虛擬儀器軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)LabVIEW第四章程序結(jié)構(gòu).ppt

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第三章虛擬儀器軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)LabVIEW3.1LabVIEW是什么,LabVIEW（LaboratoryVirtualinstrumentEngineeringworkbench）是一種圖形化的編程語(yǔ)言，它廣泛地被工業(yè)界、學(xué)術(shù)界和研究實(shí)驗(yàn)室所接受，視為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)采集和儀器控制軟件。圖形化的程序語(yǔ)言，又稱(chēng)為“”語(yǔ)言。使用這種語(yǔ)言編程時(shí)，基本上不寫(xiě)程序代碼，取而代之的是流程圖。利用LabVIEW，可產(chǎn)生獨(dú)立運(yùn)行的可執(zhí)行文件，它是一個(gè)真正的位編譯器。,3.2LabVIEW的運(yùn)行機(jī)制,LabVIEW應(yīng)用程序的構(gòu)成LabVIEW應(yīng)用程序，即虛擬儀器（VI），它包括前面板（frontpanel）、流程圖（blockdiagram）以及圖標(biāo)/連結(jié)器(icon/connector)三部分前面板前面板是圖形用戶界面，也就是VI的虛擬儀器面板，這一界面上有用戶輸入和顯示輸出兩類(lèi)對(duì)象，具體表現(xiàn)有開(kāi)關(guān)、旋鈕、圖形以及其他控制（control）和顯示對(duì)象（indicator）在前面板后還有一個(gè)與之配套的流程圖。,3.2LabVIEW的運(yùn)行機(jī)制,流程圖流程圖提供VI的圖形化源程序。在流程圖中對(duì)VI編程，以控制和操縱定義在前面板上的輸入和輸出功能。流程圖中包括前面板上的控件的連線端子，還有一些前面板上沒(méi)有，但編程必須有的東西，例如函數(shù)、結(jié)構(gòu)和連線等。圖標(biāo)/連接器VI具有層次化和結(jié)構(gòu)化的特征。一個(gè)VI可以作為子程序，這里稱(chēng)為子VI（subVI），被其他VI調(diào)用。圖標(biāo)與連接器在這里相當(dāng)于圖形化的參數(shù)，詳細(xì)情況稍后介紹。,3.3LabVIEW的操作環(huán)境操作模板,在LabVIEW的用戶界面介紹。三個(gè)操作模板：包括工具（Tools）模板、控制（Controls）模板和函數(shù)（Functions）模板。這些模板集中反映了該軟件的功能與特征。工具模板（ToolsPalette）該模板提供了各種用于創(chuàng)建、修改和調(diào)試VI程序的工具，10個(gè)工具。命令窗口顯示：在Windows菜單下選擇ShowToolsPalette命令以顯示該模板快捷鍵顯示：按shift鍵同時(shí)鼠標(biāo)放在面板點(diǎn)擊右鍵也可以。,3.3LabVIEW的操作環(huán)境操作模板,控制模板（ControlPalette）條件：只有打開(kāi)前面板時(shí)才能調(diào)用該模板該模板用來(lái)給前面板設(shè)置各種所需的輸出顯示對(duì)象和輸入控制對(duì)象。每個(gè)圖標(biāo)代表一類(lèi)子模板。命令窗口顯示：Windows菜單的ShowControlsPalette功能打開(kāi)快捷鍵顯示：在前面板的空白處，點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵，以彈出控制模板。15大模塊及其小模塊功能介紹。,3.3LabVIEW的操作環(huán)境操作模板,功能模板(FunctionsPalette)條件：只有打開(kāi)了流程圖程序窗口，才能出現(xiàn)功能模板。功能模板是創(chuàng)建流程圖程序的工具。該模板上的每一個(gè)頂層圖標(biāo)都表示一個(gè)子模板。共有23個(gè)模塊。命令窗口顯示：Windows菜單下的ShowFunctionsPalette功能打開(kāi)它快捷鍵顯示：在流程圖程序窗口的空白處點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵以彈出功能模板。,3.4LabVIEW的初步操作,創(chuàng)建一個(gè)VI（例子）書(shū)P18Average.viVI功能：求兩個(gè)雙精度浮點(diǎn)數(shù)的平均數(shù)。查看某個(gè)功能函數(shù)或者VI的輸入輸出，需要從Help菜單中選擇ShowHelp，把光標(biāo)置于這個(gè)功能函數(shù)或者VI上。顯示對(duì)象（Indicator）、控制對(duì)象（Control）和數(shù)值常數(shù)對(duì)象顯示對(duì)象和控制對(duì)象都是前面板上的控件，前者有輸入端子而無(wú)輸出端子，后者正好相反，它們分別相當(dāng)于普通編程語(yǔ)言中的輸出參數(shù)和輸入?yún)?shù)。數(shù)值常數(shù)對(duì)象可以看成是控制對(duì)象的一個(gè)特例。,3.4LabVIEW的初步操作,端子的符號(hào)反映該對(duì)象的數(shù)據(jù)類(lèi)型。例如，DBL符號(hào)表示對(duì)象數(shù)據(jù)類(lèi)型是雙精度數(shù)；TF符號(hào)表示布爾數(shù)；I16符號(hào)表示16位整型數(shù)；ABC符號(hào)表示對(duì)象數(shù)據(jù)類(lèi)型是字符串。顯示對(duì)象與控制對(duì)象：將鼠標(biāo)移到圖標(biāo)上，然后點(diǎn)右鍵，可出現(xiàn)快速菜單，如果菜單中的第一項(xiàng)是ChangtoControl,說(shuō)明這是一個(gè)顯示對(duì)象，反之是控制對(duì)象?？刂茖?duì)象和顯示對(duì)象都不能在流程圖中刪除，只能從前面板上刪除,3.4LabVIEW的初步操作,連線：連線是程序設(shè)計(jì)中較為復(fù)雜的問(wèn)題。流程圖上的每一個(gè)對(duì)象都帶有自己的連線端子，連線將構(gòu)成對(duì)象之間的數(shù)據(jù)通道。數(shù)據(jù)單向流動(dòng)，從源端口向一個(gè)或多個(gè)目的端口流動(dòng)。不同的線型代表不同的數(shù)據(jù)類(lèi)型。P33頁(yè)表1-7當(dāng)把連線工具放在端點(diǎn)上時(shí)，該端點(diǎn)區(qū)域?qū)?huì)閃爍，表示連線將會(huì)接通該端點(diǎn)。當(dāng)把連線工具從一個(gè)端口接到另一個(gè)端口時(shí)，不需要按住鼠標(biāo)鍵。當(dāng)需要連線轉(zhuǎn)彎時(shí)，點(diǎn)擊一次鼠標(biāo)鍵，即可以正交垂直方向地彎曲連線，按空格鍵可以改變轉(zhuǎn)角的方向。端點(diǎn)的先后次序不影響數(shù)據(jù)流動(dòng)的方向。,3.5圖表（chart）入門(mén),圖表（chart）是一種周期性更新數(shù)據(jù)的數(shù)字式圖形顯示對(duì)象。圖表具有的特性有：滾動(dòng)條、圖例、模板、數(shù)值顯示、時(shí)間坐標(biāo)顯示。三種圖表顯示類(lèi)型Stripchart（條狀圖），Scopechart（示波器圖）和Sweepchart（掃描圖）?？焖俨藛沃蠥dvancedUpdateModestrip：坐標(biāo)式顯示器，與紙帶式圖表記錄器相似。每接受一個(gè)新數(shù)據(jù)，新數(shù)據(jù)就將顯示在右側(cè)，而原有數(shù)據(jù)移動(dòng)到左側(cè)。,3.5圖表（chart）入門(mén),Scope每接受一個(gè)新數(shù)據(jù)時(shí)，它就把新數(shù)據(jù)繪制在原有數(shù)據(jù)的右側(cè)。當(dāng)數(shù)據(jù)曲線到達(dá)顯示區(qū)的右邊緣時(shí)，VI會(huì)刪除全部圖形，從左邊緣重新開(kāi)始繪制曲線。示波器模式顯然要快于條狀圖模式，因?yàn)樗粫?huì)因?yàn)闈L動(dòng)產(chǎn)生溢出Sweep掃描模式更接近于示波器模式，但是當(dāng)數(shù)據(jù)曲線到達(dá)顯示區(qū)的右邊時(shí)，不會(huì)變成空白，而是會(huì)出現(xiàn)一個(gè)移動(dòng)的垂線，標(biāo)記新數(shù)據(jù)的開(kāi)始，并當(dāng)VI添加新數(shù)據(jù)時(shí)穿過(guò)整個(gè)顯示區(qū)。練習(xí)：講義P13charts.vi,第四章程序結(jié)構(gòu)4.1循環(huán)結(jié)構(gòu),While循環(huán)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。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(kāi)始（i=0）2、先執(zhí)行循環(huán)體，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、循環(huán)至少要運(yùn)行一次。P1練習(xí)3使用While循環(huán)和圖表randomsignal.vi,4.1循環(huán)結(jié)構(gòu),移位寄存器（ShiftRegister）移位寄存器可以將數(shù)據(jù)從一個(gè)循環(huán)周期傳遞到另外一個(gè)周期。創(chuàng)建：用鼠標(biāo)右鍵單擊循環(huán)的左邊或者右邊，在快捷菜單中選擇AddShiftRegister。移位寄存器在流程圖上用在循環(huán)邊框上相應(yīng)的一對(duì)端子來(lái)表示。右邊的端子中存儲(chǔ)了一個(gè)周期完成后的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)在這個(gè)周期完成之后將被轉(zhuǎn)移到左邊的端子，賦給下一個(gè)周期。移位寄存器可以轉(zhuǎn)移各種類(lèi)型的數(shù)據(jù)數(shù)值、布爾數(shù)、數(shù)組、字符串等等。P4練習(xí)3使用移位寄存器randomaverage.vi,4.1循環(huán)結(jié)構(gòu),For循環(huán)For循環(huán)把它的框圖中的程序執(zhí)行指定次數(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:周期端子（輸出端子）含有循環(huán)已經(jīng)執(zhí)行的次數(shù)。P5練習(xí)3-3用For循環(huán)和移位寄存器計(jì)算一組隨機(jī)數(shù)的最大值。Max.vi,4.2分支結(jié)構(gòu)：Case,分支結(jié)構(gòu)：CaseCase結(jié)構(gòu)含有兩個(gè)或者更多的子程序（Case）,執(zhí)行那一個(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。P7練習(xí)3-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)。Squareroot.vi,4.3順序結(jié)構(gòu),順序結(jié)構(gòu)代碼式的傳統(tǒng)編程語(yǔ)言中，默認(rèn)的情況是，程序語(yǔ)句按照排列順序執(zhí)行，但LabVIEW中不同，它是一種圖形化的數(shù)據(jù)流式編程語(yǔ)言。順序結(jié)構(gòu)的圖標(biāo)像是電影膠片可以按一定順序執(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(lèi)似，這多幀程序在流程圖中占有同一個(gè)位置。P8練習(xí)3-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timetomatch.vi,4.4公式節(jié)點(diǎn)（FormulaNode）,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FunctionsStructures中選擇公式節(jié)點(diǎn)就可以把它放到流程圖中。創(chuàng)建公式節(jié)點(diǎn)的輸入和輸出端子：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(chēng)。變量名對(duì)大小寫(xiě)敏感。然后就可以在框中輸入公式。每個(gè)公式語(yǔ)句都必須以分號(hào)（;）結(jié)尾。P11練習(xí)3-6：創(chuàng)建一個(gè)VI，用公式節(jié)點(diǎn)計(jì)算等式。Equations.vi,小結(jié),3.1LabVIEW是什么3.2LabVIEW的運(yùn)行機(jī)制前面板、流程圖以及圖標(biāo)/連結(jié)器3.3LabVIEW的操作環(huán)境操作模板3.4LabVIEW的初步操作3.5圖表（chart）入門(mén)4.1循環(huán)結(jié)構(gòu)WhileFor循環(huán)4.2分支結(jié)構(gòu)：Case4.3順序結(jié)構(gòu)4.4公式節(jié)點(diǎn)（FormulaNode）,作業(yè),自編程序，練習(xí)程序控制流的語(yǔ)句,要求有嵌套。必須對(duì)公式節(jié)點(diǎn)進(jìn)行練習(xí)。每組編寫(xiě)12個(gè)程序。,