基于Labview的虛擬儀器人機界面模式設(shè)計

　　Lebview現(xiàn)在已經(jīng)越來越廣泛地應(yīng)用于測量、控制、教學(xué)、科研等領(lǐng)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(yīng)用Lebview進行實際項目開發(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(shè)計與實現(xiàn)進行了研究。

　　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)生器的總體設(shè)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、可進行參數(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(shè)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(yīng)的控件進行波形參數(shù)設(shè)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達到要求。

　　按照系統(tǒng)設(shè)計要求，程序不但需要實現(xiàn)多種功能，同時還應(yīng)該具有能讓用戶便捷地進行操作的特點，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、良好的人機交互界面"這個系統(tǒng)要求進行了綜合分析，設(shè)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(shè)計

　　3.1整體界面模式設(shè)計

　　整體界面模式的特點：所有功能模塊的參數(shù)設(shè)置及實現(xiàn)均在同一界面下，不同的功能對應(yīng)不同的功能按鈕。當按下某一按鈕時，將實現(xiàn)相應(yīng)的功能操作。

　　3.1.1 前面板設(shè)計

　　在前面板設(shè)計中，我們將公共參數(shù)放在一組，以免出現(xiàn)重復(fù)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。該模式下的前面板如圖1所示。

圖1 整體界面模式的前面板

　　3.1.2 框圖程序設(shè)計要點

　　我們選用了選擇結(jié)構(gòu)來完成整體界面模式的實現(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結(jié)構(gòu)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(yīng)操作。這里需要注意的是各子功能按鈕應(yīng)該設(shè)置為互鎖關(guān)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(yīng)各按鈕的開關(guān)狀態(tài)。然后設(shè)置一個while循環(huán)結(jié)構(gòu)，利用循環(huán)結(jié)構(gòu)的移位寄存器比較本次循環(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(yīng)該改為"false",而新按下的按鈕邏輯值應(yīng)變?yōu)?true".可將當前按鈕狀態(tài)內(nèi)容與前一次的按鈕狀態(tài)內(nèi)容進行異或運算來實現(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)容進行重寫完成?；ユi邏輯的框圖程序如圖2所示。

圖2 互鎖邏輯框圖程序

　　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控件進行功能模塊的分類，以達到簡化前面板界面的目的。