1、LabVIEW常用工具包Intelligent Electronics InstituteHuazhong University of Science & TechnologyHttp:/2目錄LabVIEW常用工具包簡介LabVIEW Office報表生成工具包LabVIEW數據庫連接工具包OpenG工具包MGI工具包JKI狀態機工具包Http:/3LabVIEW常用工具包簡介工具包：具有專用功能的LabVIEW插件NI官方工具包：LabVIEW OFFICE報表生成工具包LabVIEW 數據庫連接工具包第三方工具包：VI Package ManagerMGI工具包Http:/4LabVIE

2、W Office報表生成工具包基礎性的報表生成VIWORD與EXCEL相關操作VI插入VI說明信息及打印相關VI基于模板的報表生成VI函數編程報表生成Http:/5EXCEL報表生成要準確迅速的進行報表生成工作需要進行兩個主要兩個步驟“Where”和”What”，即告訴報表生成工具包，在Office文檔的“哪個位置”，放置上“什么內容”。Http:/6該例程的編寫步驟如下：(1)使用新建報表.vi進行報表建立，報表類型選擇為“Excel”，同時為了使程序運行時不會彈出Excel軟件窗口，窗口狀態選項要選擇為“minimized”；(2)放入Excel Easy Title.vi，該VI可以在E

3、xcel Specific目錄下找到，使用本VI可以給當前報表設置標題。在本例中，將報表標題設置為“IEI系統測試報告”，標題位置為A1單元格，則需要設定“name”值為“A1”，“title”值為“IEI系統測試報告”。另外，使用本VI還可以設置標題的字體等等；(3)放入Excel Easy Text.vi，該VI可以在Excel Specific目錄下找到，使用本VI即可以告訴報表工具包在Excel的哪個位置放置上什么內容。在本例中，假設要在Excel文件的A2單元格內放入“報告時間”這個字符串，則需要設定“name”值為“A2”，“text”值為“報告時間”。另外，使用本VI還可以設置報

4、表的字體以及邊框等等；(4)使用報表保存至文件.vi將報表保存為.xls格式。本例中將報表命名為IEI Report.xls保存在C盤根目錄下；(5)使用處置報表.VI關閉報表文件，釋放資源。EXCEL報表生成Http:/7Word報表的生成方式和Excel報表類似。該例程的編寫步驟如下：(1) 使用新建報表.vi進行報表建立，報表類型選擇為“Word”，同時為了使程序運行時不會彈出Excel軟件窗口，窗口狀態選項要選擇為“minimized”；(2) 放入Word Easy Title.vi，該VI可以在Word Specific目錄下找到，使用本VI可以給給當前Word報表設置標題。在本例

5、中，將報表標題設置為“IEI系統測試報告”，另外，使用本VI還可以設置標題的字體等等；(3) 放入Word Easy Text.vi，該VI可以在Word Specific目錄下找到，使用本VI即可以將所需內容添加至Word報表中。在本例中，需要將報表日期插入當前報表，則需要將報表日期字符串連接至“text”端。另外，使用本VI還可以設置報表的字體、背景顏色以及對齊方式等等；(4) 使用報表保存至文件.vi將報表保存為.doc格式。本例中將報表命名為IEI Report.doc保存在C盤根目錄下；(5) 使用處置報表.vi關閉報表文件，釋放資源。Word報表生成 Http:/8基于模板的報表生

6、成方式1.建立模板 (1) 打開Microsoft Excel程序，新建空白工作簿；( 2 )將 A 1 單 元 格 的 名 稱 改 為“ReportTitle”；( 3 )將 A 2 單 元 格 的 名 稱 改 為“ReportTime”；(4)將該工作簿保存為Excel97-2003模版的格式保存。本例中命名為Excel template.xlt保存在C盤根目錄下。 Http:/9基于模板的報表生成方式2.使用交互式VI編程 MS Office Report.vi就會自動添加兩個變體數據類型的輸入端，名字分別為“ReportTitle”和“ReportTime”，即為創建Excel模版時定

7、義好的名字。之后可以通過分別為這兩個輸入端賦值來生成所需要的報表。 Http:/10報表生成例程 Http:/11報表生成例程該例程遵循“打開操作保存關閉”的文件編程模式。首先使用新建報表.vi建立Excel報表；后使用Excel Easy Title.vi設置報表標題為“IEI測試報告”，同時將標題字體設置為“微軟雅黑”，字號設置為24號；接下來使用Excel Easy Text.vi插入報告概述，同時將報告概述的字體設置為“宋體”，字號設置為12號；下一步使用Excel Easy Table.vi將表格插入到Excel報表中，字體和字號依前設置；接下來使用Excel Easy Graph.

8、vi將波形圖插入到Excel報表中；最后設置好報表的保存路徑，保存完畢后使用處置報表.vi關閉報表，釋放資源。 Http:/12LabVIEW數據庫連接工具包數據庫分類：關系型數據庫；非關系型數據庫著名的商業用數據庫管理系統有MS SQL Server、Orace、DB2、Visual Foxpro、Microsoft Access等等。另外，開源的數據庫管理系統有MySQL、Apache Derby、PostgreSQL、Ingres等等。MS SQL Server是Microsoft公司開發的商用數據庫管理系統，在工業測試應用中非常流行，安裝和使用都非常方便，并且支持SQL語言，所以本節基

9、于MS SQL Server 2005為例介紹數據庫連接工具包的操作方式。Http:/13LabVIEW數據庫連接工具包數據庫是以表格的形式來記錄數據的。數據表的每一行，表示一條記錄（Record）；數據表的每一列，表示記錄中的字段（Field），通俗的說就是記錄的一項內容，比如儀器名稱等等；能夠唯一標識表中某一行的屬性或屬性組，叫主鍵（Primary Key），一個表只能有一個主鍵，但可以有多個候選索引。因為主鍵可以唯一標識某一行記錄，所以可以確保執行數據更新、刪除的時候不會出現張冠李戴的錯誤。 Http:/14LabVIEW數據庫連接工具包在使用LabVIEW數據庫連接工具包操作數據庫之前

10、，需要先連接數據庫，這就像操作文件之前，先要打開文件一樣。連接數據庫主要有以下兩種方式，分別為使用DSN連接數據庫和使用udl文件連接數據庫。Http:/15使用DSN連接數據庫LabVIEW數據庫連接工具包基于ODBC（Open Database Connectivity）技術。在使用該工具包的時候，需要提供數據源名DSN（Data Source Names）才能連接到數據庫，所以需要先創建DSN。在Windows控制面板管理工具數據源（ODBC）中打開數據源管理器，在“用戶DSN”選項卡中單擊“添加”按鈕，選擇“SQL Server”驅動，輸入用戶名和密碼后，點擊“測試數據源”，如果配置正

11、確的話，就會彈出“測試成功的提示”，本例中的DSN配置如圖所示。完成以上步驟后，就可以在“用戶DSN”中看到新建立的DSN了。 Http:/16使用udl文件連接數據庫Microsoft公司設計的ODBC標準只能訪問關系型數據庫，對非關系型數據庫則無能為力。為了解決這個問題，Microsoft公司另外提供了一種技術：Active數據對象ADO（Active Data Objects）技術。ADO使用通用數據連接UDL（Universal Data Link）來獲得數據庫信息以實線數據庫連接。udl文件的創建方法非常簡單，可以在任意文件夾下建立一個文本文件，然后將其后綴名改為udl即可，本例中將

12、此文件命名為IEI_Measurements.udl，雙擊打開udl文件進行配置，在“提供程序”選項 卡 中 選 擇 “ M i c r o s f o t O L E D B Provider for SQL Server”，然后在“連接”選項卡中設置好數據庫服務器的相關信息，點擊“測試連接”按鈕，如果配置沒有問題，則會提示“測試連接成功”，至此udl文件配置完成。 Http:/17LabVIEW數據庫基本操作建立好數據源之后，使用LabVIEW數據庫連接工具包就可以非常方便的對數據庫進行操作了。LabVIEW數據庫連接工具包 安 裝 完 成 后 ， 可 以 在 背 面 板 的 函 數 互

13、聯 接 口Database面板下找到所有的相關VI。Http:/18LabVIEW數據庫基本操作數據庫操作遵循“打開數據庫操作數據庫關閉數據庫”的基本流程。其中，使用DB Tools Open Connection.vi來打開數據庫連接，使用DB Tools Close Connection.vi關閉數據庫連接。在“操作數據庫”步驟中可以對數據庫進行所需的操作。Http:/19創建數據表創建數據表是由LabVIEW數據庫連接工具包中的DB Tools Create Table.vi來實現的。首先使用DB Tools Open Connection.vi來打開數據庫連接，連接文件使用前面創建的I

14、EI_Measurements.udl文件；之后使用DB Tools Create Table.vi來建立新的數據表格，表格的名稱設定為“Device”，其中包含4個字段，分別為“DeviceName”、“DeviceType”、“DeviceID”和“Company”。 Http:/20刪除數據表刪除數據表格的過程與創建表格的過程類似，使用DB Tools Drop Table.vi實現。假設要刪除前面建立好的表格，只需要在DB Tools Drop Table.vi中指明要刪除的表格名稱即可。另外，創建表格和刪除表格的參數非常類似，在實際工程應用中，一般將二者編寫為同一個VI，在其中實現表

15、格的創建和刪除操作。 Http:/21添加數據記錄添加數據記錄可以由LabVIEW數據庫連接工具包中的DB Tools Insert Data.vi實現。DB Tools Insert Data.vi需要3個主要的參數：“table”參數確定將要插入的表格名稱；“data”參數確定將要插入的數據；“columns”參數對應插入列的名稱，可以先使用DB Tools List Columns.vi列出表格中列的名稱，可以省去手動輸入列名的麻煩，以方便下一步的數據插入。 Http:/22查詢數據記錄查詢數據記錄（讀出數據記錄）也是數據庫中經常使用的操作步驟。在LabVIEW數據庫連接工具包中，查詢數

16、據記錄使用DB Tools Select Data.vi來實現。只需要在DB Tools Select Data.vi的“table”輸入端指明需要查詢記錄的表格名稱，該VI會把表中的所有數據讀出來。使用“columns”參數可以選擇性的讀出所需要的列。 Http:/23數據庫高級操作數據庫操作除了創建表格、刪除表格、添加記錄、查詢記錄這些基本操作之外，常用的還有刪除記錄、更新現有數據等高級操作。這些高級操作在LabVIEW數據庫連接工具包中并沒有對應的現成VI，所以需要接觸SQL語句來實現。LabVIEW數據庫連接工具包執行SQL語句是通過DB Tools Execute Query.vi實

17、現的，該VI可以在函數互聯接口DatabaseAdvanced面板下找到。Http:/24數據庫高級操作Delete通過查詢SQL參考手冊，可知刪除一條記錄的SQL關鍵字為“DELETE”，其語法為：DELETE FROM table_nameWHERE column_name = some_value假設要刪除DeviceName為“ELVIS”的數據記錄，則使用SQL語句刪除記錄的程序框圖如圖所示。 Http:/25數據庫高級操作Update在SQL語言中，修改數據記錄的關鍵字為“UPDATE”，其語法為：UPDATE table_name SET column_name = new_va

18、lueWHERE column_name = some_value假設要修改DeviceName為“ELVIS”的數據記錄，將其“DeviceID”修改為“6”，程序框圖如圖所示。 Http:/26OpenG工具包“G”代表圖形化編程語言，“OpenG”則代表源代碼公開的圖形化編程語言，即“開源”語言。所謂“開源”，包含兩層含義：其一，對于用戶來講它是免費軟件；其二，它允許用戶自由地查看、修改和傳播源代碼。OpenG就是這么一種可運行在LabVIEW開發環境下，免費的、源代碼公開的圖形化編程語言軟件包（實質是使用LabVIEW開發的）。由于開源的LabVIEW工具包多而且雜，不便于用戶的查詢、

19、下載和安裝，因此JKI Software社團開發了一種方便于用戶下載和管理LabVIEW工具包的軟件VIPM（VI Package Manager）。下面首先介紹VIPM的安裝和使用方法，之后在此基礎上介紹OpenG工具包中各種VI的使用方法。Http:/27VIPM安裝和使用VIPM安裝包可在VIPM主頁（http:/ 2010。VIPM分三種版本，其中Community Edition是免費版，另外兩種Professional Edition和Enterprise Edition需要付費才能使用。 Http:/28配置VIPM和LabVIEW的連接點擊菜單欄中的ToolsOptions，進

20、入軟件配置界面，點擊“LabVIEW”選項卡，在左邊的列表中會自動列出當前系統中已經安裝的LabVIEW版本。點擊左下角的“Edit Selected Item”按鈕，進入連接配置界面。在此界面配置好TCP/IP端口（默認為3363），點擊“Test”按鈕，如果配置正確，則會提示測試成功，至此，VIPM與LabVIEW之間的連接配置完成。 Http:/29安裝OpenG工具包配置好VIPM與LabVIEW的連接之后，就可以使用VIPM安裝所需要的工具包了。以安裝OpenG工具包為例，首先點擊主界面上方的按鈕“Check All Package Repositories for Availabl

21、e Packages”，程序會列出所有可以下載安裝的工具包。在列出的工具包中找到OpenG Toolkit，右鍵點擊“Install”，VIPM會自動把全部的OpenG工具包安裝完畢。OpenG工具包也包含前面板控件和背面板函數兩部分。前面板控件主要包含一些常用的按鈕，背面板空間是OpenG工具包的核心，包含了豐富的函數。Http:/30OpenG函數 Http:/31指定范圍隨機數產生工具LabVIEW自帶的隨機數發生器只能產生0,1)范圍內的隨機數，而在實際應用中，需要的隨機數往往是其他范圍的，此時，使用Random Number-Within Range.vi就可以很方便的產生任意范圍的

22、隨機數。雙擊此vi可以查看它的源代碼，如圖所示。從一次函數的角度看就是線性化處理，該vi高極限和低極限默認分別為1和0，也就是說如果不給定任何輸入參數，等價于LabVIEW自帶的的0,1)隨機數發生器。 Http:/32數值轉換枚舉工具OpenG數值工具提供的另一個函數Coerce to Enum.vi可以將數值轉換為枚舉數據類型，這是一個非常有用的工具函數，NI公司的狀態機工具包就使用了這種方法。從程序框圖上看，該函數通過變體數據，將數值數據轉換成枚舉數據，在LabVIEW中數值類型是可以直接轉換成枚舉的數據類型的，之所以采用這種轉換方式，主要的目的是為了便于實現狀態機或者條件分支結構， H

23、ttp:/33布爾觸發工具O p e n G 布 爾 工 具 只 包 含 一 個 函 數 ， 即 B o o l e a n Trigger.vi。該vi可以用來檢測輸入布爾變量的上升沿或者下降沿。在PLC編程中，上升沿和下降沿的概念非常重要，在數據采集中也同樣很常用。當布爾量前一個裝狀態為FALSE，當前狀態為TRUE，我們稱之為上升沿，當布爾量前一個狀態為TRUE，當前狀態為FALSE，稱之為下降沿。Boolean Trigger.vi使用了未初始化的移位寄存器來保存上一次循環的布爾值，并與當前值進行比較，進而判斷出上升沿或是下降沿。 Http:/34檢測數據改變工具OpenG的比較工具同

24、樣僅包含一個函數，即Data Changed.vi。該函數可以判斷輸入值是否發生了變化，如果當前值與上次值不同則為TRUE，相同為FALSE，這實際上也是一個“沿”的變化，該函數類似于事件結構，當一個控件的值發生變化時觸發一個事件，不過是在輪詢結構中使用的。 Http:/35過濾數組工具在實際編程中，經常需要對數組進行過濾操作，也就是將數組中某些特定值剔除。使用OpenG數組工具中的Filter 1D Array.vi可以方便的實現數組過濾功能， Http:/36數組搜索工具OpenG數組工具里包含一個常用數組搜索工具Search Array.vi。它是對LabVIEW數組工具中的搜索一維數組

25、.vi的擴展。搜索函數的目的是查找數組是否存在給定的元素并返回其所在位置，即索引，由于找到后立即返回，因此該函數無法直接返回所有滿足條件的元素的索引，必須通過循環給定另外的開始位置，重新尋找。很多情況下，我們需要找到所有滿足條件的索引，這就是OpenG數組搜索工具Search Array.vi完成的功能。 Http:/37刪除數組元素工具在LabVIEW自帶的數組工具中，有一個刪除數組元素.vi，但是使用此vi具有很多局限性。首先它每次只能刪除一個或者一段元素；其次，刪除一段元素的時候，這段元素必須是連續的。而OpenG工具包中的刪除數組元素工具Delete Elements From Arr

26、ay.vi是對LabVIEW自帶vi的擴展，使用Delete Elements From Array.vi可以非常方便的刪除數組中任意位置的任意數量的元素。 Http:/38索引數組元素工具OpenG的索引數組元素工具Index 1D Array Elements.vi也是對LabVIEW自帶數組索引工具的擴展。LabVIEW自帶的數組索引工具每次可以索引出一個元素、連續多個元素、整行或者整列，而使用OpenG的索引數組元素工具可以指定索引數組，從而索引出任意數量的元素。 Http:/39獲取VI引用工具Current VIs Reference.vi可以返回當前vi的引用，而Current

27、VIs Parents Reference.vi可以返回當前vi的父函數的引用，這兩個工具在實際應用中是經常需要用到的。尤其是獲得當前vi的父函數的引用，可以省去編程人員查閱函數調用鏈的麻煩。 Http:/40創建VI克隆引用工具Open VI Clone Reference.vi也是經常用到的工具，該工具是對LabVIEW自帶函數打開VI引用.vi的擴展。當用戶使用OpenG中的Open VI Clone Reference.vi的時候，首先給指定的VI創建一個模版，之后再創建這個模版的引用，在使用完此引用之后，會自動銷毀之前創建的模版，釋放資源。使用這種方式的好處是使新創建的引用和原VI完

28、全隔離，對新創建引用的任何操作將不會影響原VI的運行。 Http:/41MGI工具包MGI是Moore Good Ideas, INC. 的縮寫。MGI是一個以LabVIEW軟件和NI公司的硬件產品為主體的自動化系統專業技術開發公司，該公司由David A Moores在1999年創辦。幾年來，這個團隊的業務能力得到不斷發展和壯大，同時根據客戶的實際需求和他們自身多年來的工作需要，總結、設計、開 發 了 一 套 特 有 的 V I s 庫 （ M G I Freeware Vis），也就是下文將要介紹的MGI工具包，自由的提供給其他的LabVIEW愛好者參考使用。 Http:/42數組移位工具

29、在MGI的1維數組工具中包含一個數組移位函數MGI Shift Array.vi。使用該函數可以非常方便的對數組元素進行任意位數的移位操作，移位之后的空元素將使用NaN填充。使用數組移位函數的典型例程如圖所示，原數組經過位數為“-2”的移位操作之后，原數組所有元素均向左移動2位，同時用NaN填充最右邊空出的兩個元素。 Http:/43以閾值插值1維數組擴展工具MGI的1維數組工具包含一個以閾值插值1維數組擴展函數MGI Threshold 1D Array Extended.vi，它是LabVIEW自帶以閾值插值1維數組函數的擴展，該函數擴展了LabVIEW自帶以閾值插值1維數組函數的使用范圍

30、，它可以產生數組限制之外的指數索引。當閾值在輸入數組的范圍之內時，MGI Threshold 1D Array Extended.vi和LabVIEW自帶的以閾值插值1維數組.vi返回的指數索引值完全相同；但是當輸入的閾值超出數組范圍（大于數組最大值或者小于數組最小值）時，LabVIEW自帶的以閾值插值1維數組.vi只會返回數組內和閾值最相近的指數索引，而MGI Threshold 1D Array Extended.vi則會返回精確的指數索引，而不受數組范圍的影響。 Http:/441維數組滑動平均工具MGI的1維數組工具包包含一個1維數組滑動平均函數MGI Centered Weighte

31、d Moving Average.vi，使用該函數可以根據輸入的權值參數（Weighting）和大小參數（Size）對輸入數組進行滑動平均計算，經過滑動平均操作后的數組會比原數組更為平滑，從而有利于其后的運算或觀察。 Http:/45計算2維數組大小工具MGI 的2維數組工具包包含一個計算2維數組大小函數MGI XY Sizes.vi，該函數可以計算出2維數組X維度和Y維度的大小。 Http:/46求一元二次方程實根工具MGI數值工具包中包含一個求一元二次方程實根函數MGI Get Real Quadratic Roots.vi，使用該函數可以解出一元二次方程Ax2+Bx+C=0的實數根。如果

32、方程沒有實數根，則函數返回NaN。使用該函數解一元二次方程實根的典型例程如圖所示。 Http:/47數值轉換為數字數組工具MGI數值工具包中包含一個將數值轉換為數字數組函數MGI Number to Digits.vi，使用該函數可以將一個I32型數值轉換為任意進制的數字數組。該函數默認將輸入數值轉換為10進制數字數組，而用戶可以根據具體需求任意指定進制類型，如2進制、8進制等。轉換完畢后，可以使用N = Digits0 * Base0 + Digits1 * Base1 + Digits2 * Base2 + . + Digitsn * Basen重建原始數值。 Http:/48強制轉換工具

33、MGI數值工具包中包含一些強制轉換函數，如將角度轉換為弧度函數MGI Degrees to Radians.vi、將弧度轉換為角度函數MGI Radians to Degrees.vi、將角度限制在0, 360范圍函數MGI Coerce Degrees.vi、將弧度限制在-, +范圍函數MGI Coerce Radians.vi等等。Http:/49浮點數“”比較工具MGI數值工具包中包含一個比較浮點數的函數MGI Approximately Equal.vi，專門用來比較浮點型數值是否相等。浮點型數值因為精度的關系，在程序設計中不能直接使用“=”來判斷是否相等，必須使用“”的比較方式。MG

34、I Approximately Equal.vi函數判斷兩個浮點型數值的比值是否在99%至101%范圍內，從而判斷兩個浮點型數值是否相等。 Http:/50展寬字符串工具MGI字符串工具包中包含一個用來展寬字符串的函數MGI Pad String.vi，使用該函數可以將輸入字符串展寬為用戶需求的長度（End Length），用戶可以自由輸入展寬所用的字符，默認的展寬字符為s。當待展寬的字符串的長度大于End Length時，函數返回原字符串；當待展寬的字符串的長度小于End Length時，函數將使用用戶指定的展寬字符（默認為s）將字符串展寬為End Length長度。 Http:/51安全文

35、件名字符串工具MGI字符串工具包中包含一個將字符串轉換為安全文件名字符串的函數MGI Make String Filesafe.vi，使用該函數可以刪除文件名或者文件夾名中不允許使用的字符，從而得到安全的文件名字符串，該函數在文件保存操作中應用廣泛。在任何操作系統中，總有一些字符是不允許作為文件名或者文件夾名的，比如在Windows操作系統中，“”、“/”、“:”、“?”等等字符不允許在文件或者文件夾名中出現。MGI Make String Filesafe.vi使用一個搜索替換字符串的內置函數對這些字符進行搜索，從而刪除掉這些字符，返回安全的文件名字符串。 Http:/52字符串匹配工具MG

36、I字符串工具包中包含一個字符串匹配函數MGI String Pattern Match Exists.vi，該函數和LabVIEW自帶的字符串匹配函數的區別是：LabVIEW字符串匹配函數每次只能匹配一個字符串，而使用MGI String Pattern Match Exists.vi一次可以匹配多個字符串，函數將返回第一個匹配成功的字符串索引。 Http:/53JKI狀態機工具包JKI Software社團不僅開發出了VIPM工具包管理軟件，還開發出了一套實用的LabVIEW程序結構。其中的JKI狀態機工具包因為其應用的廣泛性以及開發的簡單性，逐漸成為大型工業程序開發的必選結構之一。JKI狀

37、態機具有如下特點：(1)基于字符串型的狀態機結構；(2)單線程的生產者、消費者模式；(3)基于事件結構，便于捕捉各類事件；JKI狀態機工具包同樣需要借助于VIPM軟件來安裝，安裝完畢之后，在LabVIEW函數選板JKI ToolkitsJKI State Machine中可以找到JKI狀態機的相關函數， Http:/54JKI狀態機工具包 Http:/55JKI狀態機工具包將String-Based Queued State Machine圖標拖動到背面板上。JKI狀態機工具在幫助用戶構建狀態機結構的同時，還對每個狀態均進行了詳細的注釋說明。JKI狀態機基于字符串型的狀態隊列結構以及單線程的生產者、消費者模式。程序會創建一個空的字符串隊列作為狀態隊列，在程序運行過程中，“生產者”會不斷的將新的狀態加入狀態隊列中，同時“消