5.虚拟仪器软面板.txt

虚拟仪器软件的介绍

发信人 ilyfe (伊犁飞), 信区 LabVIEW
标  题 第五章 虚拟仪器软面板
发信站 饮水思源 (2003年05月04日131924 星期天), 站内信件

第五章 虚拟仪器软面板
虚拟仪器最直观的特点是其没有传统意义的操作面板，对仪器的操作与显示都必须
借助于计算机来完成，虚拟仪器的软面板就是一个用于实现对单个虚拟仪器操作与
显示的计算机独立运行程序。本章介绍了虚拟仪器软面板的特点与设计规范，结合
实际虚拟仪器开发例子，论述了软面板的设计方法。

5.1 虚拟仪器软面板的特点及规范
5.1.1 虚拟仪器软面板的特点
一台传统的独立仪器，往往具有一个操作前面板，用户可以通过操作面板上的旋钮
、开关、按键等来控制仪器，或可以通过面板上的显示屏幕作为图形化输出（如示
波器）。所有仪器的功能，均需要通过仪器面板的操作来实现，这个操作面板是人
与机器的交互面板，是传统意义上的人机交互界面。GPIB仪器的出现，使用户既可
以通过操作面板进行本地仪器控制，也可以在计算机上通过发送ASCII码命令方式
实现对仪器的远程控制。而随着虚拟仪器的出现，对于传统的操作面板带来了一个
革命性的冲击，虚拟仪器的最大特点就是抛弃了传统的操作面板，仪器的操作与显
示需借助计算机强大的计算与显示能力来实现，用户与仪器的交互界面变为了由计
算机软件实现，也即软面板。VXI仪器的出现与发展，要求软件模块与硬件模块一
样具有标准化，也便于虚拟仪器系统集成。因此，VPP联盟对虚拟仪器软面板的设
计也提出了统一设计原则与规范。
从实质上说，虚拟仪器软面板是一个仪器级的测试应用程序，它为虚拟仪器模块提
供一个替代前面板的控制接口。该控制接口不是在仪器前面板上，而是在计算机显
示器上，利用软面板可用交互方法控制虚拟仪器模块。虚拟仪器软面板与仪器驱动
程序一样，是一个独立的软件模块，它作为一个独立运行的可执行文件运行，开发
环境可以选择具有良好可视化用户界面的VB、VC、Delphi语言开发平台等，也可以
选择LabVIEW等图形化平台。
在系统集成中，虚拟仪器软面板用于检验仪器的通讯，并测试仪器的各类操作。当
对用户仪器进行编程时，可以通过观察面板上的指示器和显示器来检验仪器设置是
否正确。当系统集成完成之后，软面板可通过面板上的控制器来执行仪器功能，以
便使用户熟悉仪器的功能和特性。软面板采用图形用户接口（GUI）技术显示等效
的旋钮、按键及控制器。用户通过鼠标或计算机键盘操作这些控制器。图形显示具
有同传统的前面板方式相似的测量结果和仪器状态，从而让用户以熟悉的方法控制
仪器。

5.1.2 虚拟仪器软面板的技术要求
为了确保虚拟仪器软面板的合理性和有效性，软面板设计必须满足下列技术要求：

1、 所有虚拟仪器软面板应提供一个既不过分杂乱，又不包含过多层次结构的用户
熟悉的界面，并应显示和控制仪器的主要测试及测量功能。
2、 所有符合VPP规范的虚拟仪器软面板必须在主面板右上端显示VPP图标。
3、 所有虚拟仪器软面板应在主窗口或“关于”显示框中标出仪器生产厂家，生产
厂家有责任去支持和维护软面板的正常运行。
4、 所有虚拟仪器软面板应在主窗口顶端或在窗口标题处标出仪器名称和型号，在
主窗口或“关于”显示框中显示软面板版本信息。
5、 所有虚拟仪器软面板在执行时必须自动连接。在软面板自动连接时，如果发现
多于一个的待接器件，则它必须提供一种方法让用户选择其中一个待接器件。在软
面板执行前，应检查它执行时所需要的所有文件是否存在，如果文件未找到，应向
用户提供相应的错误诊断信息（如visa32.dll文件未找到）。
6、 所有虚拟仪器软面板都必须具有自动连接有效指示订，且有效指示灯必须有“
自动连接”标签。当仪器没有被连接时，指示灯的颜色应是暗淡的（背景颜色）。
当连接时，指示灯最好呈绿色。同时必须在主面板右上端显示自动连接的元件。自
动连接元件必须显示自动连接的槽号或逻辑地址，或者两者皆显示。自动连接的槽
号是被控仪器所占的主机箱槽号，如果显示逻辑地址，则必须以十进制数值显示。

7、 虚拟仪器软面板应与计算机的应用程序分享计算机屏幕，并是可移动且可最小
化的，这使用户易于在级联方式同时显示的多个软面板间进行切换。
8、 如软面板可提供仪器的自检功能，应包括一个用于自检初始化操作的控件，并
能在软面板上显示出自检结果。
9、 软面板文件有时需要以动态链接库等形式输出，为了防止文件名与仪器驱动程
序中所含文件名发生重复，软面板可执行文件名的前缀应与仪器驱动程序文件的前
缀不同。
通过熟悉与应用软面板，用户可以不必专门编写仪器测试程序就可以检验仪器的通
信和操作，并能大大减少集成与检验一个虚拟仪器系统的时间。同时用户通过软面
板的操作与相关帮助文档，可以知道虚拟仪器模块的信息及相关操作，而不必过多
地阅读仪器的产品说明书与用户手册。

5.1.3 虚拟仪器软面板的设计原则
虚拟仪器软面板由主面板和次面板组成层次式结构。主面板只有一个，它是主要的
用户界面，在执行过程中应始终打开，它可能处于非激活状态，但在应用过程中必
须保持打开并且是可见的。次面板可以包括一个或多个，是主面板可以调用的面板
，主要完成一组特定功能。主面板和次面板具有不同的特点和格式，但所有的面板
都应提供一种退出或取消操作的方法。在虚拟仪器软面板的开发时，美观的、友好
的界面设计是一个主要任务，但界面设计都必须符合VPP设计原则规范。
1、 软面板应适用于不同的操作平台和显示器，在开发软面板时选择的显示器的标
准分辨率为640×480，但软面板应确保能在更高的分辨率环境（如800×600或
1024×768）下执行。
2、 字体选择应具有可移植性和易读性。在不同平台或显示器上所使用的字体显示
相同的大小和形状，且应具有独立于显示器或平台的特点。应尽力选择一种在大多
数平台上都存在、移植性好，且显示都非常相似的字体（如Times Roman、
Helvetica、Courier等字体）。
3、 颜色选择应满足外观、效果、可移植性及打印的要求。不同的操作系统，基本
不同的窗口管理器对颜色的处理都不一样。深颜色在黑白打印机上会打印出黑色。
在不同显示器和平台上，同一种颜色应显示相同的色调。通常，不应选择过多的颜
色，只有表示不同的功能时才能使用不同的颜色。每种颜色的用途和RGB值参见表
5.1。
4、 仪器与公司的图标应显示在主面板上，该图标不仅标识仪器制造厂家，而且还
标识仪器本身，至少它应显示仪器的完整名称。完整的仪器名称包括型号、名称及
仪器的主要特点。在Windows中，图标应以位图（BMP）文件形式存放，且可以通过
粘贴命令将图标放在主面板的任何地方。
5、 所有主面板和次面板都应使用仪器名称和面板名称作为面板标题，面板名称应
具有描述性，每个标题应使用同应用程序其余部分相同的字体及大小相同的符号，
但可使用不同的颜色组合。在软面板标题和其它文本中使用白色文本和黑色背景可
以形成较好的反差。只有主面板例外，它包含仪器全称，可使用较大的像素尺寸显
示标题（通常，这个标题与图标大小匹配）。
颜色    用途    RGB值
红色（R）   逻辑指示器  (255,0,0)
绿色（G）   逻辑指示器  (0,255,0)
黄色    逻辑指示器  (255,255,0)
蓝色（B）   按键文本    (0,0,255)
轻绿色  背景    (191,255,191)
轻黄色  背景    (255,255,191)
轻蓝色  背景    (191,255,255)
轻灰色  背景    (204,204,204)
标准LabVIEW灰色 控制器  (179,179,179)
黑色        (0,0,0)
白色        (255,255,255)
表5.1 软面板颜色用途与RGB值列表
6、 创建一个软面板图形，以便用抽象的形式标识VPP图标、生产厂家、仪器型号
以及软面板的特殊功能。图形由四行信息组成，每行必须用两个像素分开。第一行
是5×4印刷体字母和符号，用来表示VPP标志。第二行是5×3印刷体字母，用来表
示生产研究。第三行是5×3印刷体字母，用来标明仪器。第四行是7×4印刷体字母
和符号，用来描述面板功能。
7、 标签是标识面板上的每个控制器和指示器。所有面板上的控制器和指示器都必
须有标签，但标签不一定是可见的（例如，停止键有布尔文本标签）。每个标签都
应恰当地描述它所代表的动作。标签应可能意义清晰。例如，一个标有“功能”字
样的标签没有提供任何有用的信息。一个标签编制完成后，其颜色、字体、装版及
布局对其移植性和显示性是非常关键的。浅背景颜色和黑色文本能使大多数标签看
起来很好看。字体的选择应依照上述字体设计方法。当移植到其它窗口管理器上时
，恰当的字体布局是避免控制器上的标签相互重叠的关键。
8、 不同面板上的控制器和指示器应该是一致的、易读的，而且应足够容纳所表示
的最大数字或选项。除另有说明外，文本应是黑色，背景可以是白色或灰色。标准
控制器和指示器可以分为数字、逻辑、字符串及图形四个功能组，每组的具体说明
描述见表5.2～表5.5。通过使用装饰物来区别控制器或指示器属于哪一功能组，装
饰物包括弹出物、弹出框及圆形盒。无论使用哪个，在整个软面板上都应保持一致
，并依据参数进行逻辑分组。例如，所有水平控制器放在一组，所有垂直控制器放
在另一组。各组的颜色应同其它面板颜色配置相互协调。
数值表示形式    说明
文本框  可直接输入或显示，文本框应足够容纳所表示的最大数字
文本组合框  组合框应足够容纳所表示的最多选项
图片化表示  以直观的形式表示数值大小
水平及垂直游标  应包含上下限值与当前值，并提供数值范围
水平及垂直填充式游标    应包含上下限值与当前值，并提供数值范围。填充颜色应
为蓝色、红色或黑色
直接数值    应提供数值范围
表5.2   软面板数字控制器指示器功能组

逻辑表示形式    说明
垂直及水平开关  开关应有标签说明
检查框  可用于多选一情况
圆形及方形指示灯    指示颜色可为红色、黄色或绿色
方形按键    功能按键上标有简单功能描述标签
矩形按键    按键上的标签说明事件框或对话框
表5.3   软面板逻辑控制器指示器功能组

字符串表示形式  说明
文本框  字体保持与整个软面板相一致。文本颜色为黑色，背景颜色为白色或灰色
。
表5.4   软面板字符串控制器指示器功能组

图形表示形式    说明
波形图及XY坐标图形  可显示单个波形或复合波形，应显示坐标轴与坐标标记，栅
格显示为任选，但在示波器类仪器显示时应显示出格子线。图表符号不必显示，但
需显示调色板。
表5.5  软面板图形控制器指示器功能组

9、 主面板是第一个展现给用户的界面，它应该是整齐和匀称的。可将主面板划分
为几个区域，图5.1所示为主面板通用布局方法。标题和图标区按前面所述设计，
主面板由一个标题、图标、一个显示接口和仪器版本信息的关于控制器、一个释放
接口并停止执行的关闭控制器以及一系列特定的应用功能区组成。