可以用來採取主從(Master/Slave)設計模式，而Queue則用於生產者／消費者 (Producer/Consumer)設計模式。二者都讓LabVIEW程式設計師能夠在迴圈之間分享資料。

選擇File » New，再選擇VI »From Template »Frameworks » Design Patterns，以檢視這兩種設計模式的概論。


五、大型程式開發

A. 導航視窗(Navigation Window)B. LabVIEW ProjectC. 共用變數(Shared Variable)


• 顯示目前的檢視區域，和整個人機界面或程式區做比對

• 適合大型程式使用

LabVIEW導航視窗

* 使用SubVI來組織及縮減程式的視覺大小

選擇View»Show Navigation Window以顯示這個視窗。

使用這個視窗來操作龐大的人機界面或程式區。點選Navigation Window中的圖片的一個區域，即可在人機界面或程式區視窗中顯示該區域。你也可以點選並拉動 Navigation Window中的圖片，以捲動人機界面或程式區。


LabVIEW Project

• 編組及組織VI• 硬體及I/O管理

• 為多個目標管理VI• 建立函式庫及執行檔

• 管理大型LabVIEW應用程式

• 提供版本追蹤及管理

(LabVIEW»Project»New)

LabVIEW Project使用專案將LabVIEW檔案和非LabVIEW檔案組織在一起，建立版本規格，以及佈署或將檔案下載至目標。目標是指VI執行的設備或機器。當你儲存一個專案時，LabVIEW會建立一個專案檔 (.lvproj)，其中包括組態資訊、版本資訊、佈署資訊、專案中檔案的參照等等。

你必須使用專案來建立獨立應用程式及共用函式庫。你也必須使用專案來配合RT, FPGA, 或 PDA目標工作。請參閱相關的模組文件，以了解使用專案配合LabVIEW Real-Time, FPGA, 及 PDA Modules的詳細資料。

專案格式(Project-style)的LabVIEW Plug and Play儀器驅動程式使用LabVIEW 8.0中的專案和專案函式庫功能。你可以用和先前的LabVIEW Plug and Play驅動程式一樣的使用方法來使用專案格式的驅動程式。

Project Explorer視窗

使用Project Explorer視窗來建立及編輯專案。選擇 File»New Project 以顯示Project Explorer視窗。你也可以選擇 Project»New Project 或選擇File»New 後再於New對話方塊中選擇Empty Project以顯示 Project Explorer視窗。


共用變數(Shared Variable)

• 共用變數用於在VI之間發送資料。• 變數類型：

– 單一程序(Single Process)：在本地端電腦的VI之間分享資料。

– 網路發佈(Network-published)：透過共用變數引擎，在VI、遠端電腦及硬體之間進行通訊。

• 共用變數必須存在於專案函式庫中。• 共用變數必須經由佈署，才能讓其它專案及遠端電腦使用。

共用變數用來在VI之間，或在應用程式中無法以接線連接的位置之間分享資料。有兩種變數類型：

• 單一程序(Single Process)：建立要在一部電腦上讀取及寫入的共用變數。

• 網路發佈(Network-published)：建立要在遠端電腦和同一個網路中的目標間讀取及寫入的共用變數。

這些共用變數必須位於專案函式庫裡面。如果你從不是位於專案函式庫中的目標或檔案夾裡建立一個共用變數，LabVIEW會建立新的專案函式庫，並將該共用變數置入其中。你必須佈署共用變數，該變數才能供其它專案和遠端電腦使用。只要執行共用變數所在的VI即可。你也可以在共用變數所在的專案函式庫上按滑鼠右鍵，再從捷徑選單中選擇 Deploy。


習作5.1 – 共用變數

從專案中製作一個共用變數，並使用這個變數，而不使用先前習作中製作的區域變數。

1. 開啟在習作4.2中製作的區域變數VI。

2. 在選單欄上選擇Project » New Project。這樣會建立一個新專案。在獲得提示時，選擇 Add，將目前打開的VI加入專案中。

3. 儲存專案：在Project Explorer視窗中選擇Project » Save Project。4. 建立一個共用變數：在「我的電腦」上按滑鼠右鍵，選擇New » Variable。

5. 在組態視窗中，為變數命名，並從Data Type下拉選單中選擇Boolean。其它選項保留預設值，點選OK。


6. 由於共用變數必須存在於函式庫中，故LabVIEW建立了一個函式庫。儲存這個函式庫：按滑鼠右鍵，選擇Save。

7. 使用共用變數很簡單，只要將它從Project Explorer拉到VI中即可。將你建立的共用變數拉到開啟的Local Variable VI的程式區。

8. 刪除在第二個迴圈中控制停止按鈕的區域變數。

9. 將變數放在第二個迴圈中，再將變數接到離開接點。

10. 將另一份共用變數放在第一個迴圈中。這個共用變數會寫入在第二個迴圈中讀取的資料。

11. 將共用變數改變為寫入：按滑鼠右鍵，再選擇Change To Write，再完成接線，使停止按鈕的值被寫入共用變數中。完成的程式碼應類似下圖：

12. 更改VI名稱：選擇File » Save As… ，再選Rename。

13. 執行VI。注意當你點選停止按鈕時，兩個迴圈和VI都停止。

（習作結束）


第六節－儀器控制

A. 儀器控制概論

B. GPIBC. 序列埠

D. Instrument I/O AssistantE. VISAF. 儀器驅動程式及IDNET


那種儀器可以被控制？

• GPIB• 序列埠

• 模組化儀器

• PXI模組化儀器

• 影像擷取

• 運動控制

• USB• 乙太網路

• 平行埠

• CAN

在設定測試系統的組態時，經常必須混合並配合不同類型的儀器。儀器的種類繁多，包括GPIB、序列埠、模組化儀器、PXI模組化儀器、影像擷取、運動控制、USB 、乙太網路、平行埠，以及CAN。在使用PC和任一種儀器通訊時，你必須熟悉該種儀器的特性，例如通訊協定。


GPIB

• 一般用途介面匯流排(General Purpose Interface Bus, GPIB)

• GPIB通常使用在獨立的實驗儀器上，以控制測量及溝通資料

• 數位8位元平行通訊介面

• IEEE 488.1和488.2定義了GPIB的標準

GPIB或稱一般用途介面匯流排，是由ANSI/IEEE Standard 488.1-1987以及488.2-1992所定義，描述一個在多廠商的儀器和控制器之間進行通訊的標準介面。它通常使用在獨立的實驗儀器上，以控制測量及溝通資料。GPIB通訊是一個數位8位元平行介面，使用三線路信號交

換，可獲得1 Mbyte/s以上的資料傳輸速率。

請光臨www.ni.com/support/gpibsupp.htm的National Instruments GPIB支援網站，以取得有關GPIB的額外資料。


序列埠

• 序列埠通訊在傳輸線路上，一次傳送一個位元

• 通常不需要外接硬體

• 四個參數：Baud rate，Data bit，Parity bit，Stop bit

序列埠通訊在電腦和週邊設備之間傳送資料。序列通訊協定使用一個傳送器，在一條通訊線路上，一次傳送一個資料位元給接收者。當資料傳輸速率低，或是資料必須傳送長距離時，這種方法最好。由於大部份電腦至少有一個序列埠，因此不需要額外的硬體。

序列通訊必須指定四個參數：鮑得率(baud rate)，資料位元(data bit)，同位位元(parity bit)，以及中

止位元(stop bit)。字元頁框在傳送每個字元時，先是起始位元(start bit)，隨後是資料位元，如圖上的字元M所示。

序列埠有多種標準，但是以下是最常見的標準：

RS-232 (ANSI/EIA-232 Standard)（最常見）

RS-422 (AIA RS-422A Standard)RS-485 (EIA-485 Standard)


Instrument I/O Assistant

• LabVIEW Express VI，用於和訊息制的儀器通訊

• 和使用序列埠、乙太網路或GPIB介面的儀器通訊

• 沒有儀器驅動程式可用時，使用Instrument I/O Assistant

Instrument I/O Assistant是一個LabVIEW Express VI，你可以用它和訊息制的儀器通訊，將原始資料的回應轉換為ASCII呈現。你可以和使用序列埠、乙太網路或GPIB介面的儀器通訊，當沒有儀器驅動程式可用時，就應該使用Instrument I/O Assistant。

Instrument I/O Assistant將儀器通訊組織成有秩序的步驟。要使用 Instrument I/O Assistant，你就要把步驟(steps)加入序列(sequence)中。當你將步驟加入序列中時，它們會出現在Step Sequence視窗中。LabVIEW會在程式區中為 Instrument I/O Assistant Express VI加入輸入接點及輸出接點，對應於你從儀器收到的資料類型。


習作6.1 – 使用Instrument I/O Assistant進行回送測試(Loop back test)

附註：本習作使用序列埠，需要一條序列纜線和接線。大部份PC具備內建的序列埠。Instrument I/O Assistant也可以輕鬆地用來和GPIB設備通訊，但是需要GPIB硬體，而非序列埠。

完成以下步驟，以設定Instrument I/O Assistant的組態，使它利用序列埠執行一個回送測試。

1. 將序列纜線連接至電腦的COM連接埠。

2. 將pin 2和3連接起來，以便將序列電纜的傳輸線和接收線連接。如下圖所示。

3. 從Getting Started畫面中開啟一個空白VI。

4. 將Instrument I/O Assistant放進程式區。按滑鼠右鍵開啟函數面板，選擇Instrument I/O » Instrument I/O Assistant。

5. 打開Instrument I/O Assistant組態對話方塊；若未出現，則在圖示上按兩下滑鼠鍵。

6. 在Select an Instrument下拉方塊中選擇COM1。

7. 點選Add Step，以建立新的步驟，再選擇 Query and Parse。

8. 設定Query and Parse步驟：

a. 在Enter a Command欄位中輸入*IDN?。

b. 為Instrument I/O Assistant的輸出埠命名：在 Token name欄位中輸入Loopback。

c. 點選“Run this Step”按鈕，以執行回送測試。

d. 點選“Auto Parse” 按鈕，將原始資料轉換為ASCII。


9. 點選OK按鈕，離開組態視窗並產生程式碼。

10. 在Instrument I/O Assistant的字串輸出埠上按滑鼠右鍵，製作一個指示器。

11. 返回人機界面並執行VI。觀察指示器中的文字。由於我們執行的是回送測試，因此指示器的文字應該與輸入Instrument I/O Assistant中的命令相同。 *IDN?是標準命令，會傳回設備資訊，但是任何文字都可以用於回傳測試。


（習作結束）


VISA

• 虛擬儀控軟體技術(Virtual Instrumentation Software Architecture, VISA)

• 高階API，呼叫低階驅動程式

• 可以控制VXI、GPIB、序列埠，或電腦儀器

• 根據所使用的儀器進行適當的驅動程式呼叫

虛擬儀控軟體技術(Virtual Instrument Software Architecture, VISA)是LabVIEW儀器驅動程式的基礎。VISA並不直接提供儀控程式設計功能，而是作為呼叫低階驅動程式的高階API。VISA可以控制VXI、GPIB、序列埠，或其它以電腦為基礎的儀器，並根據使用的儀器類型進行正確的驅動程式呼叫。

在LabVIEW中，VISA是一個函式庫，配合不同的儀器作業，因此不需要使用分離的I/O面板。以下術語用於VISA程式設計：

•Resource – 系統中的任何儀器，包括序列埠和平行埠。

•Session – VISA使用的通訊通道，做為對該儀器的特別參照。

•Instrument Descriptor – 儀器的確實名稱（見以下範例）。


儀器驅動程式

• 隨插即用(Plug and Play)驅動程式是一組VI，以控制可程式化儀器

• VI對應於儀器操作：設定組態，觸發，以及讀取量測

• 協助起步，因為每部儀器的程式協定皆已知曉

LabVIEW隨插即用(Plug and Play)驅動程式是一組VI，以控制可程式化儀器。驅動程式中的每個VI對應於一項特定的儀器操作，例如設定組態，觸發，以及讀取量測。這樣可以幫助你在不需要深入了解通訊協定的情況下開始使用LabVIEW的儀器，大幅減少開發時間。

以下是Agilent 34401數位萬用電表(DMM)的儀器驅動程式範例，它初始化、設定組態、讀取量測、關閉與儀器的作業，以及檢查錯誤。


IDNET

• 儀器驅動程式網路(Instrument Driver Network, IDNET)

• LabVIEW中的Instrument Driver Finder

Tools » Instrumentation » Find Instrument DriversHelp » Find Instrument Drivers

• 可以在www.ni.com/idnet線上尋找

大部份的LabVIEW Plug and Play儀器驅動程式可以使用LabVIEW中的 Instrument Driver Finder找到，你可以選擇 Tools » Instrumentation » Find Instrument Drivers 或 Help » Find Instrument Drivers來使用它。Instrument Driver Finder連接至www.ni.com，尋找儀器驅動程式。Finder允許你檢視已連接的儀器以及目前安裝的驅動程式，並根據廠商和關鍵字搜尋驅動程式。


其它資源• NI Academic Web & Student Corner

– http://www.ni.com/academic

• Connexions: 完整的LabVIEW訓練課程

– www.cnx.rice.edu– 或搜尋LabVIEW basics

• LabVIEW認證

– LabVIEW Fundamentals Exam（www.ni.com/academic免費進行）

– Certified LabVIEW Associate Developer Exam（業界承認的認證）

• 索取LabVIEW教育版

– www.ni.com/academic By Robert H Bishop.

Published by Prentice Hall.

Updated for

LabVIEW 8


LabVIEW認證計劃

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– Multisim：模擬及擷取

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Electronics Workbench的產品是全球的電機工程及電子技術部門最廣泛使用的電機軟體。做為惟一一家特別針對教育市場設計產品的公司，我們的軟體已經成為數千個教育單位選擇的教育及學習工具。

MULTISIM — 模擬及擷取Multisim是一款直覺式的拖曳式圖表擷取及模擬程式，讓教育人員和學生能夠迅速建立內含類比及數位元件的完整電路。

MULTIMCU— 微控制器模擬MultiMCU為Multisim增加微控制器模擬能力，讓你在SPICE（以及選擇性的VHDL)電路中加入MCU（使用組合程式碼設計程式）。

MULTIVHDL — VHDL模擬MultiVHDL為Multisim增加專利的VHDL模擬能力。它是一個功能強大但是使用簡易的程式，適用於教導學生了解HDL程式設計，或是在Multisim專案中加入以VHDL設計程式的設備。

ULTIBOARD — PCB規劃Ultiboard允許學生接觸到PCB的實際佈署及電路製作。按一下滑鼠鍵即可將它們的Multisim圖表匯入Ultiboard。

ELECTRONICS CBT — 以電腦進行訓練Electronics CBT提供完整而獨立執行的電機課程，作為課堂的補充，或是做為授課的重心。 E-CBT提供四百多個習作和實驗，可以直接在 Multisim的虛擬標籤環境中執行。


Multisim與LabVIEW整合1. 建立圖表 2. 虛擬麵包板 3. 模擬

4. PCB 規劃 5. 測試 6. 比較

1. Multisim -圖表

• 容易使用的圖表

• 只需拖放操作

• 3D動態零件

• 拉動接線而不會中斷連線

2. Multisim –虛擬麵包板

• 麵包板技術

• 與圖表同步

• Elvis的接線報告（步驟5）

3. Multisim –模擬

• 13.000個零件函式庫

• 20個虛擬儀器

• 即時變更

• 新增微控制器模擬

• 動態零件（LED，以及7段顯示）

4. Ultiboard – PCB繪製

• 與Multisim整合

• 對使用者友善的界面

• 3D檢視

• 設計規則檢驗

• 內建自動排程(autorouting)5. Elvis – 測試

• 儀控

• 資料擷取

• 原型製作

6. LabVIEW – 比較

• 自動匯入：

- Multisim虛擬資料

- Elvis真實資料

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你的下一個步驟…

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Solutions Section習作1.2:

習作1.2 – Track C:

習作1.2 – Track A and B:


習作2.1:

習作2.1 – Track A, B, and C:


習作2.2:



Note: Waveform Graphs and Charts have been used interchangeably in 習作3.2 and 3.3.


習作2.3:




習作2.4:

習作2.4


習作3.1 and 3.2:




習作3.3:




習作4.1:

習作4.1:


習作4.2:

習作4.2:


習作5.1:

習作5.1:


習作6.1:

習作6.1:
