LaBVIEW第三章程序結(jié)構(gòu)教學(xué)文案.ppt

一 循環(huán)結(jié)構(gòu)1 While循環(huán)2 For循環(huán)二 分支結(jié)構(gòu)三 順序結(jié)構(gòu)四 公式節(jié)點(diǎn)五 事件結(jié)構(gòu)六 變量七 定時(shí)循環(huán)八 菜單 第三章程序結(jié)構(gòu) 一 循環(huán)結(jié)構(gòu) 1 While循環(huán)2 For循環(huán) While循環(huán)示意圖 While循環(huán)創(chuàng)建 創(chuàng)建方法 選中 單擊左鍵 拖動(dòng) 釋放左鍵 While循環(huán)結(jié)構(gòu) While循環(huán)結(jié)構(gòu)說明 1 重復(fù)端子 用于記錄和輸出已執(zhí)行的循環(huán)的次數(shù) 2 條件端子 循環(huán)是否終止的條件端子 i的初始值為零 輸入的是一個(gè)布爾變量 真或假 While循環(huán)將一直執(zhí)行到連接條件端子上的布爾值變成真或假為止 取決于條件端子設(shè)置為 真 T 時(shí)停止 還是 真 T 時(shí)繼續(xù) 3 在條件端子上單擊右鍵即可進(jìn)行更改 如圖 4 While循環(huán)是一種框圖上的容器對(duì)象 即其內(nèi)部可循環(huán)嵌套 While循環(huán)框圖內(nèi)添加代碼 有兩種方法 1 結(jié)構(gòu)創(chuàng)建好后添加代碼 2 在已有程序代碼的基礎(chǔ)上添加結(jié)構(gòu) While循環(huán)運(yùn)行流程 While循環(huán)可以反復(fù)執(zhí)行循環(huán)體的程序 直至到達(dá)某個(gè)邊界條件 它類似于普通編程語言中的Do循環(huán) While循環(huán)的框圖是一個(gè)大小可變的方框 用于執(zhí)行框中的程序 直到條件端子接收到的布爾值為FALSE 該循環(huán)有如下特點(diǎn) 1 計(jì)數(shù)從0開始 i 0 2 先執(zhí)行循環(huán)體代碼 而后i 1 如果循環(huán)只執(zhí)行一次 那么循環(huán)輸出值i 0 3 根據(jù)條件端子進(jìn)行判斷是否繼續(xù)循環(huán) 4 While循環(huán)中的代碼至少要運(yùn)行一次 While循環(huán)運(yùn)行流程 While循環(huán)運(yùn)行流程類似于如下的文本語言的偽代碼 DO執(zhí)行子框圖While條件判斷的結(jié)果為繼續(xù)循環(huán) 例 利用While循環(huán)產(chǎn)生隨機(jī)數(shù) 當(dāng)產(chǎn)生的隨機(jī)數(shù)大于0 8時(shí) 循環(huán)停止 步驟如下 1 打開前面板 新建兩個(gè)數(shù)值顯示控件 一個(gè)為循環(huán)次數(shù) 一個(gè)顯示最后產(chǎn)生的那個(gè)大于0 8的隨機(jī)數(shù) 如圖 2 切換到程序框圖 放置一個(gè)While循環(huán) 如左圖 3 放置隨機(jī)數(shù)函數(shù)到While循環(huán)內(nèi) 并連線 如右圖 4 放置比較函數(shù) 將循環(huán)次數(shù)與重復(fù)端子連線 如左圖 5 運(yùn)行 即可在前面板上看到結(jié)果 如右圖 在程序框圖中 在數(shù)值顯示控件上單擊右鍵 可更改數(shù)值的類型 如圖 注意 While循環(huán)的條件端子一定要有連線 否則程序無法運(yùn)行 如圖 作業(yè) 練習(xí)3 1 2 For循環(huán) For循環(huán)用于將某段程序執(zhí)行指定次數(shù) 和While循環(huán)一樣 它不會(huì)立刻出現(xiàn)在流程圖中 而是出現(xiàn)一個(gè)小的圖標(biāo) 而后您可以修改它的大小和位置 具體的方法是 先單擊所有端子的左上方 然后按下鼠標(biāo) 拖曳出一個(gè)包含所有端子的矩形 釋放鼠標(biāo)時(shí)就創(chuàng)建了一個(gè)指定大小和位置的For循環(huán) 2 For循環(huán) For循環(huán)位于函數(shù) 編程 結(jié)構(gòu) For循環(huán) 如前圖 從圖中可以看到 For循環(huán)將把它的框圖中的程序執(zhí)行指定的次數(shù) For循環(huán)具有下面這兩個(gè)端子 N 計(jì)數(shù)端子 輸入端子 用于指定循環(huán)執(zhí)行的次數(shù) I 重復(fù)端子 輸出端子 含有循環(huán)已經(jīng)執(zhí)行的次數(shù) 上圖顯示了一可以產(chǎn)生100個(gè)隨機(jī)數(shù)并將數(shù)據(jù)顯示在一個(gè)圖表上的For循環(huán) 在該例中 i的初值是0 終值是99 For循環(huán)舉例 產(chǎn)生10個(gè)隨機(jī)數(shù) 并把最后一個(gè)顯示出來 步驟如下 1 放置一個(gè)數(shù)值顯示控件到前面板 并改名為隨機(jī)數(shù) 2 放置For循環(huán)到程序框圖 如圖 3 放置隨機(jī)數(shù)函數(shù)到程序框圖 并連線 4 計(jì)數(shù)端子上單擊右鍵 選擇創(chuàng)建常量 并輸入10 如圖 5 運(yùn)行程序 便可在前面板上看到結(jié)果 6 因?yàn)槌绦虻倪\(yùn)行的速度非?？?我們無法一個(gè)一個(gè)地看清所產(chǎn)生的10個(gè)隨機(jī)數(shù) 我們可以在程序框圖中添加時(shí)間延遲控件 它位于函數(shù) 編程 定時(shí) 時(shí)間延遲 如圖 7 放置它到程序框圖上 選擇延遲的時(shí)間 即兩次循環(huán)之間的時(shí)間間隔 如圖 8 將時(shí)間設(shè)置為1 000 點(diǎn)擊確定即可 再運(yùn)行程序就可從前面板上看到所產(chǎn)生的隨機(jī)數(shù)了 練習(xí)3 2使用For循環(huán) 循環(huán)結(jié)構(gòu)內(nèi)外數(shù)據(jù)交換采用 隧道建立隧道方法 自動(dòng)索引 針對(duì)數(shù)組而言 3 移位寄存器 移位寄存器用于For循環(huán)或While循環(huán)中從一個(gè)迭代傳輸數(shù)據(jù)到下一個(gè)迭代 它由循環(huán)垂直邊框上一對(duì)反向相反的端子組成 添加方法 在邊框上單擊右鍵 選擇添加移位寄存器 就可進(jìn)行添加 如圖 右端子 帶向上箭頭的矩形 在每完成一次迭代后存儲(chǔ)數(shù)據(jù) 移位寄存器將上次迭代的存儲(chǔ)數(shù)據(jù)在下一次迭代開始時(shí)移動(dòng)到左端子 具有向下箭頭的矩形 上 移位寄存器可存儲(chǔ)任何數(shù)據(jù)類型 包括數(shù)字 布爾 字符串和數(shù)組 但連接到同一個(gè)寄存器端子上的數(shù)據(jù)必須是同一類型 移位寄存器的類型與第一個(gè)連接到其端子之一的對(duì)象數(shù)據(jù)類型相同 下面是1 2 3 4 100的程序 如圖 說明 進(jìn)行第一次運(yùn)算的是0 0 For循環(huán)中的重復(fù)端子是從0開始計(jì)數(shù) 移位即寄存器在沒有初始化的情況下 默認(rèn)的數(shù)值是0 所以第一次運(yùn)算的是0 0 第二次運(yùn)算的是寄存器的0與重復(fù)端子的1相加 所以循環(huán)要進(jìn)行101次 而計(jì)數(shù)端子輸出的數(shù)據(jù)始終是101 移位寄存器的初始化 移位寄存器的初始化是非常必要的 因?yàn)橹灰脩舨煌顺鯲I 移位寄存器便可記錄上次運(yùn)算完時(shí)的結(jié)果 所以上面的程序在第二次執(zhí)行時(shí)輸出的結(jié)果不是5050 而是10100 添加初始化即可 如圖 例 計(jì)算1 2 3 4 n 在前面板上放置一個(gè)數(shù)值輸入控件 階次n 和一個(gè)數(shù)值顯示控件 求和結(jié)果 在程序框圖上放置兩個(gè)For循環(huán)嵌套結(jié)構(gòu) 外層循環(huán)的計(jì)數(shù)端口與 階次n 連接 輸出是各個(gè)數(shù)的階乘所組成的一個(gè)數(shù)組 它的重復(fù)端子加1作為內(nèi)層循環(huán)的循環(huán)次數(shù) 內(nèi)層循環(huán)利用一個(gè)移位寄存器實(shí)現(xiàn)階乘運(yùn)算 移位寄存器的初始值設(shè)為1 同樣在程序框圖的右邊在放置一個(gè)For循環(huán)結(jié)構(gòu) 它的計(jì)數(shù)端子沒有任何連接數(shù)據(jù) 使用的是自動(dòng)索引功能 這個(gè)循環(huán)的作用是對(duì)由階乘所組成的一個(gè)數(shù)組進(jìn)行索引 對(duì)索引出的各個(gè)元素進(jìn)行求和計(jì)算 最后將計(jì)算結(jié)果輸出給 求和結(jié)果 完成連線 如右圖 運(yùn)行結(jié)果 如右圖 4 反饋節(jié)點(diǎn) 反饋節(jié)點(diǎn)和只有一個(gè)左端子的移位寄存器的功能相同 同樣用于在兩次循環(huán)之間傳遞數(shù)據(jù) 它是一種更簡(jiǎn)潔的表達(dá)方法 P66 二 分支結(jié)構(gòu) Case Case結(jié)構(gòu)含有兩個(gè)或者更多的子程序 Case 執(zhí)行哪一個(gè)取決于與選擇端子或者選擇對(duì)象的外部接口相連接的某個(gè)整數(shù) 布爾數(shù) 字符串或者標(biāo)識(shí)的值 必須選擇一個(gè)默認(rèn)的Case以處理超出范圍的數(shù)值 或者直接列出所有可能的輸入數(shù)值 Case結(jié)構(gòu)見下圖 各個(gè)子程序占有各自的流程框 在其上沿有相應(yīng)的子程序標(biāo)識(shí) Ture False或 按鈕用來改變當(dāng)前顯示的子程序 各子程序是重疊放在屏幕同一位置上的 1 分支結(jié)構(gòu)的組成 條件端子相當(dāng)于C語言的switch后面的變量 每個(gè)分支按鈕標(biāo)簽相當(dāng)于case后的常量表達(dá)式 Case結(jié)構(gòu)舉例 目的 創(chuàng)建一個(gè)VI以檢查一個(gè)數(shù)值是否為正數(shù) 如果它是正的 VI就計(jì)算它的平方根 反之則顯示出錯(cuò) 1 打開一個(gè)新的前面板 并按照下圖所示創(chuàng)建對(duì)象 控制對(duì)象用于輸入數(shù)值 顯示對(duì)象用于顯示該數(shù)值的平方根 照下圖創(chuàng)建流程圖 3 從Functions Structures中選擇一個(gè)Case結(jié)構(gòu) 并放置在在流程圖中 Case結(jié)構(gòu)是一個(gè)可以改變大小的方框 先來做Ture的情況 照流程圖上半部分構(gòu)造 1 GreaterOrEqualTo0 函數(shù) Functions Comparison 如果輸入數(shù)值大于或者等于0就會(huì)返回一個(gè)TRUE值 2 SquareRoot函數(shù) Functions Numeric 返回輸入數(shù)值的平方根 3 連好線 4 點(diǎn)擊Case框的選擇按鈕 轉(zhuǎn)入False情況編程 5 數(shù)值常數(shù) Functions Numeric 這里用于顯示錯(cuò)誤的代數(shù)值 999 00 6 OneButtonDialog函數(shù) Functions Time Dialog 在這里它用于顯示一個(gè)對(duì)話框 內(nèi)容是Error 7 字符串常數(shù) Functions String 用EditTextTools在對(duì)話框中輸入字符串 8 該VI在TRUE或者FALSE情況下都會(huì)執(zhí)行 如果輸入的數(shù)值大于等于0 VI會(huì)執(zhí)行TRUECase 返回該數(shù)的平方根 否則將會(huì)輸出 999 00 并顯示一個(gè)對(duì)話框 內(nèi)容為Error 4 返回前面板 運(yùn)行該VI 修改標(biāo)簽為Number的數(shù)字式控制對(duì)象的數(shù)值 分別嘗試一個(gè)正數(shù)和負(fù)數(shù) 注意 當(dāng)把數(shù)字式控制對(duì)象的值改為負(fù)數(shù)時(shí) LabVIEW會(huì)顯示Case結(jié)構(gòu)的FALSECase中設(shè)置的出錯(cuò)信息 5 保存該VI到LabVIEW Activity目錄中的SquareRoot vi 本練習(xí)中的流程圖功能相當(dāng)于代碼式編程語言中的下列偽代碼 if Number 0 thenSquareRootValue QRT Number elseSquareRootValue 999 00DisplayMessage Error endif 三 順序結(jié)構(gòu) 順序結(jié)構(gòu)類似C語言的goto語句 它是一種圖形化的數(shù)據(jù)流式編程語言 在下面的左圖中 假設(shè)有A B C D 個(gè)節(jié)點(diǎn) 其數(shù)據(jù)流向如下圖所示 按照數(shù)據(jù)流式語言的約定 任何一個(gè)節(jié)點(diǎn)只有在所有的輸入數(shù)據(jù)有效時(shí)才會(huì)執(zhí)行 所以圖中 當(dāng)且僅當(dāng)A B C 個(gè)節(jié)點(diǎn)執(zhí)行完 使得D節(jié)點(diǎn)的 個(gè)輸入數(shù)據(jù)都到達(dá)D節(jié)點(diǎn)后 D節(jié)點(diǎn)才執(zhí)行 順序結(jié)構(gòu) 但是你要注意 這里并沒有規(guī)定A B C 個(gè)節(jié)點(diǎn)的執(zhí)行順序 在LabVIEW中這種情況下 A B C的執(zhí)行順序是不確定的 如果你需要對(duì)它們規(guī)定一個(gè)確定的順序 那就需要使用本節(jié)介紹的 順序結(jié)構(gòu) 右圖是順序結(jié)構(gòu)的圖標(biāo) 它看上去像是電影膠片 它可以按一定順序執(zhí)行多個(gè)子程序 首先執(zhí)行0幀中的程序 然后執(zhí)行1幀中的程序 逐個(gè)執(zhí)行下去 與Case結(jié)構(gòu)類似 這多幀程序在流程圖中占有同一個(gè)位置 順序結(jié)構(gòu) 1 堆疊順序結(jié)構(gòu) 與case結(jié)構(gòu)相似 都是在框圖窗口的同一位置堆疊多個(gè)子框圖 每個(gè)子框圖都有自己的序號(hào) 執(zhí)行時(shí) 按照序號(hào)從小到大逐個(gè)執(zhí)行 最小序號(hào)是0 每個(gè)子框圖稱為一個(gè)幀 優(yōu)點(diǎn) 節(jié)省框圖窗口空間 2 平鋪順序結(jié)構(gòu) 可實(shí)現(xiàn)堆疊順序結(jié)構(gòu)同樣的功能 其區(qū)別在于表現(xiàn)形式不同 優(yōu)點(diǎn) 當(dāng)幀數(shù)不多時(shí) 把每個(gè)幀平鋪 比較直觀 方便代碼閱讀 3 添加局部變量 在堆疊順序結(jié)構(gòu)中 用添加局部變量的方法 使接入該變量的數(shù)據(jù)在當(dāng)前幀后面的各個(gè)幀中可以作為輸入數(shù)據(jù)使用 平鋪順序結(jié)構(gòu)可以不添加局部變量 因?yàn)槊總€(gè)幀都是可見的 不需要借局部變量機(jī)制在幀之間傳送數(shù)據(jù) 例題 創(chuàng)建一個(gè)VI 計(jì)算生成等于某個(gè)給定值的隨機(jī)數(shù)所需要的時(shí)間 1 打開一個(gè)新的前面板 并按照下圖所示創(chuàng)建對(duì)象 假設(shè)約定數(shù)據(jù)是 到100范圍的整數(shù) 當(dāng)前值用于顯示當(dāng)前產(chǎn)生的隨機(jī)數(shù) 執(zhí)行次數(shù) 用于顯示達(dá)到指定值循環(huán)執(zhí)行的次數(shù) 匹配時(shí)間用來顯示達(dá)到指定值所用的時(shí)間 流程圖 1 在流程圖中放置順序結(jié)構(gòu) Functions Structures 用鼠標(biāo)右鍵單擊幀的邊框 在快捷菜單中選擇AddFrameAfter 創(chuàng)建一個(gè)新幀 重復(fù)這個(gè)步驟 再創(chuàng)建一個(gè)幀 共 楨 2 選中第 楨 設(shè)置讀取初始時(shí)間 子 程序 第0幀的下邊框上含有一個(gè)小方框 其中有一個(gè)箭頭 這個(gè)方框叫做順序局部變量 可以在同一個(gè)順序結(jié)構(gòu)中的各個(gè)幀之間傳遞數(shù)據(jù) 用鼠標(biāo)右鍵單擊第0幀的底部邊框 選擇AddSequenceLocal 創(chuàng)建順序局部變量 順序局部變量顯示為一個(gè)空的方塊 當(dāng)您將某個(gè)功能函數(shù)與順序局部變量相連時(shí) 方塊中的箭頭就會(huì)自動(dòng)顯示 TickCount ms 函數(shù) Functions Time Dialog 返回啟動(dòng)到現(xiàn)在的時(shí)間 以毫秒為單位 在這里例子里需要使用兩個(gè)這個(gè)函數(shù) 另一個(gè)在第 幀中 3 按圖連好線 轉(zhuǎn)入第 幀 該幀是匹配計(jì)算 內(nèi)含一個(gè)循環(huán)結(jié)構(gòu) 該圖中使用的新函數(shù)有 RoundtoNearest函數(shù) Functions Numeric 在該例中 它用于取0到100之間的隨機(jī)數(shù)到距離最近的整數(shù) NotEqual 函數(shù) Functions Comparison 在該例中 它將隨機(jī)數(shù)和前面板中設(shè)置的數(shù)相比較 如果兩者不相等會(huì)返回TRUE值 否則返回FALSE Increment函數(shù) Functions Numeric 在該例中 它將While循環(huán)的計(jì)數(shù)器加1 4 按圖連好線 轉(zhuǎn)入第 幀在第0幀中 TickCount ms 功能函數(shù)將以毫秒為單位表示當(dāng)前時(shí)間 這個(gè)數(shù)值被連到順序局部變量 這樣它就可以被后續(xù)的幀使用 在第1幀中 只要函數(shù)返回的值與指定值不等 VI就會(huì)持續(xù)執(zhí)行While循環(huán) 在第2幀中 TickCount ms 功能函數(shù)以毫秒為單位返回新的時(shí)間 VI從中減去原來的時(shí)間 由第0幀通過順序局部變量提供 就可以計(jì)算出花費(fèi)的時(shí)間 5 返回前面板 在NumbertoMatch控制對(duì)象中輸入一個(gè)數(shù)值 執(zhí)行該VI 四 公式節(jié)點(diǎn) FormulaNode 公式節(jié)點(diǎn)是一個(gè)大小可變的方框 可以利用它直接在流程圖中輸入公式 從Functions Structures中選擇公式節(jié)點(diǎn)就可以把它放到流程圖中 當(dāng)某個(gè)等式有很多變量或者非常復(fù)雜時(shí) 這個(gè)功能就非常有用 例如等式 y x2 x 1使用公式節(jié)點(diǎn)可以表示為 利用公式節(jié)點(diǎn)可以直接輸入一個(gè)或者多個(gè)復(fù)雜的公式 而不用創(chuàng)建流程圖的很多子程序 使用文本編輯工具來輸入公式 創(chuàng)建公式節(jié)點(diǎn)的輸入和輸出端子的方法是 用鼠標(biāo)右鍵單擊第0幀的底部邊框 選擇AddInput AddOutput 再在節(jié)點(diǎn)框中輸入變量名稱 變量名對(duì)大小寫敏感 然后就可以在框中輸入公式 每個(gè)公式語句都必須以分號(hào) 結(jié)尾 下面這個(gè)例子顯示了如何在一個(gè)公式節(jié)點(diǎn)中執(zhí)行不同條件時(shí)的數(shù)據(jù)發(fā)送 請(qǐng)閱讀下面這段程序代碼 如果X為正數(shù) 它將算出X的平方根并把該值賦給Y 如果X為負(fù)數(shù) 程序就給Y賦值 99 if x 0 theny sqrt x elsey 99endif可以用公式節(jié)點(diǎn)取代上面這段代碼 如右圖所示 注意 公式節(jié)點(diǎn)中變量字母X Y大 小寫是有區(qū)別的 開方的函數(shù)sqrt X 中函數(shù)名稱是小寫 公式節(jié)點(diǎn)中的函數(shù)和操作符與C語言中的基本相符 遇到特殊函數(shù)時(shí)查表即可 例題 創(chuàng)建一個(gè)VI 它用公式節(jié)點(diǎn)計(jì)算下列等式 y1 x3 x2 5y2 m x bx的范圍是從0到10 可以對(duì)這兩個(gè)公式使用同一個(gè)公式節(jié)點(diǎn) 并在同一個(gè)圖表中顯示結(jié)果 前面板 打開一個(gè)新的前面板 按照上圖 該圖中包含運(yùn)行結(jié)果 創(chuàng)建前面板中的對(duì)象 波形圖顯示對(duì)象用于顯示等式的圖形 該VI使用兩個(gè)數(shù)字式控制對(duì)象來輸入m和b的值 按照下圖創(chuàng)建流程圖 在創(chuàng)建某個(gè)輸入或者輸出端子時(shí) 必須給它指定一個(gè)變量名 這個(gè)變量名必須與公式節(jié)點(diǎn)中使用的變量名完全相符 公式節(jié)點(diǎn)中 在邊框上單擊鼠標(biāo)右鍵 在快捷菜單中選擇AddInput 可以創(chuàng)建三個(gè)輸入端子 在快捷菜單中選擇AddOutput 創(chuàng)建輸出端子 x的范圍是從0到10 包括10 就必須連接11到計(jì)數(shù)端子 BuildArray Functions Array 在這個(gè)例子中 它用于將兩個(gè)數(shù)據(jù)構(gòu)成數(shù)組形式提供給一個(gè)多曲線的圖形中 通過用變形工具拖拉邊角就可以創(chuàng)建兩個(gè)輸入端子 返回前面板 嘗試給m和b賦以不同的值再執(zhí)行該VI 全局變量和局部變量 1 全局變量和局部變量是LabVIEW用來傳遞數(shù)據(jù)的工具 2 用戶也許會(huì)經(jīng)常碰到這樣一種情況 既能夠?qū)Τ绦蛑幸粋€(gè)控件對(duì)象寫入數(shù)據(jù) 又要能夠讀出它的數(shù)據(jù) 這在數(shù)據(jù)流編程中是無法實(shí)現(xiàn)的 這也需要用到局部變量或者全局變量3 局部變量 用于一個(gè)程序太復(fù)雜的話 有時(shí)連線會(huì)很困難甚至無法連接 一個(gè)VI的多個(gè)位置實(shí)現(xiàn)對(duì)前面板控件的訪問 4 全局變量 主要是針對(duì)不同VI程序之間的通信 局部變量 建立局部變量的方法有兩種 1 一種是在程序框圖中直接添加 如左圖 2 另一種方法是右擊控件對(duì)象 在彈出的快捷菜單中執(zhí)行 創(chuàng)建 局部變量 如右圖 全局變量 全局變量與局部變量不同 它是在不同的程序之間進(jìn)行通信 LabVIEW的全局變量是一個(gè)獨(dú)立的VI 它是一種特殊的程序 沒有程序框圖只有前面板 功能是保存一個(gè)或多個(gè)全局變量 所以也把全局變量程序稱為 容器 建立全局變量 它的建立和局部變量類似 將全局變量拖拽到程序框圖中 在它的快捷菜單中執(zhí)行 打開前面板 或雙擊全局