虛擬儀器軟件開發(fā)平臺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發(fā)平臺LabVIEW3.1LabVIEW是什么,?LabVIEW（LaboratoryVirtualinstrumentEngineeringworkbench）是一種圖形化的編程語言，它廣泛地被工業(yè)界、學(xué)術(shù)界和研究實驗室所接受，視為一個標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)采集和儀器控制軟件。?圖形化的程序語言，又稱為“Ｇ”語言。使用這種語言編程時，基本上不寫程序代碼，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，它是一個真正的３２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對象，具體表現(xiàn)有開關(guān)、旋鈕、圖形以及其他控制（control）和顯示對象（indicator）在前面板后還有一個與之配套的流程圖。,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VI可以作為子程序，這里稱為子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：只有打開前面板時才能調(diào)用該模板?該模板用來給前面板設(shè)置各種所需的輸出顯示對象和輸入控制對象。每個圖標(biāo)代表一類子模板。?命令窗口顯示：Windows菜單的ShowControlsPalette功能打開?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。該模板上的每一個頂層圖標(biāo)都表示一個子模板。共有23個模塊。?命令窗口顯示：Windows菜單下的ShowFunctionsPalette功能打開它?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VI（例子）書P18Average.viVI功能：求兩個雙精度浮點(diǎn)數(shù)的平均數(shù)。?查看某個功能函數(shù)或者VI的輸入輸出，需要從Help菜單中選擇ShowHelp，把光標(biāo)置于這個功能函數(shù)或者VI上。?顯示對象（Indicator）、控制對象（Control）和數(shù)值常數(shù)對象?顯示對象和控制對象都是前面板上的控件，前者有輸入端子而無輸出端子，后者正好相反，它們分別相當(dāng)于普通編程語言中的輸出參數(shù)和輸入?yún)?shù)。?數(shù)值常數(shù)對象可以看成是控制對象的一個特例。,3.4LabVIEW的初步操作,?端子的符號反映該對象的數(shù)據(jù)類型。例如，DBL符號表示對象數(shù)據(jù)類型是雙精度數(shù)；TF符號表示布爾數(shù)；I16符號表示16位整型數(shù)；ABC符號表示對象數(shù)據(jù)類型是字符串。?顯示對象與控制對象：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是ChangtoControl,說明這是一個顯示對象，反之是控制對象。?控制對象和顯示對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)計中較為復(fù)雜的問題。流程圖上的每一個對象都帶有自己的連線端子，連線將構(gòu)成對象之間的數(shù)據(jù)通道。數(shù)據(jù)單向流動，從源端口向一個或多個目的端口流動。不同的線型代表不同的數(shù)據(jù)類型。P33頁表1-7?當(dāng)把連線工具放在端點(diǎn)上時，該端點(diǎn)區(qū)域?qū)W爍，表示連線將會接通該端點(diǎn)。當(dāng)把連線工具從一個端口接到另一個端口時，不需要按住鼠標(biāo)鍵。當(dāng)需要連線轉(zhuǎn)彎時，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)流動的方向。,3.5圖表（chart）入門,?圖表（chart）是一種周期性更新數(shù)據(jù)的數(shù)字式圖形顯示對象。圖表具有的特性有：滾動條、圖例、模板、數(shù)值顯示、時間坐標(biāo)顯示。?三種圖表顯示類型——Stripchart（條狀圖），Scopechart（示波器圖）和Sweepchart（掃描圖）?？焖俨藛沃蠥dvancedUpdateMode?strip：坐標(biāo)式顯示器，與紙帶式圖表記錄器相似。每接受一個新數(shù)據(jù)，新數(shù)據(jù)就將顯示在右側(cè)，而原有數(shù)據(jù)移動到左側(cè)。,3.5圖表（chart）入門,?Scope每接受一個新數(shù)據(jù)時，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，VI會刪除全部圖形，從左邊緣重新開始繪制曲線。示波器模式顯然要快于條狀圖模式，因為它不會因為滾動產(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，不會變成空白，而是會出現(xiàn)一個移動的垂線，標(biāo)記新數(shù)據(jù)的開始，并當(dāng)VI添加新數(shù)據(jù)時穿過整個顯示區(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)某個邊界條件。While循環(huán)的框圖是一個大小可變的方框，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、計數(shù)從0開始（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)3－１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)從一個循環(huán)周期傳遞到另外一個周期。?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)的一對端子來表示。右邊的端子中存儲了一個周期完成后的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)在這個周期完成之后將被轉(zhuǎn)移到左邊的端子，賦給下一個周期。移位寄存器可以轉(zhuǎn)移各種類型的數(shù)據(jù)－數(shù)值、布爾數(shù)、數(shù)組、字符串等等。P4練習(xí)3－２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)具有下面這兩個端子：N:計數(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)：Case?Case結(jié)構(gòu)含有兩個或者更多的子程序（Case）,執(zhí)行那一個取決于與選擇端子或者選擇對象的外部接口相連接的某個整數(shù)、布爾數(shù)、字符串或者標(biāo)識的值。必須選擇一個默認(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)3-４創(chuàng)建一個VI以檢查一個數(shù)值是否為正數(shù)。如果它是正的，VI就計算它的平方根，反之則顯示出錯。Squareroot.vi,4.3順序結(jié)構(gòu),?順序結(jié)構(gòu)?代碼式的傳統(tǒng)編程語言中，默認(rèn)的情況是，程序語句按照排列順序執(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位置。?P8練習(xí)3-５創(chuàng)建一個VI，計算生成等于某個給定值的隨機(jī)數(shù)所需要的時間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。變量名對大小寫敏感。然后就可以在框中輸入公式。每個公式語句都必須以分號（;）結(jié)尾。?P11練習(xí)3-6：創(chuàng)建一個VI，用公式節(jié)點(diǎn)計算等式。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)程序控制流的語句,要求有嵌套。必須對公式節(jié)點(diǎn)進(jìn)行練習(xí)。每組編寫1—2個程序。,