虛擬儀器及LabVIEW數(shù)據(jù)類型波形第3講

1、第3講復(fù)合數(shù)據(jù)類型：數(shù)組、簇和波形LabVIEW編程及虛擬儀器設(shè)計(jì)上一講內(nèi)容回顧 兩種循環(huán)結(jié)構(gòu)：While循環(huán)和For循環(huán)；循環(huán)結(jié)構(gòu)內(nèi)外的數(shù)據(jù)交換；自動索引；移位寄存器 條件結(jié)構(gòu)；順序結(jié)構(gòu)；公式節(jié)點(diǎn)；事件結(jié)構(gòu)打開了自動索引的輸入隧道具有3個左端元素的移位寄存器，保存之前3次循環(huán)的值本講內(nèi)容基本數(shù)據(jù)類型：數(shù)值（整型，浮點(diǎn)型）、布爾、字符串本講內(nèi)容，復(fù)合數(shù)據(jù)類型數(shù)組（Array）簇（Cluster）1. 波形（Waveform）本講內(nèi)容 數(shù)組 簇 波形本講內(nèi)容 數(shù)組 簇 波形1. 數(shù)組（Array）數(shù)組：相同數(shù)據(jù)類型的多個數(shù)據(jù)的有序組合。數(shù)組的建立步驟：1. 創(chuàng)建數(shù)組框架（前面板）控件選板，新式-

2、數(shù)組、矩陣與簇-數(shù)組（框圖）函數(shù)選板，編程-數(shù)組-數(shù)組常量數(shù)組輸入控件和輸出顯示控件框架數(shù)組常量框架1. 數(shù)組 （前面板）數(shù)組輸入控件和輸出顯示控件框架（框圖）數(shù)組常量框架數(shù)組元素索引元素區(qū)域2. 向數(shù)組框架中添加某種數(shù)據(jù)類型的“元素”，確定數(shù)組的數(shù)據(jù)類型（數(shù)組尚無任何元素）3. 拖曳改變數(shù)組的可視區(qū)域（可選）改變元素大小1. 數(shù)組同時顯示多個元素4. 為數(shù)組元素賦值（直接在對應(yīng)元素區(qū)域輸入）索引1. 數(shù)組數(shù)組的維數(shù)1. 1維數(shù)組，一行或一列，只有一個索引：2. 2維數(shù)組，m行n列，有兩個索引：3. 3維數(shù)組，p頁m行n列，有三個索引：頁索引行索引列索引行索引列索引索引區(qū)的值對應(yīng)數(shù)組左上角元素

3、如何從1維數(shù)組建立2維數(shù)組？在索引區(qū)彈出快捷菜單，添加維度1. 數(shù)組典型數(shù)組操作函數(shù)：函數(shù)選板，編程-數(shù)組子選板1. 數(shù)組大?。ˋrray Size）功能：返回?cái)?shù)組各維大小。輸入1維數(shù)組時，返回整型值；輸入多維數(shù)組時，返回1維整型數(shù)組1. 數(shù)組2. 索引數(shù)組（Index Array）功能：返回指定索引位置的元素或者子數(shù)組。n維數(shù)組接入n個索引時，返回一個元素；接入部分索引時，返回子數(shù)組1. 數(shù)組3. 替換數(shù)組子集（Replace Array Subset）功能：從索引位置開始，替換元素或者子數(shù)組1. 數(shù)組4. 初始化數(shù)組（Initialize Array）功能：以指定元素創(chuàng)建n維數(shù)組?？上蛳峦?/p>

4、曳函數(shù)邊框，增加更多維數(shù)1. 數(shù)組5. 創(chuàng)建數(shù)組（Build Array）功能：連接多個數(shù)組，或向數(shù)組添加元素可向下拖曳函數(shù)邊框，增加更多輸入接線端?？旖莶藛沃械摹斑B接輸入”選項(xiàng)：打開時，按順序連接輸入數(shù)組，輸出數(shù)組維數(shù)與輸入數(shù)組最高維數(shù)相同；關(guān)閉時，輸入數(shù)組維數(shù)必須相同，輸出數(shù)組維數(shù)比輸入高一維（可能補(bǔ)零）。6. 數(shù)組子集（Array Subset）功能：返回?cái)?shù)組的一部分，從“索引”位置開始，共“長度”個。“索引”和“長度”成對出現(xiàn)，對數(shù)與輸入?yún)?shù)“數(shù)組”的維數(shù)相同。輸出“子數(shù)組”與輸入“數(shù)組”維數(shù)相同維數(shù)相同。1. 數(shù)組從只有1頁的3維數(shù)組中提取2維數(shù)組數(shù)組參與計(jì)算，算數(shù)函數(shù)的多態(tài)性算數(shù)函

5、數(shù)的多態(tài)：函數(shù)的輸入可以是不同的數(shù)據(jù)類型（此處為標(biāo)量和數(shù)組）1. 數(shù)組本講內(nèi)容 數(shù)組 簇 波形2. 簇（Cluster）簇：不同（或相同）數(shù)據(jù)類型的多個數(shù)據(jù)的組合。類似C語言中的結(jié)構(gòu)（Struct）。簇的建立步驟：1. 創(chuàng)建簇框架（前面板）控件選板，新式-數(shù)組、矩陣與簇（框圖）函數(shù)選板，編程-簇、類與變體簇輸入控件和輸出顯示控件框架簇常量框架2. 簇 （前面板）簇輸入控件和輸出顯示控件框架（框圖）簇常量框架簇元素區(qū)域2. 向簇框架中添加某種數(shù)據(jù)類型的“元素”，不斷重復(fù)此過程 簇輸入控件簇常量示例：字符串雙精度浮點(diǎn)數(shù)布爾2. 簇簇的作用和價值將不同類型的數(shù)據(jù)組織在一起，方便數(shù)據(jù)傳遞（框圖上兩個不

6、同的程序代碼區(qū)域，子函數(shù)/VI和上層函數(shù)/VI之間的參數(shù)傳遞）簡化程序框圖，減少錯誤整型雙精度布爾字符串整型數(shù)組捆綁/打包解除捆綁/解包數(shù)據(jù)傳遞2. 簇簇中元素的順序創(chuàng)建簇時向其中添加元素的順序。改變已有簇中元素的順序：簇邊框上快捷菜單，“重新排序簇中控件”選項(xiàng)。為前面板簇輸入控件中的元素重新排序當(dāng)前順序新順序下一次鼠標(biāo)點(diǎn)擊指定的順序某些操作和函數(shù)對簇中的元素排序有要求；簇賦值需要元素類型和順序匹配2. 簇典型簇操作函數(shù)：函數(shù)選板，編程-簇、類與變體子選板1. 捆綁（Bundle）功能：將所有輸入元素打包為簇。輸入?yún)?shù)”簇“可選。輸入控件的框圖端子輸出簇控件的框圖端子輸入控件輸出簇控件2. 簇

7、可選輸入?yún)?shù)”簇“的作用替換已有簇的某個元素，生成新簇。簇元素新值已有簇常量新簇2. 簇2. 解除捆綁（Unbundle）功能：解除捆綁已有的簇，捆綁的逆操作。已有簇常量2. 簇3. 按名稱捆綁（Bundle By Name）功能：按元素名稱打包生成新簇?！陛斎氪亍皡?shù)必須接入。已有簇常量，建立新簇的模板元素名稱來自“輸入簇”參數(shù)2. 簇4. 按名稱解除捆綁（Unbundle By Name）功能：按元素名稱解包已有簇。要求元素有名稱（標(biāo)簽）。已有簇常量元素名稱來自“已命名簇”參數(shù)2. 簇簇與數(shù)組的轉(zhuǎn)化已有簇常量（三個整型元素）功能：將元素類型相同的簇轉(zhuǎn)化為1維數(shù)組。功能：將1維數(shù)組轉(zhuǎn)化為元素

8、類型相同的簇。（快捷菜單中“簇大小”選項(xiàng)指定簇元素?cái)?shù)目）5. 簇至數(shù)組轉(zhuǎn)換（Cluster To Array）6. 數(shù)組至簇轉(zhuǎn)換（ Array To Cluster ）自動生成的簇元素標(biāo)簽2. 簇錯誤簇什么是錯誤？程序執(zhí)行中的異常狀態(tài)控件選板，新式-數(shù)組、矩陣與簇簇中元素：狀態(tài)（status），布爾類型，T表示有錯誤，F(xiàn)表示無錯誤；代碼（code），I32類型，0表示無錯誤；源（source），字符串類型，描述錯誤信息。輸入控件輸出顯示控件程序中的錯誤簇很多函數(shù)都有“錯誤輸入” 和“錯誤輸出” 接線端：在編程時，經(jīng)常將這些函數(shù)的錯誤簇參數(shù)串接在一起。2. 簇錯誤輸入（error in）函數(shù)1函

9、數(shù)2函數(shù)3函數(shù)4錯誤輸出（error out）函數(shù)內(nèi)部如何使用錯誤簇？通常情況下：在函數(shù)中首先判斷“錯誤輸入”參數(shù)是否有錯誤（簇的“狀態(tài)”元素為T時有錯誤），如果有錯誤，則不執(zhí)行實(shí)際代碼（除非必要，例如釋放占用的資源），將輸入的錯誤簇直接輸出；如果無錯誤，則執(zhí)行實(shí)際代碼，根據(jù)代碼執(zhí)行情況設(shè)置錯誤輸出（有錯即輸出錯誤）。2. 簇錯誤輸入（error in）函數(shù)1函數(shù)2函數(shù)3函數(shù)4錯誤輸出（error out）自行構(gòu)建子VI/子函數(shù)時也應(yīng)遵循該原則！當(dāng)錯誤簇遇到Case結(jié)構(gòu)2. 簇子VI功能代碼“錯誤”分支“無錯誤”分支“錯誤輸入”直接傳遞到“錯誤輸出”根據(jù)代碼執(zhí)行情況設(shè)置“錯誤輸出”帶錯誤處理功

10、能的帶錯誤處理功能的子子VI的一般架構(gòu)的一般架構(gòu)本講內(nèi)容 數(shù)組 簇 波形3.波形（Waveform）用于存儲數(shù)字化信號、波形數(shù)據(jù)隨時間連續(xù)變化的信號（已經(jīng)轉(zhuǎn)為電信號，非周期信號）通過采樣得到的數(shù)字信號采樣點(diǎn)采樣間隔、采樣周期（倒數(shù)為采樣率Fs）3.波形時間標(biāo)識/時間戳（Timestamp）：表示精確時間的特殊數(shù)據(jù)類型（前面板）控件選板，新式-數(shù)值（框圖）函數(shù)選板，編程-定時時間標(biāo)識輸入控件時間標(biāo)識輸出顯示控件時間標(biāo)識常量時間/日期瀏覽按鈕3.波形時間標(biāo)識函數(shù)舉例獲取日期/時間（Get Date/Time In Seconds）功能：讀取當(dāng)前時間，返回對應(yīng)時間標(biāo)識。需統(tǒng)計(jì)執(zhí)行時間的代碼段（延時3

11、秒）第1次讀取當(dāng)前時間第2次讀取當(dāng)前時間對時間標(biāo)識做差第0幀第1幀第2幀3.波形波形數(shù)據(jù)類型一種特殊的簇，用于存儲隨時間變化的信號的數(shù)據(jù)類型（信號已經(jīng)被數(shù)字化）（前面板）控件選板：新式-I/O（框圖）波形常量快捷菜單，顯示項(xiàng)-屬性波形輸入控件t0 時間標(biāo)識類型，表示時間起點(diǎn)dt 雙精度浮點(diǎn)數(shù)，表示數(shù)字化波形相鄰兩點(diǎn)時間間隔Y 雙精度浮點(diǎn)數(shù)的一維數(shù)組，表示具體波形數(shù)據(jù)屬性屬性/attributes 變體類型，攜帶相關(guān)信息如設(shè)備號，數(shù)據(jù)采集通道號變體數(shù)據(jù)類型變體數(shù)據(jù)類型參見補(bǔ)充內(nèi)容！參見補(bǔ)充內(nèi)容！3.波形t0dtY3.波形波形相關(guān)典型函數(shù)，函數(shù)選板，編程-波形創(chuàng)建波形（Build Waveform

12、）功能：創(chuàng)建一個波形（未連入“波形”參數(shù)）或修改已有波形（連入“波形”參數(shù)）。默認(rèn)，只有Y輸入端上、下拖動邊框，出現(xiàn)t0，dt，attributes類似簇的“按名稱捆綁”3.波形2. 獲取波形成分（Get Waveform Components）功能：提取已有波形中的成分（t0，dt，Y，屬性）。類似簇的“按名稱解除捆綁”3.波形3. 設(shè)置波形屬性（Set Waveform Attribute）4. 獲取波形屬性（Get Waveform Attribute）功能：實(shí)際上是為波形中的變體類型的attributes分量設(shè)置和獲取屬性即（名，值）對。參見補(bǔ)充內(nèi)容中的以下函數(shù)設(shè)置變體屬性（Set V

13、ariant Attribute）獲取變體屬性（Get Variant Attribute）3.波形程序示例菜單，幫助-查找范例，瀏覽方式：任務(wù)-基礎(chǔ)-波形-Create Waveform example.vi 所生成波形中包含名為“attributes”的空變體，該變體含兩個屬性（值都為字符串類型）： NI_ChannelName CH:0 NI_UnitDescription - deg C 3.波形為數(shù)眾多的其他波形相關(guān)函數(shù)：波形操作和運(yùn)算波形發(fā)生波形測量請自行學(xué)習(xí)和使用練習(xí)習(xí)題1：生成含10個隨機(jī)數(shù)1維數(shù)組，將數(shù)組元素順序顛倒，再將數(shù)組最后5個元素移到數(shù)組前端，形成 一個新數(shù)組。習(xí)題2

14、：創(chuàng)建一個簇控件，其元素分別為字符型控件“姓名”，數(shù)值型控件“學(xué)號”，布爾型控件“注冊”；從該簇控件中提取出元素“注冊”并顯示在前面板上。練習(xí)習(xí)題3：學(xué)習(xí)波形發(fā)生函數(shù)的使用方法，注意“采樣信息”參數(shù)。正弦波形函數(shù)的位置：函數(shù)選板，編程-波形-模擬波形-波形生成（補(bǔ)充）變體數(shù)據(jù)類型變體數(shù)據(jù)類型（Variant）可以包含任意數(shù)據(jù)類型的特殊數(shù)據(jù)類型。（前面板）控件選板：新式-變體與類輸出顯示控件（默認(rèn)）北京北京上海上?？爝f員不關(guān)心包裹內(nèi)裝了什么表示其中所含數(shù)據(jù)的字符表示其中所含數(shù)據(jù)的字符串，串，非數(shù)據(jù)本身非數(shù)據(jù)本身?。ㄑa(bǔ)充）變體數(shù)據(jù)類型變體相當(dāng)于可以容納某個任何類型數(shù)據(jù)的容器。典型函數(shù)轉(zhuǎn)換為變體（To Variant）功能：將“任何數(shù)據(jù)”轉(zhuǎn)化為“變體”。描述其中所含數(shù)據(jù)的字符串，非數(shù)據(jù)本身?。ㄑa(bǔ)充）變體數(shù)據(jù)類型變體能夠嵌套么？可以，因?yàn)樽凅w也是一種LabVIEW數(shù)據(jù)類型（補(bǔ)充）變體數(shù)據(jù)類型2. 變體至數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換（Variant To Data）功能：將“變體”轉(zhuǎn)化為“數(shù)據(jù)”，轉(zhuǎn)化規(guī)則依據(jù)所接入的“類型”