基于labview的三維曲面繪制(編輯修改稿)
2025-07-24 18:21 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 VIEW LabVIEW的簡(jiǎn)介L(zhǎng)abVIEW是NI推出的虛擬儀器開(kāi)發(fā)平臺(tái)軟件，它們能夠以其直觀簡(jiǎn)便的編程方式、眾多的源碼級(jí)的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序、多種多樣的分析和表達(dá)功能支持，為用戶(hù)快捷地構(gòu)筑自己在實(shí)際生產(chǎn)中所需要的儀器系統(tǒng)創(chuàng)造了基礎(chǔ)條件。LabVIEW是一種程序開(kāi)發(fā)環(huán)境，由美國(guó)國(guó)家儀器（NI）公司研制開(kāi)發(fā)的，類(lèi)似于C和BASIC開(kāi)發(fā)環(huán)境，但是LabVIEW與其他計(jì)算機(jī)語(yǔ)言的顯著區(qū)別是：其他計(jì)算機(jī)語(yǔ)言都是采用基于文本的語(yǔ)言產(chǎn)生代碼，而LabVIEW使用的是圖形化編輯G語(yǔ)言編寫(xiě)程序，產(chǎn)生的程序是框圖的形式。與C和BASIC一樣，LabVIEW也是通用的編程系統(tǒng)，有一個(gè)完成任何編程任務(wù)的龐大函數(shù)庫(kù)。LabVIEW的函數(shù)庫(kù)，包括數(shù)據(jù)采集、GPIB、串口控制、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)顯示及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等等。LabVIEW也有傳統(tǒng)的程序調(diào)試工具，如設(shè)置斷點(diǎn)、以動(dòng)畫(huà)方式顯示數(shù)據(jù)及其子程序（子VI）的結(jié)果、單步執(zhí)行等等，便于程序的調(diào)試[5]。LabVIEW是具有革命性的圖形化開(kāi)發(fā)環(huán)境，在工業(yè)測(cè)量和控制領(lǐng)域中掀起來(lái)了一場(chǎng)變革。同樣它也為各個(gè)領(lǐng)域帶來(lái)了巨大的變化。它不僅功能強(qiáng)大、編程靈活，而且人機(jī)界面友好。在電子測(cè)量和儀器工程科學(xué)領(lǐng)域中使用非常廣泛。它內(nèi)置信號(hào)采集、測(cè)量分析與數(shù)據(jù)顯示功能[6]，摒棄了傳統(tǒng)開(kāi)發(fā)工具的復(fù)雜性，從簡(jiǎn)單的儀器控制、數(shù)據(jù)采集到過(guò)程控制和工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)，LabVIEW都得到了廣泛的應(yīng)用于工業(yè)產(chǎn)品測(cè)試、圖像檢測(cè)、無(wú)線通信、醫(yī)療和生命科學(xué)。同時(shí)，NI的PXI平臺(tái)與LabVIEW圖形化編程環(huán)境的結(jié)合幫助用戶(hù)實(shí)現(xiàn)多通道的同步采集與聯(lián)合信號(hào)分析[7]。由于LabVIEW采用了圖形化的編程方法，因此LabVIEW又被稱(chēng)為G語(yǔ)言。LabVIEW程序稱(chēng)為“虛擬儀器”或簡(jiǎn)稱(chēng)為VI，一個(gè)LabVIEW程序由前面板和程序框圖兩部分組成。前面板用圖形方式模擬傳統(tǒng)儀器的操作面板，包含各種控件和指示器，用來(lái)為程序提供輸入值，并接受輸出值；程序框圖包含以圖形方式表示的程序代碼。 LabVIEW的功能LabVIEW具備強(qiáng)大的信號(hào)采集、信號(hào)發(fā)生、數(shù)據(jù)分析與存儲(chǔ)顯示等功能，集開(kāi)發(fā)、調(diào)試、運(yùn)行于一體，廣泛應(yīng)用于測(cè)試測(cè)量和過(guò)程控制系統(tǒng)中。基于LabVIEW軟件和計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)采集卡，通過(guò)簡(jiǎn)單編程，可以方便地實(shí)現(xiàn)信號(hào)的采集和產(chǎn)生、分析和處理等功能，即“計(jì)算機(jī)+軟件”等于儀器，比如：可以實(shí)現(xiàn)虛擬的信號(hào)發(fā)生器、數(shù)據(jù)記錄儀、示波器等功能，具有設(shè)計(jì)靈活，界面直觀，通用性強(qiáng)．升級(jí)方便等特點(diǎn)。NI公司LabVIEW含有超過(guò)600個(gè)內(nèi)置函數(shù)[8]，其功能包括：從采集到的數(shù)據(jù)和單一的測(cè)量中提取有效信息可以生成、修改、處理并分析信號(hào)在應(yīng)用程序中增添智能化及決策功能可執(zhí)行在線和離線的信號(hào)處理和分析使用通用和專(zhuān)用的工具及附加工具可創(chuàng)建仿真系統(tǒng)，以探討設(shè)計(jì)問(wèn)題或進(jìn)行概念演 LabVIEW中文版的開(kāi)發(fā)環(huán)境LabVIEW ，提高了設(shè)計(jì)、控制和測(cè)試領(lǐng)域工程師的效率，同時(shí)也包括了控制和設(shè)計(jì)中用到的各種模塊[9]。正確安裝LabVIEW ，執(zhí)行window命令【開(kāi)始】/【程序】/【National Instrument LabVIEW 】，啟動(dòng)LabVIEW，啟動(dòng)界面如圖11所示[13]。圖11 LabVIEW啟動(dòng)界面在【文件】列表欄中單擊【新建VI】分欄，創(chuàng)建一個(gè)新的VI。然后系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)打開(kāi)前面板窗口和程序框圖設(shè)計(jì)窗口，切換到前面板窗口下，如圖12所示。圖12 前面板界面圖13 程序設(shè)計(jì)框圖界面程序設(shè)計(jì)框圖窗口如圖13所示。這樣一個(gè)空白的VI就產(chǎn)生了。虛擬儀器不僅僅是讓用戶(hù)在前面板上放置了相應(yīng)的輸入和輸出等對(duì)象（即前面板對(duì)象），它還需要一個(gè)與之相配套的程序框圖；前面板的設(shè)計(jì)類(lèi)似于實(shí)際生活中可以看到的儀器界面，而程序框圖則是儀器內(nèi)部信號(hào)處理的過(guò)程。 LabVIEW前面板窗口前面板由輸入控件和顯示控件組成。輸入控件用來(lái)模擬儀器的輸入裝置，為VI的程序框圖提供數(shù)據(jù)，主要包括旋鈕、按鈕、轉(zhuǎn)盤(pán)等等。顯示控件模擬儀器的輸出裝置，用于顯示程序框圖獲取或生成的數(shù)據(jù)，有圖表、指示燈等。工具欄菜單欄前面板設(shè)計(jì)窗口主要包括菜單欄、工具欄和前面板設(shè)計(jì)區(qū)3部分[14]，如圖14所示。其中，菜單欄主要通過(guò)菜單命令實(shí)現(xiàn)VI的創(chuàng)建、打開(kāi)、編輯、需求幫助等操作；工具欄則為常用的菜單命令提供了快捷的運(yùn)行方式，主要包括程序的運(yùn)行、中斷、停止的設(shè)置，以及前面板設(shè)計(jì)區(qū)控件的排列方式等；前面板設(shè)計(jì)區(qū)是供用戶(hù)進(jìn)行設(shè)計(jì)的區(qū)域，VI中的輸入/輸出控件對(duì)象主要放在這個(gè)區(qū)域。前面板設(shè)計(jì)區(qū)圖14 LabVIEW程序前面板 LabVIEW程序設(shè)計(jì)框圖窗口在程序框圖設(shè)計(jì)窗口下，它同前面板一樣有菜單欄、工具欄和程序設(shè)計(jì)區(qū)[15]。每當(dāng)在前面板上放置一個(gè)器件時(shí)，相應(yīng)的在程序設(shè)計(jì)框圖中就產(chǎn)生一個(gè)與之相對(duì)的節(jié)點(diǎn)。當(dāng)然，程序設(shè)計(jì)框圖有一個(gè)和前面板不同的地方：它可以在程序框圖設(shè)計(jì)區(qū)放置各種信號(hào)和數(shù)據(jù)等這類(lèi)單元。當(dāng)前面板中的控件放置完畢的時(shí)候，我們可以在程序設(shè)計(jì)框圖中看到這些控件單元是分立的，所以要調(diào)整他們的位置使其看起來(lái)比較美觀。這時(shí)，要造程序框圖設(shè)計(jì)窗口下，選中要調(diào)節(jié)的單元，按住左鍵拖動(dòng)光標(biāo)，可以看到控件會(huì)隨光標(biāo)的移動(dòng)而改變?cè)诔绦?
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