LabVIEW編程及虛擬儀器設(shè)計(第二講)

1、LabVIEW編程及虛擬編程及虛擬儀器設(shè)計儀器設(shè)計 第二講第二講：程序結(jié)構(gòu)程序結(jié)構(gòu) 課程計劃課程計劃 教學方法教學方法 課程特點課程特點 何謂虛擬儀器？何謂虛擬儀器？ 何謂何謂LabVIEW?上節(jié)課內(nèi)容回顧（上節(jié)課內(nèi)容回顧（1）第第5周有綜合練習周有綜合練習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 課程計劃課程計劃 教學方法教學方法 課程特點課程特點 何謂虛擬儀器？何謂虛擬儀器？ 何謂何謂LabVIEW?上節(jié)課內(nèi)容回顧（上節(jié)課內(nèi)容回顧（2） 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，就在框框圖（圖形化的程序，就在框圖或稱框圖面板或稱后面板

2、上圖或稱框圖面板或稱后面板上加以構(gòu)建）加以構(gòu)建） 圖標圖標/連結(jié)器連結(jié)器 課程計劃課程計劃 教學方法教學方法 課程特點課程特點 何謂虛擬儀器？何謂虛擬儀器？ 何謂何謂LabVIEW?上節(jié)課內(nèi)容回顧（上節(jié)課內(nèi)容回顧（3）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，函工具選板，控件選板，函 數(shù)選板；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，單步連線，執(zhí)行加亮，單步 執(zhí)行，探針工具，斷執(zhí)行，探針工具，斷 點，著色，等等。點，著色，等等。 課程計劃課程計劃 教學方法教學方法 課程特點課程特點 何謂虛擬儀器？何謂虛擬

3、儀器？ 何謂何謂LabVIEW?上節(jié)課內(nèi)容回顧（上節(jié)課內(nèi)容回顧（4）第第5周有綜合練習周有綜合練習LabVIEW的編程環(huán)境的編程環(huán)境LabVIEW程序構(gòu)成程序構(gòu)成 舉例舉例：求兩個數(shù)的平均值。：求兩個數(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)點四、公式節(jié)點五、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) LabVIEW執(zhí)行的數(shù)據(jù)流機制，本質(zhì)上是順序執(zhí)執(zhí)行的數(shù)據(jù)流機制，本質(zhì)上是順序執(zhí)行的架構(gòu)，但僅有順序執(zhí)行的語法是不全面的，還行的架構(gòu)，但僅有順序執(zhí)行的語法是不全面的，還必須有循環(huán)、條件等特殊的控

4、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“程序結(jié)構(gòu)程序結(jié)構(gòu)”。如此，設(shè)計出的應(yīng)用程序的功能才。如此，設(shè)計出的應(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 自動索引自動索引 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)行過程控制執(zhí)行過程控制 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

5、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，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)計數(shù)端子加）循環(huán)計數(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)（

6、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)。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)建一個可顯示隨機信號波形的虛構(gòu)建一個可顯示隨機信號波形的虛 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)

7、構(gòu)結(jié)構(gòu) “循環(huán)總數(shù)”端子：循環(huán)執(zhí)行次數(shù) 重復端子：輸出已經(jīng)執(zhí)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)交換要點要點：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. 自動索引（自動索引（1） While循環(huán)和循環(huán)和ForFor循環(huán)具有一種所謂自動索引功能。循環(huán)具有一種所謂自動索引功能。當把一個數(shù)組（有關(guān)知識稍后介紹）連接到這兩種循環(huán)當把一個數(shù)組（有關(guān)知識稍后介紹）連接到這兩種循環(huán)結(jié)構(gòu)的邊框上時，會在邊框上生成所謂可流動數(shù)據(jù)的隧結(jié)構(gòu)的邊框上時，會在邊框上生成所謂可流動數(shù)據(jù)的隧道。生成隧道后，可選擇是否打開自動索引功

8、能。如果道。生成隧道后，可選擇是否打開自動索引功能。如果隧道的自動索引功能被打開，則數(shù)組將在每次循環(huán)中順隧道的自動索引功能被打開，則數(shù)組將在每次循環(huán)中順序經(jīng)隧道送過一個數(shù)；該數(shù)在原數(shù)組中的索引（地址信序經(jīng)隧道送過一個數(shù)；該數(shù)在原數(shù)組中的索引（地址信息），與當次循環(huán)計數(shù)端子的值相同。息），與當次循環(huán)計數(shù)端子的值相同。 對于對于While循環(huán)，自動索引被默認關(guān)閉；而對循環(huán)，自動索引被默認關(guān)閉；而對For循環(huán)，自動索引被默認打開。循環(huán)，自動索引被默認打開。 隧道小方格呈空即隧道小方格呈空即“ ”，自動索引功能被打開；，自動索引功能被打開；呈實心，則被關(guān)閉。呈實心，則被關(guān)閉。4. 自動索引（自動索引（

9、2） 若若ForFor循環(huán)接入多個數(shù)組且均自動索引，同時循環(huán)循環(huán)接入多個數(shù)組且均自動索引，同時循環(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)組元素個數(shù)確定。循環(huán)的循環(huán)次數(shù)由數(shù)組元素個數(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. 自動索引（自動索引（3） 在關(guān)閉了自動索引功能的隧道上彈出快捷菜單，選擇在關(guān)閉了自動索引功能的隧道上彈出快捷菜單，選擇啟動啟動索引索引，打開自動索引功能。反之，可以關(guān)閉其自動索引功能。，打開自動索引功能。反之，可

10、以關(guān)閉其自動索引功能。4. 自動索引（自動索引（4）舉例舉例（1）For循環(huán)輸入隧道打開自動索引，而輸出關(guān)閉自動索引循環(huán)輸入隧道打開自動索引，而輸出關(guān)閉自動索引（2）For循環(huán)輸入隧道關(guān)閉自動索引，而輸出打開自動索引循環(huán)輸入隧道關(guān)閉自動索引，而輸出打開自動索引5. 移位寄存器（移位寄存器（1） 功能功能: :把當前循環(huán)完成時子框圖程序代碼執(zhí)行結(jié)果把當前循環(huán)完成時子框圖程序代碼執(zhí)行結(jié)果的某個數(shù)據(jù)，傳遞給下一次循環(huán)的開始作輸入。的某個數(shù)據(jù)，傳遞給下一次循環(huán)的開始作輸入。 (以以FOR循環(huán)為例循環(huán)為例) 接入數(shù)據(jù)后，會按相應(yīng)類型改變顏色。接入數(shù)據(jù)后，會按相應(yīng)類型改變顏色。 左右邊框彈出快捷菜單可建立

11、一左右邊框彈出快捷菜單可建立一對；輸入可多個，但輸出只一個。對；輸入可多個，但輸出只一個。 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)開始之前循環(huán)開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

12、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- - 編程編程 - - 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)使用要點使用要點：要么在分支選擇器標簽中列出所有可能的情要么在分支選擇器標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( (默認默認) )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)建時有創(chuàng)建時有2 2個，可以有個，可以有多個子框圖多個子框圖或稱分支；或稱分支；默認是布爾默認是布爾型；堆疊放型；堆疊放置。置。二、條件結(jié)構(gòu)（二、條件結(jié)構(gòu)（2） 指定分支標簽時，可以按列表和范圍指定：指

13、定分支標簽時，可以按列表和范圍指定：列表的各子項之間以英文的逗號分開；范圍則列表的各子項之間以英文的逗號分開；范圍則用連續(xù)的兩個英文句點表示。用連續(xù)的兩個英文句點表示。此示例結(jié)構(gòu)有此示例結(jié)構(gòu)有4 4個個分支分支。 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即彈出；不同分支結(jié)構(gòu)的基本框上任意處右擊鼠標即彈出；不同分支結(jié)構(gòu)的基本操作相同）中的部分有關(guān)選項如下：操作相同）中的部分有關(guān)選項如下： 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)

14、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，會在其邊框上生成隧道；輸入隧道在每一個分線時，會在其邊框上生成隧道；輸入隧道在每一個分支中都可以使用；輸出隧道必須從每一個分支都得到支中都可以使用；輸出隧道必須從每一個分支都得到明確的輸入值，否則程序無法運行。明確的輸入值，否則程序無法運行。 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)流機制可以實現(xiàn)很多順序中，利用數(shù)據(jù)流機制可以實現(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，某些復雜情況，還需要更強的順序執(zhí)行的控制結(jié)夠，某些復雜情況，還需要

15、更強的順序執(zhí)行的控制結(jié)構(gòu)。構(gòu)?！绊樞蚪Y(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)時建立順序結(jié)構(gòu)時只有一幀只有一幀 （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

16、同幀之間實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳遞。送入（置入）局部變量以在不同幀之間實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳遞。送入（置入）局部變量的數(shù)據(jù)，在當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（展開示意）：點擊邊框快捷菜單，生成局部變量。（展開示意）：點擊邊框快捷菜單，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

17、、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：無局部變量?。o需）無局部變量?。o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，點平鋪式：在層疊式順序結(jié)構(gòu)邊框上彈出快捷菜單，點擊擊“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（四、公式節(jié)點（

18、1） 對擬采用的復雜算法，若完全依賴圖形代碼進行編程，會對擬采用的復雜算法，若完全依賴圖形代碼進行編程，會過于繁瑣。針對此，過于繁瑣。針對此，LabVIEWLabVIEW中專門設(shè)立有以文本編輯形式實中專門設(shè)立有以文本編輯形式實現(xiàn)程序邏輯的所謂現(xiàn)程序邏輯的所謂“公式節(jié)點公式節(jié)點”。 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：特點：公式節(jié)點代碼文本的語法與公式節(jié)點代碼文本的語法與C C語言十分相似。語言十分相似。 公式節(jié)點中，可以直接使用公式節(jié)點中，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

19、式節(jié)點互轉(zhuǎn)換的公式節(jié)點程序代碼程序代碼四、公式節(jié)點（四、公式節(jié)點（2）通過輸入、輸出端子與外部交換數(shù)據(jù)通過輸入、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)點中公式節(jié)點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（四、公式節(jié)點（3）注意：變量名對字母的大小寫敏感，故書寫要一致。注意：變量名對字母的大小寫敏感，故書寫要一致。輸入端子輸入端子輸出端子