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LabView Simulation

LabView-01

基础常识

Posted by Yvan on October 4, 2021

LabView

Labview是由美国国家仪器(NI)有限公司开发的IDE，编程语言为G，就是graphical programming language，是图形化编程，没有基于文本的代码，用于可视化数据流。与Matlab Simulink的区别在于[1]Simulink可以使用Matlab的文本代码，[2]Simulink注重仿真模拟，Labview注重测量控制和模拟仪器界面。can used to develop sophisticated measurement, test, and control systems.

Labview Core 1 参考资料：

Lvcore1-Participantguide-English from Scribd

Lvcore1-Participantguide-English from academia

Lvcore1-Participantguide-English Sample from NI Official Website

LabVIEW 基础 from NI Official Website

LabVIEW User Manual from NI Official Website

NI LabVIEW 基本介绍 from NI Official Website

一 [L1] File

Labview的项目中会有三种基本文件：

  • .vi： 虚拟仪器文件 最主要的文件
  • .ctl: 控制器文件 控制器(按钮，输入框等)的设定储存在.vi或.ctl中，当控制器被储存在.ctl中时，可以被自定义或赋予特殊的行为。(详见 Labview02 Type Definition)
  • .lvproj: LabView项目文件 储存文件、目标、硬件配置等信息。用Notepad打开是xml格式的。

1 .lvproj

一个项目文件可以用于管理项目内部的文件，部署程序为远程嵌入式程序，创建独立运行的应用程序或安装程序，集成LabView源代码控制程序。

Labview项目中可以添加两种文件夹：

  • auto-populated Folder：实际存在于硬盘中的文件夹及其内部结构
  • virtual Folder：虚拟结构

2 .vi / Virtual Instrument(VI)

  1. VI的内容(图形化源代码)
    1. Front Panel
    2. Block Diagram
    3. Icon / Connector Pane: 将VI作为子VI时，需要图标以及连接端口

  2. Front Panel 前面板
    模拟仪器的图形界面GUI，只有

    1. Control and Indicator: 输入输出/输入控件显示控件
    2. Label
    3. Decoration

  3. Block Diagram 程序框图
    程序框图对象包括接线端、子VI、函数、常量、结构和连线。用 Ctrl + E打开。

    1. Terminal： 接线端，即前面板的输入输出。
    2. Constant
    3. Node：函数，子VI，结构，单个节点
      • subVI: 需要Icon/Connector Pane
      • function
      • structure: Case/Event/Loop等等。其中的子代码部分称为subdiagram。
    4. Wire：连线

      • 浮点数 橙，整数 蓝，字符串 粉， 布尔 绿 等

      • Scalar 细线， 1D-Array 粗线， 2D-Array 双横线/更粗线

        DataType

      • 错误提示： 颜色1 X 颜色2：可以看出输出到输入的传值类型错误。比如Bool传给Numeric。

        image-20211010000245219

    5. Label
      • owned label
      • free label
        • Bookmark：加#，可以在bookmarks manager中找到
      • Subdiagram label: 在VI中的子结构的标签

      image-20211010001032908

  4. Toolbar

    • Front Pannel和Block Diagram都有的按钮:
      • run / run continuously
      • Abort Execution
      • Pause
      • Text Setting
      • Align / Distribute/ Resize Objects
      • Reorder(组合/锁定/前移后移)
      • Search / Help
    • 只出现在BlockDiagramm:
      • Retain Wire Values
      • Highlight Execution
      • Step Into/Over/Out
      • Clean Up

    image-20211010001225453

3 Express VI

蓝色背景的VI。预设了很多参数和接口。在大型项目中大量使用并不好，因为Express VI涉及很长的流水线，往往不确定后台发生了什么。而且资源占用量更大。

image-20211010001327756

4 Help

  • Context Help: 显示数据类型 Ctrl + H

    image-20211009234108959

  • LabView Help: Ctrl + ？

  • Examples: Help » Find Examples

5 Palette Search / Quick drop

  • Controls Palette for Front Panel

  • Functions Palette for Block Diagram: 按住 control 后拖拽可以自动连线

  • Tool Palette

    image-20211010011842080

  • Quick Drop Ctrl + Shift + Space

二 [L2] Data

1 Data Flow

  1. 只要是平行的相互无依赖的Node 是不确定先后/同时开始的
    1. A-B，A-C， BC是平行的；A-B，A-C-D，BD也是平行的。进程Scheduling不确定。
    2. 简单地说，一条支路上才能比较先后
  2. 当一个node的输入都齐全时才会运行，当运行完成时才会有输出。

terminal/constant 不是 node

2 Data Type

  1. Bool
    Mechanical Actions

    1. Switch when pressed / Switch when released / Switch until released
    2. Latch when pressed / Latch when released / Latch until released

    MAction

    (图标中m代表mouse v代表value RD代表read)
    Latch 在read区间内不改变，至少维持一个read区间，起始是鼠标点击时，第n次read的时候如果mouse改变了就改变
    read表示程序跑到这一node了，比如循环中下次经过这个节点时，比如程序被延时wait(ms)后不会自动弹起
    Latch when released 常应用于对话框或者系统确认按钮，点了以后自动恢复的

  2. Numeric
    1. Int
      U8 0 to 255
      I8 -128 to 127 (10000000)2=-128
      I/U 16 32 64
    2. Float:
      fixed，single，double，ext
      Complex:
      single，double，ext
      • Coercion 不同的类型连接在一起操作，比如类型A+类型B

      1. Int 和小数 没什么大问题，Int会转换成小数

      2. Unsigned 和 Signed 有大问题
        • I16 自动换算成 U16 就很难找出错误
        • 范围绝对值大的类型 覆盖 小的类型: U8 255, I8 128 coercion dot 提醒 有自动转换问题

        cdot1

      3. 蓝色的coercion dot 和浮点数计算精度有关。

        cdot

      4. 除了数学运算 Typ Def 等情况，也可能出现Coercion Dot：Coercion Dot
  3. String
    1. Display Style 只是style：普通显示，code显示，密码显示，ASCII显示(16进制代码)
    2. Case sensitive 可以关闭

  4. Enum 备选框

    img

    • enum：枚举型，unsigned 16bit Integer，在case中可以显示 String ，值是连续的整数

    • ring：文本下拉列表，值可以更改

      img

    • Enum也会出现coercion dot 详见 Labview02 状态机

  5. Dynamic：ExpressVI的输出信息

  6. Path: 比string好,如果切换操作系统,能自动转换

  7. Waveform:棕色 含有t0, Δt, [y]。也就是横轴为t，间距相同Δt，打点y数据。

3 Data Structure

（详见Labview02 数据结构）

  1. Scalar
  2. Array
  3. Cluster
    • Error

AllData

三 [L2] Programming Tool

Tool Platte
Shift + 右键 / view » tool platte 用于连线，改变文字，选择选项，改变颜色等

Wire
选择一条线时 可以尝试 单击 双击 三击
一条线弯弯曲曲时 可以右键clean up
一些node排列乱七八糟时 可以框起来按clean up按钮

Label
见上方1.2.5 Label。给结构，长连线，常数加标签标明用法。如果是SubVI可以更改Context Help，而非添加label。

默认值

各种类型的数据有默认值，比如numeric是0， bool是false。用于Event/Case等子结构在输出没有连线的情况下，默认输出为默认值。可修改，但一般不修改。

四 [L2] Some Basic VIs

DAQ Assistant vs. Instrument I/O：
​ NI的设备 用 DAQ
​ 其他厂商设备 用 Instrument IO

Simple AAV VI Flowchart

五 [L3] Error and Debugging

Common Causes / Problems

Debug Tool

  1. Error List
  2. Execution Highlighting
  3. Probe
  4. Single Stepping
    • labview会假装平行的block都是同时开始同时结束的
    • 多用于SubVI
  5. Breakpoint
  6. Retain Wire Values
    • after execution completes

Error and Warning

  1. Type:
    status: bool
    code: I32 非0
    source: string
    status: true: error; false: warning
  2. Error Handling
    • Automatic Error Handling
      • VI运行时如发生错误，LabVIEW会自动中断执行、高亮显示产生错误的子VI或函数，并弹出错误对话框。
      • Change the configuration settings in the Tools » Options
    • Manuell Error Handling
      • Simple Error Handle.vi
  3. Merge Errors
    返回按上下列表顺序遇到的第一个Error，并不是按时间顺序发生的第一个Error。如果没有Error 返回第一个Warning。
  4. Errors and Warnings Recommendations
    Simple Error Handle的弹窗提示方式

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注：部分图片来源
https://knowledge.ni.com/
https://zone.ni.com/
https://www.ni.com/images/gettingstarted/

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