第五章虛擬儀器導論-虛擬儀器設計基礎

第五章虛擬儀器設計基礎信息與控制學院自動化系薄迎春5.1虛擬儀器程序結構五局部變量與全局變量三字符串、數組和簇5.25.3五文件操作5.4五圖形顯示5.55.1虛擬儀器程序結構LABVIEW提供了大量的程序設計結構，這些程序設計結構以圖形化的形式體現(xiàn)。圖5-1LABVIEW的程序設計結構函數面板中選擇[結構]5.1虛擬儀器程序結構1、循環(huán)結構(1)for循環(huán)循環(huán)次數端口重復端口圖5-2for循環(huán)結構圖5-3添加了移位寄存器的for循環(huán)結構移位寄存器功能：將i循環(huán)過程中存儲于緩沖區(qū)。5.1虛擬儀器程序結構for循環(huán)設計實例求，N為輸入的正整數。圖5-4for循環(huán)結構舉例◆添加數值輸入框及數值輸出框；◆在程序框圖面板添加for循環(huán)模塊；◆在for循環(huán)模塊中添加移位寄存器；子程序框圖隧道隧道5.1虛擬儀器程序結構◆按照圖5-4添加其余函數模塊并連線。圖5-5程序運行結果5.1虛擬儀器程序結構(2)while循環(huán)圖5-6while循環(huán)結構重復端口條件端口StopiftrueContinueiftrue5.1虛擬儀器程序結構while循環(huán)設計實例求，n為輸入的正整數。圖5-5while循環(huán)結構舉例◆添加數值輸入框及數值輸出框；◆在程序框圖面板添加while循環(huán)模塊；◆在while循環(huán)模塊中添加移位寄存器；◆按照圖5-5添加其余函數模塊并連線。條件存儲乘積5.1虛擬儀器程序結構2、條件結構◆條件結構相當于c語言的switch，case語句；◆每個分支都必須有自己的輸出通道。(a)布爾分支圖5-6條件結構模塊(b)整型分支(c)字符型分支5.1虛擬儀器程序結構條件結構設計實例1：求一個數的平方根，當該數≥0時，輸出開方結果，當該數小于0時，輸出錯誤代碼-999。(a)條件為真時(b)條件為假時圖5-7條件結構設計實例1程序框圖面板數據類型必須一致5.1虛擬儀器程序結構條件結構設計實例2：當溫度高于上限時報警圖5-8條件結構設計實例2前面板圖5-9條件結構設計實例2程序框圖面板(a)條件為假時(b)條件為真時5.1虛擬儀器程序結構條件結構設計實例2運行結果圖5-10條件結構設計實例2運行結果5.1虛擬儀器程序結構3、順序結構(a)平鋪式圖5-11順序結構類型(b)層疊式強制程序按照一定的順序執(zhí)行。5.1虛擬儀器程序結構3、順序結構(a)平鋪式圖5-11順序結構類型(b)層疊式強制程序按照一定的順序執(zhí)行。5.1虛擬儀器程序結構順序結構設計實例：計算生成等于某個給定的隨機數所用的時間。圖5-12順序結構實例程序框圖面板設計(a)第0幀(b)第1幀(c)第2幀5.1虛擬儀器程序結構順序結構設計實例：計算生成等于某個給定的隨機數所用的時間。圖5-12順序結構實例程序執(zhí)行結果5.1虛擬儀器程序結構4、事件結構事件：也稱消息，是對某種行為發(fā)生的響應。事件來源圖5-13事件來源5.1虛擬儀器程序結構圖5-14事件結構事件數據節(jié)點事件超時事件選擇器5.1虛擬儀器程序結構圖5-17添加事件處理分支圖5-16可通過事件選擇器的下拉菜單選擇對那個事件進行編程5.1虛擬儀器程序結構事件結構設計實例：處理鼠標按下事件。圖5-18鼠標按下處理程序所用控件：◆對話框與用戶界面—雙按鈕對話框；◆字符串常量。5.1虛擬儀器程序結構圖5-19鼠標按下處理程序運行結果5.1虛擬儀器程序結構5、公式節(jié)點處理公式，尤其是含有復雜函數的方程。(1)在結構中選擇公式節(jié)點添加到程序框圖面板(2)為公式節(jié)點添加輸入和輸出端口(3)在公式節(jié)點中安c語言格式添加公式圖5-20公式節(jié)點創(chuàng)建步驟5.1虛擬儀器程序結構公式節(jié)點實例求y=sinx+cos5x的結果圖5-21在公式節(jié)點中安c語言格式添加公式圖5-22程序運行結果5.2字符串、數組和簇1、字符串字符串是ASCII字符序列，LABVIEW中字符串主要功能如下：◆創(chuàng)建簡單的文本信息；◆將數值數據以字符的形式傳送到儀器；◆將數值數據存儲到磁盤；◆用對話框指示或提示用戶。圖5-23字符串的4種顯示方式5.2字符串、數組和簇圖5-24字符串函數字符串函數功能：◆查找、提取、替換字符串中的字符或子字符串；◆轉換字符串文本大、小寫；◆在字符串中查找和提取匹配模式；◆從字符串中提取一行；◆將字符串中的文本移位或反序；◆連接兩個或多個字符串；◆在字符串中查找和提取匹配模式；◆刪除字符串中的字符；5.2字符串、數組和簇圖5-25運行結果字符串實例：在前面板中輸入如圖5-24所示字符串和數值，將字符串和數值組合為一個字符串。圖5-26程序框圖面板

5.2字符串、數組和簇2、數組：相同數據類型的集合。圖5-27添加數組

(1)創(chuàng)建數組：◆在前面板添加數組框架控件；◆將一個數據對象或元素拖拽到數組框架控件；◆單擊框架下拉箭頭添加更多元素；◆定義數組維度。5.2字符串、數組和簇圖5-28數組函數選板

(2)數組函數：◆從數組中提取單個元素；◆在數組中插入、刪除或替換數組元素；◆分解數組。5.2字符串、數組和簇圖5-29數組函數選板

(3)數組應用實例1：求一個一維數組和一個二維數組長度。圖5-30程序框圖面板

5.2字符串、數組和簇圖5-31數組函數選板

(3)數組應用實例2：從一個一個二維數組取出一部分元素。圖5-32程序框圖面板

5.2字符串、數組和簇(1)創(chuàng)建簇圖5-33創(chuàng)建簇

3、簇：類似于結構體◆在前面板添加簇框架控件；◆將數據對象或元素拖拽到簇框架控件。5.2字符串、數組和簇(2)簇函數圖5-34創(chuàng)建簇

◆從簇中提取單個數據元素；◆向簇中添加單個元素；◆將簇拆分成單個數據元素。5.3局部變量與全局變量變量：LABVIEW用來傳遞數據的工具，主要用來程序之間或復雜程序內部的數據傳遞?！糁荒茉谝粋€VI中使用；◆必須依附于一個前面板對象；局部變量：◆可在多個VI中傳遞信息；◆不必依附于特定的對象；全局變量：5.3局部變量與全局變量1、局部變量(1)創(chuàng)建局部變量方法1：在控件對象上點右鍵，在彈出菜單中選擇【創(chuàng)建】——【局部變量】，局部變量與控件直接關聯(lián)。方法2：在函數選板選擇【結構】——【局部變量】，這種方式需要為局部變量指定連接的前面板對象。圖5-35局部變量應用實例

5.3局部變量與全局變量2、全局變量(1)創(chuàng)建全局變量在程序框圖面板的函數選板中選擇【結構】—【全局變量】，程序框圖面板出現(xiàn)全局變量圖標。圖5-36全局變量創(chuàng)建全局變量圖標雙擊該圖標即可顯示全局變量面板全局變量面板5.3局部變量與全局變量(2)在全局變量中加入控件后，保存全局變量，并關閉全局變量前面板文件。(3)單擊全局變量圖標，在彈出快捷菜單中可選擇全局變量。圖5-35全局變量選擇全局變量應用舉例：創(chuàng)建兩個VI，一個產生溫度，另一個顯示溫度。圖5-37全局變量應用實例(a)VI2前面板(b)VI1程序面板(b)VI2程序面板全局變量5.3局部變量與全局變量全局變量連接在程序框圖面板選擇【選擇VI】，打開相應的全局變量VI，然后通過快捷菜單的選擇項選擇連接的全局變量。圖5-38全局變量連接5.4文件操作文件操作方式新建文件打開文件讀/寫文件關閉文件文件格式二進制文件：存取速度快，空間占用小文本文件：利于外部訪問數據記錄文件：利于存儲復雜數據5.4文件操作1、文件操作函數◆讀/寫電子表格；◆讀/寫文本文件；◆讀/寫二進制文件；◆創(chuàng)建文件目錄；◆列出目錄內容；◆移動文件；◆復制文件；◆刪除文件；◆修改文件特性；◆操作文件路徑；圖5-37文件操作函數面板5.4文件操作(1)電子表格輸入使用VI將用正弦函數產生的100個正弦數據和循環(huán)序號寫入excel表格。圖5-39寫入excel表格5.4文件操作(2)電子表格輸出圖5-40讀出excel表格數據5.4文件操作(3)文本文件輸入將字符串“writetexttofile”寫入“d:\text_file.txt”。圖5-41寫入文本文件5.4文件操作(4)文本文件讀出圖5-42讀出文本文件5.4文件操作(5)二進制文件寫入將正弦波信號寫入二進制文件“d:\binary_file.dat”。圖5-43寫入二進制文件5.4文件操作(6)二進制文件讀出圖5-44寫入二進制文件5.5圖形顯示圖5-45圖形顯示控件5.5圖形顯示圖5-46用波形圖顯示隨機產生的50個數1、波形圖顯示均勻采集的一條或多條曲線。(1)用波形圖顯示50個隨機產生的數據。5.5圖形顯示圖5-47波形圖顯示電壓(2)用波形圖顯示一個正弦波電壓測量結果，從0時刻開始，每隔2ms采樣一次，共采樣50個點。5.5圖形顯示圖5-48波形圖顯示兩組不同長度的數據(3)顯示兩組不同長度的數據。5.5圖形顯示圖5-46用波形圖表顯示實時溫度2、波形圖表顯示以恒定速率采集的一條或多條曲線，波形可連續(xù)移動。(1)用波形圖表顯示現(xiàn)場實時溫度。5.5圖形顯示圖5-49用波形圖表顯示實時溫度