LabVIEW 2025 学习指南
LabVIEW (Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench) 是一种图形化编程语言（G语言），广泛应用于数据采集、仪器控制、工业自动化和测试测量领域，LabVIEW 2025 是一个功能非常成熟且经典的版本，至今仍在许多工业和教育环境中广泛使用。
第一部分：基础入门
什么是 LabVIEW？
与传统文本编程语言（如 C++, Python）不同，LabVIEW 使用图形化的 “框图” 来编写代码，程序的核心是 虚拟仪器，每个 VI 都包含三个主要部分：
- 前面板：用户交互界面，包含各种控件（如旋钮、按钮、输入框）和指示器（如图表、指示灯、输出框），这就像传统仪器的面板。
- 框图：程序的源代码，通过连接图形化的 函数节点 来实现程序逻辑，数据通过 数据线 在节点间流动。
- 图标/连接器：定义 VI 的输入和输出接口，使得 VI 可以像子程序一样被其他程序调用。
核心思想：数据流编程。 程序的执行顺序由数据的流动决定，当一个节点所有的输入数据都准备好时，该节点才会执行。
安装与激活
- 获取安装包：如果您没有官方安装包，可以从 NI 官网下载或通过其他渠道获取。
- 安装驱动和运行时引擎：LabVIEW 2025 的安装包通常包含 NI-VISA（仪器控制驱动）和 NI-DAQmx（数据采集驱动），即使您不进行硬件操作，也建议安装完整的驱动套件，因为很多软件功能依赖于此。
- 激活：安装完成后，需要使用序列号激活，如果您是学生或教育工作者，可以向学校申请许可。
LabVIEW 2025 界面初探
打开 LabVIEW，您会看到以下关键窗口：
- 启动窗口：可以创建新 VI、打开已有 VI、查找示例等。
- 前面板编辑器：设计用户界面。
- 框图编辑器：编写程序逻辑。
- 函数选板：在框图上可以找到所有可用的函数和结构（
查看->函数选板）。 - 控件选板：在前面板上可以找到所有可用的控件和指示器（
查看->控件选板）。 - 工具选板：提供各种工具，如操作值工具、连线工具、定位工具等。
第二部分：核心概念与基本操作
创建第一个 VI：LED 闪烁灯
这是一个经典的 "Hello, World!" 程序，帮助您理解数据流。
- 创建新 VI：从启动窗口选择 "新建" -> "VI"。
- 设计前面板：
- 打开 控件选板，选择
布尔->圆形指示灯，将其拖到前面板上。 - 右键单击指示灯,选择
属性，可以修改其颜色和标签。
- 打开 控件选板，选择
- 编写框图：
- 切换到 框图 窗口（
Ctrl+E快捷键）。 - 您会看到前面板的指示灯图标出现在框图上,这代表它的数据源。
- 打开 函数选板，选择
编程->定时->等待 (ms)。 - 打开 函数选板，选择
编程->布尔->非。 - 连线：使用 连线工具，将
非函数的输出连接到等待 (ms)的输入端，再将等待 (ms)的输出连接回非函数的输入端，将非函数的另一个输出连接到前面板的指示灯上。
- 切换到 框图 窗口（
- 运行程序：
- 点击工具栏上的 运行 按钮（白色箭头）。
- 程序会开始循环执行,指示灯会交替亮灭，实现闪烁效果。
- 点击 连续运行 按钮（带循环的箭头）可以让程序一直运行。
- 点击 停止 按钮（红色方块）可以终止程序。
原理：非 函数会将其输入的布尔值取反，初始时，输入为 假，输出为 真，指示灯亮。等待 (ms) 函数暂停 1000 毫秒，之后，非 函数的输入变为 真，输出变为 假，指示灯灭，再等待 1000 毫秒，循环往复。
数据类型与数据线
- 标量数据：单个数值，如
数值(整数、浮点数)、布尔值(真/假)、字符串。 - 数组：相同类型数据的集合，用方括号
[]表示。 - 簇：不同类型数据的集合，用花括号 表示。
- 数据线：框图上的“电线”，代表数据的流动，数据线的颜色和粗细代表其数据类型（橙色代表数值，绿色代表布尔值）。数据类型不匹配时，无法连线。
结构
结构是控制程序流程的代码块,类似于 C 语言中的 for 循环、if 判断语句等。
- For 循环：
- 在
编程->结构中找到。 - 它有一个 计数接线端 (N)，决定循环次数。
- 有一个 迭代接线端 (i)，从 0 开始，每次循环加 1。
- 在
- While 循环：
- 在
编程->结构中找到。 - 它有一个 条件接线端，可以设置为“停止 if True”或“继续 if True”。
- 关键：While 循环必须有某种机制来 停止，否则会进入无限循环，通常通过一个布尔控件来控制。
- 在
- 条件结构：
- 相当于
if...else...语句。 - 有一个输入接线端,根据输入值（0, 1, 2...）选择不同的分支来执行代码。
- 相当于
- 事件结构：
更高级的用户交互方式,程序会“等待”用户在前面板上的特定操作（如点击按钮、改变数值），然后执行相应代码，这对于构建响应式界面非常重要。
第三部分：进阶学习
子 VI 与模块化编程
当程序变得复杂时,需要将其分解为更小的、可重用的模块，这就是子 VI。
- 创建子 VI：
- 在框图上选择想要封装的代码块。
- 右键单击,选择
创建子 VI。 - LabVIEW 会自动为您生成一个新的 VI 文件（图标和连接器）。
- 定义连接器：
- 打开子 VI 的前面板。
- 右键单击右上角的图标,选择
显示连线板。 - 点击连线板的接线端,然后单击前面板上的控件/指示器，将其定义为输入或输出。
- 使用子 VI：
- 子 VI 会出现在函数选板的
用户库中，可以像其他函数一样被调用和连线。
- 子 VI 会出现在函数选板的
文件 I/O
LabVIEW 可以读写各种文件，如文本文件、电子表格文件、测量文件 (.lvm) 和二进制文件。
- 写入电子表格文件：非常适合存储一维或二维的数值数据。
- 读取电子表格文件：读取由上述函数生成的数据。
- 写入测量文件：功能更强大，不仅能存储数据，还能存储时间戳、通道名称等信息，是数据记录的首选。
数据采集
这是 LabVIEW 的核心应用之一，您需要安装 NI-DAQmx 驱动。
- MAX (Measurement & Explorer)：
- 一个独立的应用程序,用于管理硬件设备、配置测试任务和通道。
- 在 MAX 中可以识别您的 DAQ 卡、设置物理通道（如
ai0表示模拟输入通道 0）。
- DAQmx VIs：
- 在函数选板的
测量 I/O->DAQmx中可以找到所有相关函数。 - 基本流程：
- 创建任务 (
DAQmx Create Task.vi) - 创建通道 (
DAQmx Create Virtual Channel.vi) - 启动任务 (
DAQmx Start Task.vi) - 读取/写入数据 (
DAQmx Read.vi/DAQmx Write.vi) - 停止并清除任务 (
DAQmx Stop Task.vi和DAQmx Clear Task.vi)
- 创建任务 (
- 在函数选板的
仪器控制
通过 GPIB、USB、VXI 等总线控制外部仪器（如示波器、信号发生器）。
- 核心是 VISA 驱动：您需要安装 NI-VISA。
- 基本流程：
- 打开 VISA 资源：指定仪器的地址（如
GPIB0::16::INSTR）。 - 写入命令：发送仪器能识别的字符串命令（如
*IDN?询问仪器身份）。 - 读取数据：读取仪器返回的响应数据。
- 关闭 VISA 资源。
- 打开 VISA 资源：指定仪器的地址（如
第四部分：学习资源与路径建议
官方资源
- NI 社区：https://forums.ni.com/ - 提问和寻找答案的最佳地方。
- LabVIEW 文档和帮助：在 LabVIEW 中按
F1或通过帮助->LabVIEW 帮助访问，这是最权威的参考资料。 - NI Example Finder：在 LabVIEW 中，
帮助->查找示例，里面有数百个官方示例，覆盖了所有功能模块，是学习代码的绝佳途径。
视频教程
- YouTube：搜索 "LabVIEW 2025 Tutorial"，可以找到很多从入门到进阶的免费视频系列。
- Bilibili (B站)：国内有大量优秀的 LabVIEW 教学视频，搜索“LabVIEW入门”或“LabVIEW教程”即可找到。
书籍
- 《LabVIEW 2025虚拟仪器程序设计从入门到精通》：国内经典的 LabVIEW 入门书籍，内容详实，案例丰富。
- 《LabVIEW for Everyone》 (by Jeffrey Travis)：国际上非常流行的 LabVIEW 经典教材，适合系统学习。
学习路径建议
- 第1-2周：熟悉环境
- 目标：掌握前面板、框图、函数/控件选板的使用。
- 任务：完成“LED闪烁灯”、“温度计显示”等简单练习，理解数据流。
- 第3-4周：掌握核心结构
- 目标：熟练使用 For 循环、While 循环、条件结构。
- 任务：练习“数组排序”、“简单计算器”等，学习使用簇和局部变量。
- 第5-6周：文件I/O与子VI
- 目标：学会读写文件，并构建模块化的程序。
- 任务：设计一个可以采集数据并保存到文件的程序，并将其封装成子VI。
- 第7-8周：硬件入门
- 目标：了解 DAQmx 基本概念，完成一次简单的数据采集。
- 任务：使用 DAQ 卡读取一个电压信号，并在波形图上实时显示，学习生成一个简单的模拟信号。
- 持续实践
- 寻找小项目：尝试做一个“数字温度计”、“简易数据记录仪”、“串口通信助手”等。
- 阅读优秀代码：多在 Example Finder 中研究官方示例，学习规范的编程风格。
- 加入社区：遇到问题先自己思考，然后尝试在社区搜索，最后再提问。
学习 LabVIEW 2025，关键在于 “动手实践” 和 “理解数据流”，不要害怕犯错，多尝试、多拆解、多重构代码，从最简单的 VI 开始，逐步构建复杂的项目，您会很快掌握这个强大的图形化编程工具。
祝您学习顺利！
