2.5 VI與子VI設計步驟

實例1 體驗VI設計

一、學習目標

1.認識虛擬儀器軟件LabVIEW的編程環境。

2.掌握虛擬儀器軟件LabVIEW應用程序（VI）的設計步驟。

3.掌握虛擬儀器軟件LabVIEW前面板和程序框圖的設計方法。

二、設計任務

有一臺儀器（比如電壓表），需要調整其輸入值（比如電壓大小），當調整值（電壓值）超過設定值（電壓上限）時，通過指示燈顏色變化發出警告。

三、任務實現

1.建立新VI

運行LabVIEW 2015，在啟動窗口選擇“創建項目”，再雙擊“新建一個空白VI”，進入LabVIEW的編程環境。

這時出現兩個未命名窗口。一個是前面板窗口，用于編輯和顯示前面板對象；另一個是程序框圖窗口（又稱為后面板），用于編輯和顯示流程圖。

2.程序前面板設計

切換到LabVIEW的前面板窗口，顯示控件選板，給程序前面板添加控件。

本實例中，程序前面板有1個旋鈕，1個儀表，1個指示燈，共3個控件。

1）為了調整數值，往前面板添加1個旋鈕控件：控件→數值→旋鈕，其位置如圖2-28所示。選擇“旋鈕”控件，將其拖動到前面板空白處單擊。將標簽改為“調壓旋鈕”。

2）為了顯示數值，往前面板添加1個儀表控件：控件→數值→儀表，其位置如圖2-28所示。選擇儀表控件，將其拖動到前面板空白處單擊。將標簽改為“電壓表”。

圖2-28 旋鈕、儀表控件位置

3）為了顯示報警信息，往前面板添加1個指示燈控件：控件→布爾→圓形指示燈，其位置如圖2-29所示。選擇圓形指示燈控件，將其拖動到前面板空白處單擊。將標簽改為“上限燈”。

圖2-29 圓形指示燈控件位置

控件添加完成后，可以調整控件大小和位置。設計的程序前面板如圖2-30所示。

圖2-30 程序前面板

3.程序框圖設計

（1）添加節點

每一個程序前面板都對應著一段程序框圖。在程序框圖中對VI進行編程，以控制和操作定義在前面板上的輸入和輸出對象。

切換到程序框圖窗口，可以看到前面板添加的控件圖標，選擇這些圖標，調整其位置。通過函數選板添加節點。

1）添加1個數值常量：函數→數值→數值常量，其位置如圖2-31所示。選擇“數值常量”節點，將其拖動到窗口空白處單擊。將數值設為“8”。

圖2-31 數值常量節點

2）添加1個比較函數“≥”：選擇“函數”→“比較”→“大于等于？”，其位置如圖2-32所示。選擇“≥”比較節點，將其拖動到窗口空白處單擊。右擊比較節點圖標，彈出快捷菜單，選擇“顯示項”子菜單，選擇“標簽”，可以看到圖標上方出現標簽“大于等于？”

圖2-32 比較節點

添加的所有節點及其布置如圖2-33所示。

（2）節點連線

使用工具箱中的連線工具，將所有節點連接起來。

當需要連接兩個端點時，在第一個端點上單擊連線工具，然后移動到另一個端點，再單擊即可實現連線。端點的先后次序不影響數據流動的方向。

當把連線工具放在節點端口上時，該端口區域將會閃爍，表示連線將會接通該端口。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，單擊一次鼠標鍵，即可以改變連線方向。

1）將“調壓旋鈕”控件的輸出端口與“電壓表”控件的輸入端口相連。

2）將“調壓旋鈕”控件的輸出端口與比較函數“≥”的輸入端口“x”相連。

3）將數值常量“8”與比較函數“≥”的輸入端口“y”相連。

4）將比較函數“≥”的輸出端口“x>=y？”與“上限燈”控件的輸入端口相連。

連好線的程序框圖如圖2-34所示。

圖2-33 程序框圖—節點布置圖

圖2-34 程序框圖—節點連線圖

4.運行程序

切換到前面板窗口，單擊工具欄“連續運行”按鈕，運行程序（再次單擊該按鈕可以停止程序的連續運行）。

程序運行時，用鼠標單擊“調壓旋鈕”控件，按住不放，轉動旋鈕，改變輸入數值，可以看到“電壓表”指針隨著轉動；當數值大于等于8時，“上限燈”顏色發生變化。

程序運行界面如圖2-35所示。

圖2-35 程序運行界面

5.保存程序

從前面板窗口“文件”下拉菜單中選擇“保存”或者“另存為...”子菜單，出現“命名VI”對話框，選擇文件目錄，輸入文件名，保存VI。

既可以把VI作為單獨的程序文件保存，也可以把一些VI程序文件同時保存在一個VI庫中，VI庫文件的擴展名為.llb。

NI公司推薦將程序的開發文件作為單獨的程序文件保存在指定的目錄下，尤其是開發小組共同開發一個項目時。

6.打開程序

從前面板窗口“文件”下拉菜單中選擇“打開…”子菜單可出現打開文件對話框（或在啟動窗口中選擇“打開”按鈕）。對話框中列出了VI目錄及庫文件，每一個文件名前均帶有一個圖標。

打開目錄或庫文件后，選擇想要打開的VI文件，單擊“確定”按鈕打開程序，或直接雙擊圖標將其打開。

打開已有的VI還有一種較簡便的方法，如果該VI在之前使用過，則可以在“文件”菜單下的近期打開的文件下拉列表中，找到VI并打開。

實例2 子VI的創建與調用

一、學習目標

掌握子VI的創建與調用方法。

二、設計任務

1.設計一個VI，完成兩數相加（a+b=c），然后把該VI創建成子VI。

2.再設計一個VI，調用已建立的子VI。

三、任務實現

1.子程序的創建

（1）程序前面板設計

新建VI。切換到LabVIEW的前面板窗口，通過控件選板給程序前面板添加控件。

1）添加2個數值輸入控件：控件→數值→數值輸入控件。將標簽分別改為“a”和“b”。

2）添加1個數值顯示控件：控件→數值→數值顯示控件。將標簽改為“c”。

設計的程序前面板如圖2-36所示。

（2）連接端口的編輯

1）右擊VI前面板的右上角連接端口，在彈出的菜單中選擇“模式”，會出現連接端口選板，選擇其中一個連接端口（本例選擇的連接端口具有2個輸入端口和1個輸出端口），如圖2-37所示。

圖2-36 子VI前面板

圖2-37 選擇的連接端口

2）在工具選板中將鼠標變為連線工具狀態。

3）用鼠標在控件a上單擊，選中控件a，此時控件a的圖形周圍會出現一個虛線框。

4）將鼠標移動至連接端口的一個輸入端口上，單擊，此時這個端口就建立了與控件a的關聯關系，端口的名稱為a，顏色變為棕色。

當其他VI調用這個SubVI時，從這個連接端口輸入的數據就會輸入到控件a中，然后程序從控件a在程序框圖中所對應的端口中將數據取出，進行相應的處理。

同樣建立數值輸入控件b與另一個輸入端口的關聯關系；建立數值顯示控件c與輸出端口的關聯關系，如圖2-38所示。

圖2-38 建立控件a、b、c與連接端口的關聯關系

在完成了連接端口的定義之后，這個VI就可以當作SubVI來調用了。

（3）程序框圖設計

切換到LabVIEW的程序框圖窗口，調整控件位置，添加節點與連線。

1）添加1個加函數：函數→數值→加。

2）將數值輸入控件a的輸出端口與加函數的輸入端口“x”相連。

3）將數值輸入控件b的輸出端口與加函數的輸入端口“y”相連。

4）將加函數的輸出端口“x+y”與數值顯示控件c的輸入端口相連。

5）保存程序，文件名為“addSub”。

連線后的程序框圖如圖2-39所示。

（4）運行程序

切換到前面板窗口，單擊工具欄“連續運行”按鈕，運行程序。

改變數值輸入控件a、b的值，數值顯示控件c顯示兩數相加的結果。

程序運行界面如圖2-40所示。

圖2-39 子VI程序框圖

圖2-40 子VI運行界面

2.子程序的調用

新建1個LabVIEW程序。

（1）程序前面板設計

切換到LabVIEW的前面板窗口，通過控件選板給程序前面板添加控件。

1）添加2個數值輸入控件：控件→數值→數值輸入控件。將標簽分別改為“a”和“b”。

2）添加1個數值顯示控件：控件→數值→數值顯示控件。將標簽改為“c”。

設計的程序前面板如圖2-41所示。

圖2-41 主VI前面板

（2）程序框圖設計

切換到LabVIEW的程序框圖窗口，調整控件位置，添加節點與連線。

1）添加SubVI：選擇函數選板中的“選擇VI...”子選板，如圖2-42所示，彈出“選擇需打開的VI”對話框，如圖2-43所示，在對話框中找到需要調用的SubVI，本例是addSub.vi，選中后單擊“確定”按鈕。

2）將addSub.vi的圖標放至程序框圖窗口中。

3）將數值輸入控件a的輸出端口與addSub.vi圖標的輸入端口“a”相連。

4）將數值輸入控件b的輸出端口與addSub.vi圖標的輸入端口“b”相連。

5）將addSub.vi圖標的輸出端口“c”與數值顯示控件c的輸入端口相連。

6）保存程序，文件名為“addMain”。

連線后的主VI程序框圖如圖2-44所示。

（3）運行程序

切換到前面板窗口，單擊工具欄“連續運行”按鈕，運行程序。

改變數值輸入控件a、b的值，數值顯示控件c顯示兩數相加的結果。

程序運行界面如圖2-45所示。

圖2-42 “選擇VI...”子選板

圖2-43 “選擇需打開的VI”對話框

圖2-44 主VI程序框圖

圖2-45 主VI運行界面