LabVIEW編程及虛擬儀器設(shè)計(jì)(第二講)

1、LabVIEW編程及虛擬編程及虛擬儀器設(shè)計(jì)儀器設(shè)計(jì) 第二講第二講：程序結(jié)構(gòu)程序結(jié)構(gòu)上節(jié)課內(nèi)容回顧上節(jié)課內(nèi)容回顧LabVIEW程序的構(gòu)成程序的構(gòu)成LabVIEW的編程環(huán)境的編程環(huán)境 LabVIEW程序的構(gòu)成程序的構(gòu)成 前面板前面板 框圖（圖形化的程序，就在框圖或稱框圖面框圖（圖形化的程序，就在框圖或稱框圖面板或稱后面板上加以構(gòu)建）板或稱后面板上加以構(gòu)建） 圖標(biāo)圖標(biāo)/連結(jié)器連結(jié)器LabVIEW的編程環(huán)境的編程環(huán)境操作選板：操作選板：工具選板，控件選板，函數(shù)選板；工具選板，控件選板，函數(shù)選板；前面板和框圖面板工具條；前面板和框圖面板工具條；VIVI調(diào)試技術(shù)：調(diào)試技術(shù)：連線，執(zhí)行加亮，單步執(zhí)行，探針工

2、具，斷連線，執(zhí)行加亮，單步執(zhí)行，探針工具，斷 點(diǎn)，著色，等等。點(diǎn)，著色，等等。 舉例舉例：求兩個(gè)數(shù)的平均值。：求兩個(gè)數(shù)的平均值。本節(jié)課內(nèi)容本節(jié)課內(nèi)容一、循環(huán)結(jié)構(gòu)一、循環(huán)結(jié)構(gòu)二、條件結(jié)構(gòu)二、條件結(jié)構(gòu)三、順序結(jié)構(gòu)三、順序結(jié)構(gòu)四、公式節(jié)點(diǎn)四、公式節(jié)點(diǎn)五、事件結(jié)構(gòu)五、事件結(jié)構(gòu)六、定時(shí)結(jié)構(gòu)六、定時(shí)結(jié)構(gòu) 路徑路徑：函數(shù)選板函數(shù)選板- 編程編程 - 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) LabVIEW執(zhí)行的數(shù)據(jù)流機(jī)制，本質(zhì)上是順序執(zhí)執(zhí)行的數(shù)據(jù)流機(jī)制，本質(zhì)上是順序執(zhí)行的架構(gòu)，但僅有順序執(zhí)行的語(yǔ)法是不全面的，還行的架構(gòu)，但僅有順序執(zhí)行的語(yǔ)法是不全面的，還必須有循環(huán)、條件等特殊的控制程序流程的所謂必須有循環(huán)、條件等特殊的控制程序流程的所謂“

3、程序結(jié)構(gòu)程序結(jié)構(gòu)”。如此，設(shè)計(jì)出的應(yīng)用程序的功能才。如此，設(shè)計(jì)出的應(yīng)用程序的功能才更完整、更合理。更完整、更合理。 While循環(huán)循環(huán) For循環(huán)循環(huán) 循環(huán)結(jié)構(gòu)內(nèi)外數(shù)據(jù)的交換循環(huán)結(jié)構(gòu)內(nèi)外數(shù)據(jù)的交換 自動(dòng)索引自動(dòng)索引 移位寄存器移位寄存器一、循環(huán)結(jié)構(gòu)一、循環(huán)結(jié)構(gòu)1. While循環(huán)（循環(huán)（1）路徑路徑2：函數(shù)選板：函數(shù)選板- Express - - 執(zhí)行過(guò)程控制執(zhí)行過(guò)程控制 路徑路徑1：函數(shù)選板：函數(shù)選板- 編程編程 - - 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) 在框圖面板上執(zhí)行操作。在框圖面板上執(zhí)行操作。1. While循環(huán)（循環(huán)（2）1）Do，即執(zhí)行循環(huán)體內(nèi)的圖形化程序代碼，也稱執(zhí)行子框，即執(zhí)行循環(huán)體內(nèi)的圖形化程序代碼

4、，也稱執(zhí)行子框 圖（需在子框圖設(shè)置循環(huán)條件）；即至少執(zhí)行圖（需在子框圖設(shè)置循環(huán)條件）；即至少執(zhí)行1次；次；2）循環(huán)計(jì)數(shù)端子加）循環(huán)計(jì)數(shù)端子加1，循環(huán)條件判斷，決定是否繼續(xù)循環(huán)；，循環(huán)條件判斷，決定是否繼續(xù)循環(huán)； While循環(huán)是循環(huán)是先執(zhí)行、后判斷先執(zhí)行、后判斷，即其功能是：，即其功能是： 循環(huán)條件端子 循環(huán)計(jì)數(shù)端子：輸出已執(zhí)行循環(huán)次數(shù) 放置循環(huán)體代碼 可在建立可在建立While循環(huán)后，向其中添加圖形化程序代碼，也可循環(huán)后，向其中添加圖形化程序代碼，也可在已有程序外建立在已有程序外建立While循環(huán)（框住程序代碼）。這種結(jié)構(gòu)還可循環(huán)（框住程序代碼）。這種結(jié)構(gòu)還可以嵌套，即其中還可以有程序結(jié)構(gòu)。

5、以嵌套，即其中還可以有程序結(jié)構(gòu)。1. While循環(huán)（循環(huán)（3）舉例：舉例：構(gòu)建一個(gè)可顯示隨機(jī)信號(hào)波形的虛構(gòu)建一個(gè)可顯示隨機(jī)信號(hào)波形的虛 擬儀器程序即擬儀器程序即VI，其速度應(yīng)可調(diào)。，其速度應(yīng)可調(diào)。2. For循環(huán)循環(huán)for i=0 to N-1執(zhí)行循環(huán)體執(zhí)行循環(huán)體End 即：執(zhí)行循環(huán)的次數(shù)是確定的。即：執(zhí)行循環(huán)的次數(shù)是確定的。 注意：注意：有別于有別于While循環(huán)，在操作上，循環(huán)，在操作上，F(xiàn)or循環(huán)是先判循環(huán)是先判 斷、后執(zhí)行（子框圖程序代碼），即斷、后執(zhí)行（子框圖程序代碼），即 路徑路徑：函數(shù)選板：函數(shù)選板- 編程編程 - 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) “循環(huán)總數(shù)”端子：循環(huán)執(zhí)行次數(shù) 重復(fù)端子：輸出已經(jīng)執(zhí)

6、行循環(huán)的次數(shù) 放置循環(huán)體代碼 3. 循環(huán)結(jié)構(gòu)內(nèi)外之間的數(shù)據(jù)交換循環(huán)結(jié)構(gòu)內(nèi)外之間的數(shù)據(jù)交換要點(diǎn)要點(diǎn)：執(zhí)行循環(huán)前，讀數(shù)一次；循環(huán)結(jié)束，才輸出。：執(zhí)行循環(huán)前，讀數(shù)一次；循環(huán)結(jié)束，才輸出。 4. 自動(dòng)索引（自動(dòng)索引（1） While循環(huán)循環(huán)和和ForFor循環(huán)都具有循環(huán)都具有自動(dòng)索引功能自動(dòng)索引功能。當(dāng)把一。當(dāng)把一個(gè)數(shù)組（有關(guān)知識(shí)稍后介紹）連接到這兩種循環(huán)結(jié)構(gòu)的個(gè)數(shù)組（有關(guān)知識(shí)稍后介紹）連接到這兩種循環(huán)結(jié)構(gòu)的邊框上時(shí)，會(huì)在邊框上生成所謂可流動(dòng)數(shù)據(jù)的隧道。生邊框上時(shí)，會(huì)在邊框上生成所謂可流動(dòng)數(shù)據(jù)的隧道。生成隧道后，可選擇是否打開(kāi)自動(dòng)索引功能。如果隧道的成隧道后，可選擇是否打開(kāi)自動(dòng)索引功能。如果隧道的自動(dòng)

7、索引功能被打開(kāi)，則數(shù)組將在每次循環(huán)中順序經(jīng)隧自動(dòng)索引功能被打開(kāi)，則數(shù)組將在每次循環(huán)中順序經(jīng)隧道送過(guò)一個(gè)數(shù)；該數(shù)在原數(shù)組中的索引（地址信息），道送過(guò)一個(gè)數(shù)；該數(shù)在原數(shù)組中的索引（地址信息），與當(dāng)次循環(huán)計(jì)數(shù)端子的值相同。與當(dāng)次循環(huán)計(jì)數(shù)端子的值相同。 While循環(huán)的自動(dòng)索引被默認(rèn)關(guān)閉；循環(huán)的自動(dòng)索引被默認(rèn)關(guān)閉；For循環(huán)自動(dòng)循環(huán)自動(dòng)索引被默認(rèn)打開(kāi)。索引被默認(rèn)打開(kāi)。 隧道小方格呈空即隧道小方格呈空即“ ”，自動(dòng)索引功能被打開(kāi)；，自動(dòng)索引功能被打開(kāi)；呈實(shí)心，則被關(guān)閉。呈實(shí)心，則被關(guān)閉。4. 自動(dòng)索引（自動(dòng)索引（2） 若若ForFor循環(huán)接入多個(gè)數(shù)組且均自動(dòng)索引，同時(shí)循環(huán)循環(huán)接入多個(gè)數(shù)組且均自動(dòng)索引，同

8、時(shí)循環(huán)總數(shù)端子也接入一正整型常量，其循環(huán)次數(shù)取最小值?？倲?shù)端子也接入一正整型常量，其循環(huán)次數(shù)取最小值?，F(xiàn)況下，現(xiàn)況下，F(xiàn)or循環(huán)的循環(huán)次數(shù)由數(shù)組元素個(gè)數(shù)確定。循環(huán)的循環(huán)次數(shù)由數(shù)組元素個(gè)數(shù)確定。 而而WhileWhile循環(huán)的執(zhí)行次數(shù)，仍然由條件端子決定。循環(huán)的執(zhí)行次數(shù)，仍然由條件端子決定。4. 自動(dòng)索引（自動(dòng)索引（3） 在關(guān)閉了自動(dòng)索引功能的隧道上彈出快捷菜單，選擇在關(guān)閉了自動(dòng)索引功能的隧道上彈出快捷菜單，選擇啟動(dòng)啟動(dòng)索引索引，打開(kāi)自動(dòng)索引功能。反之，可以關(guān)閉其自動(dòng)索引功能。，打開(kāi)自動(dòng)索引功能。反之，可以關(guān)閉其自動(dòng)索引功能。4. 自動(dòng)索引（自動(dòng)索引（4）舉例舉例（1）For循環(huán)輸入隧道打開(kāi)自動(dòng)

9、索引，而輸出關(guān)閉自動(dòng)索引循環(huán)輸入隧道打開(kāi)自動(dòng)索引，而輸出關(guān)閉自動(dòng)索引（2）For循環(huán)輸入隧道關(guān)閉自動(dòng)索引，而輸出打開(kāi)自動(dòng)索引循環(huán)輸入隧道關(guān)閉自動(dòng)索引，而輸出打開(kāi)自動(dòng)索引5. 移位寄存器（移位寄存器（1） 功能功能: :把當(dāng)前循環(huán)完成時(shí)子框圖程序代碼執(zhí)行結(jié)果把當(dāng)前循環(huán)完成時(shí)子框圖程序代碼執(zhí)行結(jié)果的某個(gè)數(shù)據(jù)，傳遞給下一次循環(huán)的開(kāi)始作輸入。的某個(gè)數(shù)據(jù)，傳遞給下一次循環(huán)的開(kāi)始作輸入。 (以以FOR循環(huán)為例循環(huán)為例) 接入數(shù)據(jù)后，會(huì)按相應(yīng)類型改變顏色。接入數(shù)據(jù)后，會(huì)按相應(yīng)類型改變顏色。 左右邊框彈出快捷菜單可建立一左右邊框彈出快捷菜單可建立一對(duì)；輸入可多個(gè)，但輸出只一個(gè)。對(duì)；輸入可多個(gè)，但輸出只一個(gè)。

10、5. 移位寄存器（移位寄存器（2）移位寄存器的移位寄存器的工作流程工作流程（以（以WhileWhile循環(huán)為例）循環(huán)為例）： 1. 循環(huán)開(kāi)始之前循環(huán)開(kāi)始之前初始化值初始化值2. 第一次循環(huán)第一次循環(huán)初始化值初始化值第一次循環(huán)第一次循環(huán)新值新值3. 后面的某次循環(huán)后面的某次循環(huán)前一次循環(huán)前一次循環(huán)保留值保留值本次循環(huán)本次循環(huán)新值新值4. 最后一次循環(huán)最后一次循環(huán)前一次循環(huán)前一次循環(huán)保留值保留值本次循環(huán)本次循環(huán)新值新值本次循環(huán)本次循環(huán)新值新值5. 移位寄存器（移位寄存器（3）為移位寄存器添加更多的左端子：為移位寄存器添加更多的左端子： 二、條件結(jié)構(gòu)（二、條件結(jié)構(gòu)（1）路徑：路徑：函數(shù)選板函數(shù)選板-

11、 - 編程編程 - - 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)使用要點(diǎn)使用要點(diǎn)：要么在分支選擇器標(biāo)簽中列出所有可能的情要么在分支選擇器標(biāo)簽中列出所有可能的情 況；要么必須給出一種缺省況；要么必須給出一種缺省( (默認(rèn)默認(rèn)) )情況。情況。 端子的值可端子的值可以是布爾型、以是布爾型、字符串型、字符串型、整型或枚舉整型或枚舉類型類型 創(chuàng)建時(shí)有創(chuàng)建時(shí)有2 2個(gè)，可以有個(gè)，可以有多個(gè)子框圖多個(gè)子框圖或稱分支；或稱分支；默認(rèn)是布爾默認(rèn)是布爾型；堆疊放型；堆疊放置。置。二、條件結(jié)構(gòu)（二、條件結(jié)構(gòu)（2） 指定分支標(biāo)簽時(shí)，可以按列表和范圍指定：指定分支標(biāo)簽時(shí)，可以按列表和范圍指定：列表的各子項(xiàng)之間以英文的逗號(hào)分開(kāi)；范圍則列表的各子項(xiàng)之間

12、以英文的逗號(hào)分開(kāi)；范圍則用連續(xù)的兩個(gè)英文句點(diǎn)表示。用連續(xù)的兩個(gè)英文句點(diǎn)表示。此示例結(jié)構(gòu)有此示例結(jié)構(gòu)有4 4個(gè)個(gè)分支分支。 二、條件結(jié)構(gòu)（二、條件結(jié)構(gòu)（3） 條件結(jié)構(gòu)也稱分支結(jié)構(gòu)，其快捷菜單（在其邊條件結(jié)構(gòu)也稱分支結(jié)構(gòu)，其快捷菜單（在其邊框上任意處右擊鼠標(biāo)即彈出；不同分支結(jié)構(gòu)的基本框上任意處右擊鼠標(biāo)即彈出；不同分支結(jié)構(gòu)的基本操作相同）中的部分有關(guān)選項(xiàng)如下：操作相同）中的部分有關(guān)選項(xiàng)如下： 二、條件結(jié)構(gòu)（二、條件結(jié)構(gòu)（4） 條件結(jié)構(gòu)的輸入條件結(jié)構(gòu)的輸入/ /輸出隧道輸出隧道： 向條件結(jié)構(gòu)內(nèi)引入連線，或從其內(nèi)部向外引出連向條件結(jié)構(gòu)內(nèi)引入連線，或從其內(nèi)部向外引出連線時(shí)，會(huì)在其邊框上生成隧道；輸入隧道在

13、每一個(gè)分線時(shí)，會(huì)在其邊框上生成隧道；輸入隧道在每一個(gè)分支中都可以使用；輸出隧道必須從每一個(gè)分支都得到支中都可以使用；輸出隧道必須從每一個(gè)分支都得到明確的輸入值，否則程序無(wú)法運(yùn)行。明確的輸入值，否則程序無(wú)法運(yùn)行。 三、順序結(jié)構(gòu)（三、順序結(jié)構(gòu)（1） 在在LabVIEWLabVIEW中，利用數(shù)據(jù)流機(jī)制可以實(shí)現(xiàn)很多順序中，利用數(shù)據(jù)流機(jī)制可以實(shí)現(xiàn)很多順序執(zhí)行的功能。但僅有數(shù)據(jù)流控制程序的順序執(zhí)行還不執(zhí)行的功能。但僅有數(shù)據(jù)流控制程序的順序執(zhí)行還不夠，某些復(fù)雜情況，還需要更強(qiáng)的順序執(zhí)行的控制結(jié)夠，某些復(fù)雜情況，還需要更強(qiáng)的順序執(zhí)行的控制結(jié)構(gòu)。構(gòu)。“順序結(jié)構(gòu)順序結(jié)構(gòu)”就是為滿足這類需求而構(gòu)建的。就是為滿足這類

14、需求而構(gòu)建的。順序結(jié)構(gòu)的兩種類型順序結(jié)構(gòu)的兩種類型：層疊式層疊式順序結(jié)構(gòu)；順序結(jié)構(gòu)；平鋪式平鋪式順序結(jié)構(gòu)順序結(jié)構(gòu) 放置幀代碼放置幀代碼建立順序結(jié)構(gòu)時(shí)建立順序結(jié)構(gòu)時(shí)只有一幀只有一幀 （第（第 0 幀）幀）路徑：函數(shù)選板路徑：函數(shù)選板- 編程編程 - 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)三、順序結(jié)構(gòu)（三、順序結(jié)構(gòu)（2）1.1.層疊式層疊式順序結(jié)構(gòu)及操作：順序結(jié)構(gòu)及操作：從其邊框彈出快捷菜單從其邊框彈出快捷菜單三、順序結(jié)構(gòu)（三、順序結(jié)構(gòu)（3） 層疊式層疊式順序結(jié)構(gòu)伴有一種稱為局部變量的功能，用順序結(jié)構(gòu)伴有一種稱為局部變量的功能，用以在不同幀之間實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳遞。送入（置入）局部變量以在不同幀之間實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳遞。送入（置入）局部變量的

15、數(shù)據(jù)，在當(dāng)前幀之后的各幀中均可作輸入數(shù)據(jù)使用。的數(shù)據(jù)，在當(dāng)前幀之后的各幀中均可作輸入數(shù)據(jù)使用。 舉例舉例（展開(kāi)示意）：點(diǎn)擊邊框快捷菜單，生成局部變量。（展開(kāi)示意）：點(diǎn)擊邊框快捷菜單，生成局部變量。 為與外部交換數(shù)據(jù)，順序結(jié)構(gòu)的邊框也會(huì)產(chǎn)生隧道。為與外部交換數(shù)據(jù)，順序結(jié)構(gòu)的邊框也會(huì)產(chǎn)生隧道。輸入數(shù)輸入數(shù)據(jù)據(jù)在順序結(jié)構(gòu)運(yùn)行前讀入，其各幀均可利用；在本順序結(jié)構(gòu)執(zhí)行在順序結(jié)構(gòu)運(yùn)行前讀入，其各幀均可利用；在本順序結(jié)構(gòu)執(zhí)行完后，才能且只能從其最后一幀輸出數(shù)據(jù)。完后，才能且只能從其最后一幀輸出數(shù)據(jù)。 三、順序結(jié)構(gòu)（三、順序結(jié)構(gòu)（4） 2. 2.平鋪式平鋪式順序結(jié)構(gòu)及操作：順序結(jié)構(gòu)及操作：無(wú)局部變量！（無(wú)需）

16、無(wú)局部變量?。o(wú)需）三、順序結(jié)構(gòu)（三、順序結(jié)構(gòu)（5） 3.3.層疊式層疊式順序結(jié)構(gòu)順序結(jié)構(gòu)與平鋪式順序結(jié)構(gòu)的相互轉(zhuǎn)換與平鋪式順序結(jié)構(gòu)的相互轉(zhuǎn)換 平鋪式平鋪式 - - 層疊式：在平鋪式順序結(jié)構(gòu)邊框上彈出快捷菜單，選層疊式：在平鋪式順序結(jié)構(gòu)邊框上彈出快捷菜單，選擇擇“替換為層疊式順序替換為層疊式順序”。 層疊式層疊式 - - 平鋪式：在層疊式順序結(jié)構(gòu)邊框上彈出快捷菜單，點(diǎn)平鋪式：在層疊式順序結(jié)構(gòu)邊框上彈出快捷菜單，點(diǎn)擊擊“替換替換”，選擇，選擇“替換為平鋪式順序替換為平鋪式順序”。四、公式節(jié)點(diǎn)（四、公式節(jié)點(diǎn)（1） 對(duì)擬采用的復(fù)雜算法，若完全依賴圖形代碼進(jìn)行編程，會(huì)對(duì)擬采用的復(fù)雜算法，若完全依賴圖形

17、代碼進(jìn)行編程，會(huì)過(guò)于繁瑣。針對(duì)此，過(guò)于繁瑣。針對(duì)此，LabVIEWLabVIEW中專門設(shè)立有以文本編輯形式實(shí)中專門設(shè)立有以文本編輯形式實(shí)現(xiàn)程序邏輯的所謂現(xiàn)程序邏輯的所謂“公式節(jié)點(diǎn)公式節(jié)點(diǎn)”。 路徑路徑：函數(shù)選板函數(shù)選板- - 編程編程 - - 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) 特點(diǎn)：特點(diǎn)：公式節(jié)點(diǎn)代碼文本的語(yǔ)法與公式節(jié)點(diǎn)代碼文本的語(yǔ)法與C C語(yǔ)言十分相似。語(yǔ)言十分相似。 公式節(jié)點(diǎn)中，可以直接使用公式節(jié)點(diǎn)中，可以直接使用LabVIEWLabVIEW預(yù)定義預(yù)定義函數(shù)和操作符。函數(shù)和操作符。 華氏、攝氏溫度相華氏、攝氏溫度相互轉(zhuǎn)換的公式節(jié)點(diǎn)互轉(zhuǎn)換的公式節(jié)點(diǎn)程序代碼程序代碼四、公式節(jié)點(diǎn)（四、公式節(jié)點(diǎn)（2）通過(guò)輸入、輸出端子與

18、外部交換數(shù)據(jù)通過(guò)輸入、輸出端子與外部交換數(shù)據(jù)注意注意：端子：端子名稱必須與名稱必須與公式節(jié)點(diǎn)中公式節(jié)點(diǎn)中的變量名稱的變量名稱相同。相同。各輸各輸入端子不能入端子不能重名；各輸重名；各輸出端子也不出端子也不能重名；但能重名；但輸入端子與輸入端子與輸出端子可輸出端子可重名。重名。 在左邊框上彈出快捷菜單，選擇在左邊框上彈出快捷菜單，選擇“添加輸入添加輸入”，添加輸入端子；，添加輸入端子； 在右邊框上彈出快捷菜單，選擇在右邊框上彈出快捷菜單，選擇“添加輸出添加輸出”，添加輸出端子。，添加輸出端子。四、公式節(jié)點(diǎn)（四、公式節(jié)點(diǎn)（3）注意：變量名對(duì)字母的大小寫(xiě)敏感，故書(shū)寫(xiě)要一致。注意：變量名對(duì)字母的大小寫(xiě)敏感，故書(shū)寫(xiě)要一致。輸入端子輸入端子輸出端子輸出端子滾動(dòng)條滾動(dòng)條注意注意：中間：中間變量也必須變量也必須在邊框上定在邊框上定義，但可以義，但可以不與外部代不與外部代碼 聯(lián) 接碼 聯(lián) 接 。 五、事件結(jié)構(gòu)五、事件結(jié)構(gòu)路徑：路徑：函數(shù)選板函數(shù)選板 - - 編程編程 - - 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) 事件結(jié)構(gòu)的組成事件結(jié)構(gòu)的組成：1 1）上邊框中間上邊框中間是事件選擇標(biāo)簽，用于是事件選擇標(biāo)簽，用于標(biāo)識(shí)當(dāng)前顯示的子框圖（第標(biāo)識(shí)當(dāng)前顯示的子框圖（第0 0個(gè)）所處理的事件源；個(gè)）所處理的事件源；2 2）事件數(shù)事件