1、【W(wǎng)ord版本下載可任意編輯】 Lebview編程中虛擬儀器人機界面的整體模式設計 Lebview現(xiàn)在已經(jīng)越來越廣泛地應用于測量、控制、教學、科研等領域，它采用圖形化編程方式，內(nèi)置大量功能，能夠很方便地完成數(shù)據(jù)采集分析顯示、儀器控制、測量測試、工業(yè)過程仿真及控制等多種操作，并具有良好的可擴展性。 在應用Lebview開展實際項目開發(fā)時往往要求程序能夠?qū)崿F(xiàn)多功能集成化，這時程序界面的統(tǒng)一化、便于操作等要求就十分重要。本文以虛擬信號發(fā)生器的開發(fā)過程為例，對使用Labview開發(fā)虛擬儀器時人機界面模式的設計與實現(xiàn)開展了研究。 2 虛擬信號發(fā)生器的系統(tǒng)要求及分析 2.1 系統(tǒng)要求 虛擬信號發(fā)生器的總體

2、設計要求如下1、實現(xiàn)多功能信號發(fā)生，能夠產(chǎn)生常用波形（正弦波、三角波、方波、齒鋸波等）、用戶自定義函數(shù)波形、加噪波形等。2、可開展參數(shù)調(diào)節(jié)、并完成波形的數(shù)字存儲功能。3、要求良好的人機交互界面，易于操作。 2.2 設計分析 在Lebview中實現(xiàn)單一功能的信號發(fā)生較為簡單，只需在前面板放置相應的控件開展波形參數(shù)設置、波形顯示及數(shù)據(jù)存儲路徑選擇，然后在框圖程序窗口選擇合適的功能節(jié)點，并完成各節(jié)點及端點的邏輯連接即可到達要求。 按照系統(tǒng)設計要求，程序不但需要實現(xiàn)多種功能，同時還應該具有能讓用戶便捷地開展操作的特點，而簡單地將多個子功能程序放在一起并不能滿足要求。 我們針對便于操作、良好的人機交互界

3、面這個系統(tǒng)要求開展了綜合分析，設計了三種具有不同特點的人機界面模式：整體界面模式、彈出式界面模式、動態(tài)調(diào)用界面模式。 3 虛擬信號發(fā)生器的人機界面設計 3.1整體界面模式設計 整體界面模式的特點：所有功能模塊的參數(shù)設置及實現(xiàn)均在同一界面下，不同的功能對應不同的功能按鈕。當按下某一按鈕時，將實現(xiàn)相應的功能操作。 3.1.1 前面板設計 在前面板設計中，我們將公共參數(shù)放在一組，以免出現(xiàn)重復控件；將各子功能的特征參數(shù)分在不同的組中，以方便用戶操作。波形的顯示由一個graph控件完成，數(shù)據(jù)存儲也共用同一功能區(qū)。用互鎖按鈕實現(xiàn)各子功能之間的切換。 3.1.2 框圖程序設計要點 我們選用了選擇構(gòu)造來完成整

4、體界面模式的實現(xiàn)：將常用信號模塊、用戶函數(shù)信號模塊、加噪信號模塊分別作為選擇構(gòu)造的三個分支。當按下所需功能按鈕時，執(zhí)行所選的子框圖程序，完成相應操作。這里需要注意的是各子功能按鈕應該設置為互鎖關系，即在任一時刻只允許有一個按鈕被按下。當另一按鈕被按下時，原先在按下狀態(tài)的按鈕將自動彈起。 我們將各子功能按鈕放入一個數(shù)組中，則該數(shù)組內(nèi)容對應各按鈕的開關狀態(tài)。然后設置一個while循環(huán)構(gòu)造，利用循環(huán)構(gòu)造的移位存放器比較本次循環(huán)中的按鈕數(shù)組內(nèi)容和上次循環(huán)中的按鈕數(shù)組內(nèi)容，若相等，則說明沒有按下其他按鈕；若不等，說明有另外的按鈕按下，此時需要將按鈕數(shù)組的內(nèi)容重寫：原來按下的按鈕邏輯值應該改為false,

5、而新按下的按鈕邏輯值應變?yōu)閠rue.可將當前按鈕狀態(tài)內(nèi)容與前的按鈕狀態(tài)內(nèi)容開展異或運算來實現(xiàn)這兩步功能。更新后的按鈕狀態(tài)通過局部變量對原按鈕數(shù)組內(nèi)容開展重寫完成。互鎖邏輯的框圖程序如圖2所示。 整體界面模式的優(yōu)點在于所有子功能模塊均在同一界面下，整體可視性、可操作性較好。但當子模塊類型較多時，將出現(xiàn)界面過于臃腫而不易操作、編程過于繁雜的問題，此時我們可以通過Tab控件開展功能模塊的分類，以到達簡化前面板界面的目的。 彈出式界面模式的特點：在主程序面板按下子功能按鈕時，將彈出相應功能的子程序面板，子面板運行完畢后將返回主面板。 3.2.1 前面板設計 我們將各子功能模塊做成多個子程序，為調(diào)用方便

6、與主程序放置在同一路徑下。主程序的前面板只需實現(xiàn)相應功能的調(diào)用按鈕配置。當需要使用某項功能時，按下對應的按鈕即可將子程序界面調(diào)出，執(zhí)行完畢后關閉子程序則可退回主程序界面，開展其他功能的調(diào)用。虛擬信號發(fā)生器運行過程中的彈出式界面如圖3所示（調(diào)用常用波形發(fā)生子功能程序）。 3.2.2 框圖程序設計要點 利用Labview的事件驅(qū)動功能可以較容易地實現(xiàn)彈出式界面的設計要求，因此我們選擇事件構(gòu)造來實現(xiàn)虛擬信號發(fā)生器的彈出式界面的程序設計。 在主程序的事件構(gòu)造中，為每個功能按鈕的事件發(fā)生指定相應子功能程序的調(diào)用。這樣，每次當某一功能按鈕按下時，Labview會自動通知程序所發(fā)生的事件，然后按照為這個事件

7、指定的程序代碼對事件開展響應。主程序的框圖設計如圖4所示。 彈出式界面模式的優(yōu)點在于界面及程序構(gòu)造清晰，所有子模塊單獨編程，由主程序按需調(diào)用，這樣可以大大減少編程的復雜程度。 3.3 動態(tài)調(diào)用模式 動態(tài)調(diào)用模式的特點：子功能程序僅在被調(diào)用時動態(tài)加載入內(nèi)存，調(diào)用結(jié)束后即釋放。 3.3.1前面板設計 我們將程序界面分為左右兩個區(qū)域：左邊區(qū)域設置各功能按鈕，可按需調(diào)用子功能；右邊區(qū)域由子面板控件subpanel構(gòu)成，在子功能被調(diào)用時顯示和運行相應界面及功能。圖5所示的是程序調(diào)用函數(shù)信號發(fā)生子功能程序時的界面情況。 3.3.2 框圖程序設計要點 為了方便調(diào)用子功能程序，將主程序和各子功能程序保存在同一

8、路徑下。 主程序運行時，當需要調(diào)用某一子功能程序時，首先應該知道該子程序的整體路徑：可以先使用cur-renl VIS Poih函數(shù)和Stdp Path函數(shù)獲取主程序的路徑，將此路徑與需要調(diào)用的子程序名合成子程序的整體路徑。然后由loodondRun函數(shù)將已知路徑的子程序加載并啟動，在subponel控件對應的調(diào)用節(jié)點中使用Insert VI方法將子程序的面板插入子面板控件中。 不同子功能程序的選擇要求由選擇構(gòu)造實現(xiàn)。 動態(tài)調(diào)用界面模式的優(yōu)點在于子模塊單獨編程，構(gòu)造清楚，編程的復雜程度低；程序動態(tài)加載，占用內(nèi)存少，加載速度快。 4 總結(jié) 我們基于虛擬信號發(fā)生器的設計對Labview編程中常用的三種人機界面模式：整體界面模式、彈出式界面模式、動態(tài)調(diào)用界面模式開展了詳細的分析和研究，在實際項目開發(fā)中可以根據(jù)具體情況直接選用這些模式開展界面設計，也將它們綜合使用，以到達更高的設計要求。 另外需要指出的是，每種模式的實現(xiàn)方法也是靈活多