虛擬儀器技術(shù)與應(yīng)用-項(xiàng)目2認(rèn)識(shí)LabVIEW中的數(shù)據(jù)類型

2024/1/3121:20制作人：劉科張微宋佳陳光紅宋秦中項(xiàng)目2

認(rèn)識(shí)LabVIEW中的數(shù)據(jù)類型項(xiàng)目2目錄2.1任務(wù)1字符串?dāng)?shù)據(jù)操作 2.2任務(wù)2數(shù)值型數(shù)據(jù)操作 2.3任務(wù)3布爾數(shù)據(jù)操作 2.4任務(wù)4數(shù)組和簇操作2.5任務(wù)5波形數(shù)據(jù)操作思考題22024/1/3121:20項(xiàng)目目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)能力目標(biāo)素養(yǎng)目標(biāo)1.熟悉LabVIEW中的數(shù)據(jù)類型。2.熟悉并掌握字符串、數(shù)值型、布爾型數(shù)據(jù)的特點(diǎn)與使用。3.掌握并掌握數(shù)組和簇?cái)?shù)據(jù)的特點(diǎn)與使用。4.了解并知道幾種常見的圖形數(shù)據(jù)函數(shù)的特點(diǎn)及使用。1.能夠運(yùn)用字符串、數(shù)字型和布爾型數(shù)據(jù)進(jìn)行簡(jiǎn)單的編程。2.能夠運(yùn)用數(shù)組和簇函數(shù)進(jìn)行簡(jiǎn)單編程，并能夠?qū)@兩種數(shù)據(jù)類型進(jìn)行比較和分析。3.能夠運(yùn)用常見的圖像數(shù)據(jù)函數(shù)對(duì)圖形數(shù)據(jù)進(jìn)行分析與顯示。4.能夠綜合運(yùn)用多種類型的數(shù)據(jù)函數(shù)和控件，進(jìn)行數(shù)據(jù)的分析與顯示。5.會(huì)進(jìn)行VI調(diào)試運(yùn)行，以及錯(cuò)誤處理等。1.具有良好的編程習(xí)慣，程序框圖設(shè)計(jì)整齊美觀，前面板設(shè)計(jì)美觀、操作方便。2.具有良好的工程意識(shí)，程序命名規(guī)范。 3.具有良好自我學(xué)習(xí)能力，結(jié)合具體案例對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行操作，進(jìn)行探究式學(xué)習(xí)。4.具有勇于創(chuàng)新、敬業(yè)樂業(yè)的工作作風(fēng)，能用多種方法解決簡(jiǎn)單的工程問題。2024/1/3121:20LabVIEW用顏色和線型來(lái)表示各類數(shù)據(jù)概述2.1任務(wù)1字符串?dāng)?shù)據(jù)操作

字符串型數(shù)據(jù)控件位置如下圖。字符串（String）是LabVIEW中一種基本的數(shù)據(jù)類型，路徑也是一種特殊的字符串，專門用于對(duì)文件路徑的處理。字符串型與路徑子選板中共有三種對(duì)象供用戶選擇：字符串輸入/顯示、組合框和文件路徑輸入/顯示。2.1任務(wù)1字符串?dāng)?shù)據(jù)操作一個(gè)輸入一個(gè)顯示的字符串函數(shù)應(yīng)用2.1任務(wù)1字符串?dāng)?shù)據(jù)操作字符串的顯示方式有四種:2.1任務(wù)1字符串?dāng)?shù)據(jù)操作字符串控件在默認(rèn)情況下為正常顯示狀態(tài)顯示字符的一般形式，在字符串中可以直接輸入回車或空格鍵，系統(tǒng)自動(dòng)根據(jù)鍵盤動(dòng)作為字符串創(chuàng)建隱藏的‘\’形式的轉(zhuǎn)義控制字符。2.1任務(wù)1字符串?dāng)?shù)據(jù)操作字符ASCII碼值控制字符功能含義\n10LF換行\(zhòng)b8BS退格\f12FF換頁(yè)\s20

DC4空格\r13CR回車\t9HT制表位\\39反斜線\‘\’代碼轉(zhuǎn)義字符列表2.1任務(wù)1字符串?dāng)?shù)據(jù)操作路徑控件用于輸入或返回文件或目錄的地址。路徑控件與字符串控件的工作原理類似，但LabVIEW會(huì)根據(jù)用戶使用操作平臺(tái)的標(biāo)準(zhǔn)句法將路徑按一定格式處理。路徑通常分為以下幾種類型。（1）非法路徑。（2）空路徑。（3）絕對(duì)路徑和相對(duì)路徑。2.1任務(wù)1字符串?dāng)?shù)據(jù)操作組合框控件可用來(lái)創(chuàng)建一個(gè)字符串列表，在前面板上可按次序循環(huán)瀏覽該列表。在字符串控件中最常用的是字符串輸入和字符串顯示兩個(gè)控件。默認(rèn)情況下創(chuàng)建的字符串輸入與顯示控件是單行的，長(zhǎng)度固定。2.1任務(wù)1字符串?dāng)?shù)據(jù)操作

字符串型數(shù)據(jù)函數(shù)位置如下圖。2.1任務(wù)1字符串?dāng)?shù)據(jù)操作連接字符串函數(shù)連接字符串函數(shù)2.1任務(wù)1字符串?dāng)?shù)據(jù)操作截取字符串函數(shù)替換子字符串函數(shù)2.1任務(wù)1字符串?dāng)?shù)據(jù)操作搜索替換字符串函數(shù)兩種替換子字符串方法的實(shí)現(xiàn)

2.1任務(wù)1字符串?dāng)?shù)據(jù)操作格式化日期/時(shí)間字符串函數(shù)接線端子2.1任務(wù)1字符串?dāng)?shù)據(jù)操作格式化日期/時(shí)間字符串函數(shù)2.1任務(wù)1字符串?dāng)?shù)據(jù)操作輸入字符顯示格式輸入字符顯示格式％a星期名縮寫%b月份名縮寫％c地區(qū)日期/時(shí)間%d日期％H時(shí)，24小時(shí)制%I時(shí)，12小時(shí)制％m月份%M分鐘％pam/pm標(biāo)識(shí)%S秒％X地區(qū)日期%y兩位數(shù)年份％Y四位數(shù)年份%<digit>u小數(shù)秒，<digit>位精度時(shí)間格式代碼列表2.1任務(wù)1字符串?dāng)?shù)據(jù)操作掃描字符串函數(shù)2.1任務(wù)1字符串?dāng)?shù)據(jù)操作數(shù)值至小數(shù)字符串轉(zhuǎn)換函數(shù)2.2任務(wù)2數(shù)值型數(shù)據(jù)操作數(shù)值型（Numeric）是LabVIEW的一種基本的數(shù)據(jù)類型，可以是浮點(diǎn)數(shù)、整數(shù)、無(wú)符號(hào)整數(shù)、復(fù)數(shù)。

數(shù)值控件數(shù)值輸入控件快捷菜單2.2任務(wù)2數(shù)值型數(shù)據(jù)操作舉例：通過滑動(dòng)桿得到輸入數(shù)值，并通過量表、溫度計(jì)、液罐等形式輸出顯示。2.2任務(wù)2數(shù)值型數(shù)據(jù)操作如果考慮實(shí)際問題，數(shù)值會(huì)涉及到單位。接上面的例題，將量表、液罐和溫度計(jì)都給予了單位，方法是選擇控件，鼠標(biāo)右擊在顯示項(xiàng)里面選擇單位標(biāo)簽就可以定義數(shù)據(jù)的單位了。值得注意的是一旦選擇了單位標(biāo)簽，它們就不能共用一個(gè)數(shù)據(jù)輸入了，因?yàn)閷?duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)盡管數(shù)值相同，但是含義已經(jīng)不一樣了，否則就會(huì)報(bào)數(shù)據(jù)類型中存在不兼容單位的錯(cuò)誤。2.2任務(wù)2數(shù)值型數(shù)據(jù)操作數(shù)值子選板中包含了加減乘除等基本運(yùn)算函數(shù)還包含了一些常量。圖中的“數(shù)學(xué)與科學(xué)常量”中有Π、自然對(duì)數(shù)、摩爾其體常量等。數(shù)值運(yùn)算函數(shù)支持標(biāo)量和數(shù)組的運(yùn)算。數(shù)值函數(shù)2.2任務(wù)2數(shù)值型數(shù)據(jù)操作例題：給定半徑（輸入控件）和高（輸入控件），求圓形面積、周長(zhǎng)和圓柱體體積的運(yùn)算。2.2任務(wù)2數(shù)值型數(shù)據(jù)操作例題再討論：用公示節(jié)點(diǎn)來(lái)完成。公式節(jié)點(diǎn)來(lái)自函數(shù)-數(shù)學(xué)-腳本與公式。鼠標(biāo)右擊公式節(jié)點(diǎn)邊線可以按要求選擇“添加輸入”和“添加輸出”，定義好輸入和輸出后，就可以在節(jié)點(diǎn)內(nèi)編輯運(yùn)算公式了。值得注意的是每一行公式結(jié)束以英文模式下的分號(hào)結(jié)束，否則會(huì)報(bào)錯(cuò)。兩個(gè)例題進(jìn)行對(duì)比，說(shuō)一說(shuō)有哪些不同？2.2任務(wù)2數(shù)值型數(shù)據(jù)操作數(shù)值控件中的“數(shù)值輸入控件”比較常用，鼠標(biāo)右擊選擇“屬性”，可以打開屬性窗口，通過該窗口可以對(duì)數(shù)值外觀、數(shù)據(jù)類型、數(shù)據(jù)輸入、顯示格式等屬性進(jìn)行設(shè)置還可添加說(shuō)明信息、進(jìn)行數(shù)據(jù)綁定、設(shè)置快捷鍵等。2.2任務(wù)2數(shù)值型數(shù)據(jù)操作舉例：“使用默認(rèn)界限”前面的“√”，可以設(shè)置：轉(zhuǎn)速范圍為0-6500r/min、每次增加200r/min?？紤]到實(shí)際問題中數(shù)值不能超過范圍，在“對(duì)超出界限的響應(yīng)”中選擇強(qiáng)制，這樣在運(yùn)行過程中只能按照200增加，并且不會(huì)超出設(shè)定的0-6500r/min的范圍。為了保持一致，對(duì)于滑動(dòng)桿一類的控件，還必須在屬性標(biāo)尺中同樣的設(shè)定范圍。2.2任務(wù)2數(shù)值型數(shù)據(jù)操作在LabVIEW中的數(shù)值型的表示方法有多種，默認(rèn)的數(shù)值類型是雙精度浮點(diǎn)數(shù)（DBL），顏色為橙色。強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換點(diǎn)2.2任務(wù)2數(shù)值型數(shù)據(jù)操作例題：用數(shù)值函數(shù)產(chǎn)生1個(gè)20±5的隨機(jī)整數(shù)，用該隨機(jī)數(shù)可以模擬某時(shí)刻室內(nèi)溫度變化情況。2.2任務(wù)2數(shù)值型數(shù)據(jù)操作例題：用數(shù)值函數(shù)產(chǎn)生1個(gè)20±5的隨機(jī)整數(shù)，用該隨機(jī)數(shù)可以模擬某時(shí)刻室內(nèi)溫度變化情況。2.2任務(wù)2數(shù)值型數(shù)據(jù)操作比較函數(shù)選板可以進(jìn)行數(shù)值比較、布爾值比較、字符串比較、數(shù)組比較和簇比較。不同數(shù)據(jù)類型的數(shù)據(jù)在進(jìn)行比較時(shí)適用的規(guī)則不同。2.2任務(wù)2數(shù)值型數(shù)據(jù)操作例題：綜合應(yīng)用數(shù)值型數(shù)據(jù)、字符串和比較函數(shù)，接上面的任務(wù)，產(chǎn)生的溫度隨機(jī)數(shù)和21度比較，如果高于21度，文本顯示：溫度偏高，否則文本顯示：溫度正常。2.2任務(wù)2數(shù)值型數(shù)據(jù)操作例題：可以進(jìn)一步深入上述任務(wù)，考慮兩個(gè)閥值的比較情況：溫度低于18度記為低溫警報(bào)，高于21度設(shè)置為高溫警報(bào)。2.3任務(wù)3布爾數(shù)據(jù)操作布爾（Boolean）控件代表一個(gè)布爾值，也可認(rèn)為是邏輯變量，取值只能是真（True）或假（False）。這兩個(gè)值分別用一個(gè)字節(jié)來(lái)表示，當(dāng)該字節(jié)所有的數(shù)值為0的時(shí)候值為假，否則，值為真。2.3任務(wù)3布爾數(shù)據(jù)操作在布爾型輸入控件中，一共有六種機(jī)械動(dòng)作。不同的機(jī)械動(dòng)作模擬了不同種類的開關(guān)。第一行是轉(zhuǎn)換型的，如電燈的開關(guān)；第二行是觸發(fā)型的，松手后開關(guān)恢復(fù)原位。按列來(lái)看，第一列是按下后立刻執(zhí)行動(dòng)作，第二列按下松手后才執(zhí)行動(dòng)作，第三列按下執(zhí)行動(dòng)作，松手后又恢復(fù)原位。2.3任務(wù)3布爾數(shù)據(jù)操作例題：簡(jiǎn)單布爾輸入和顯示，如圖所示，比較布爾開關(guān)和布爾常量控制布爾燈的異同。2.3任務(wù)3布爾數(shù)據(jù)操作例題：對(duì)應(yīng)上述問題，如果溫度出現(xiàn)報(bào)警情況亮紅色警示燈，否則亮綠燈。2.3任務(wù)3布爾數(shù)據(jù)操作例題進(jìn)一步討論：在數(shù)據(jù)輸入里可以設(shè)置數(shù)值范圍，以圖2-14的滑動(dòng)桿的屬性為例，去掉數(shù)據(jù)輸入假設(shè)設(shè)定的閾值范圍為18.05-21.05的字符串輸入，采集值為一個(gè)輸入的浮點(diǎn)數(shù)，如果采集值在閾值范圍外，以紅色報(bào)警燈（布爾圓形指示燈）顯示報(bào)警。2.4任務(wù)4數(shù)組和簇操作數(shù)組控件在數(shù)組、矩陣與簇選板。數(shù)組中存放的是相同的數(shù)據(jù)類型，可以是數(shù)值型、布爾型、字符型、簇等。是同類型元素的集合數(shù)組由元素和維度組成數(shù)組中的每一個(gè)元素都有其唯一的索引數(shù)值，對(duì)每個(gè)數(shù)組成員的訪問都是通過索引數(shù)值來(lái)進(jìn)行的。索引值從0開始，一直到n?1。n是數(shù)組成員的個(gè)數(shù)。2.4任務(wù)4數(shù)組和簇操作若需要?jiǎng)?chuàng)建的是二維數(shù)組，如下圖所示，只需要通過上下拖拉的方式左側(cè)索引部分即可得到所需維數(shù)的數(shù)組。得到的是一個(gè)二維數(shù)組，最右側(cè)是程序框圖中接線板的狀況。2.4任務(wù)4數(shù)組和簇操作2.4任務(wù)4數(shù)組和簇操作創(chuàng)建的數(shù)值型一維數(shù)組2.4任務(wù)4數(shù)組和簇操作（a）拖曳邊角添加數(shù)組元素（b）拖動(dòng)外邊框添加數(shù)組元素

數(shù)組元素的添加方式2.4任務(wù)4數(shù)組和簇操作（a）二維數(shù)組（b）顯示更多的數(shù)組成員

增加數(shù)組維數(shù)及成員2.4任務(wù)4數(shù)組和簇操作對(duì)數(shù)組可以進(jìn)行加減乘除的運(yùn)算，此外，還可以索引某個(gè)元素，索引某行/某列，測(cè)量數(shù)組維度，重新組成新數(shù)組等。數(shù)組的函數(shù)選板見下圖。2.4任務(wù)4數(shù)組和簇操作數(shù)組大小2.4任務(wù)4數(shù)組和簇操作索引數(shù)組2.4任務(wù)4數(shù)組和簇操作替換數(shù)組子集2.4任務(wù)4數(shù)組和簇操作數(shù)值插入函數(shù)2.4任務(wù)4數(shù)組和簇操作刪除數(shù)組元素函數(shù)2.4任務(wù)4數(shù)組和簇操作初始化數(shù)組函數(shù)創(chuàng)建數(shù)組函數(shù)2.4任務(wù)4數(shù)組和簇操作數(shù)組子集函數(shù)數(shù)組的最大值和最小值函數(shù)二維數(shù)組轉(zhuǎn)置2.4任務(wù)4數(shù)組和簇操作一維數(shù)組函數(shù)的綜合運(yùn)用：創(chuàng)建數(shù)組使用數(shù)組函數(shù)，并在創(chuàng)建的數(shù)組中進(jìn)行數(shù)組大小運(yùn)算和索引運(yùn)算。2.4任務(wù)4數(shù)組和簇操作二維數(shù)組的索引比較2.4任務(wù)4數(shù)組和簇操作實(shí)際工程項(xiàng)目中經(jīng)常遇到字節(jié)數(shù)組和浮點(diǎn)數(shù)之間的相互轉(zhuǎn)換問題。例如LabVIEW讀寫PLC寄存器的時(shí)候，讀取的時(shí)候就需要將字節(jié)數(shù)組至浮點(diǎn)數(shù)轉(zhuǎn)換，寫入的時(shí)候就需要將浮點(diǎn)數(shù)至字節(jié)數(shù)組轉(zhuǎn)換。舉例：使用“字節(jié)數(shù)組轉(zhuǎn)換為字符串”函數(shù)，實(shí)現(xiàn)了十六進(jìn)制數(shù)據(jù)類型字節(jié)數(shù)組轉(zhuǎn)換成目標(biāo)字符串2.4任務(wù)4數(shù)組和簇操作將字符串轉(zhuǎn)換為字節(jié)數(shù)組輸出。前一個(gè)例題的逆過程，使用了“字符串轉(zhuǎn)換為字節(jié)數(shù)組”函數(shù)，使用十六進(jìn)制的數(shù)據(jù)，所以在輸入字符串選擇十六進(jìn)制顯示，輸出數(shù)組中設(shè)置為整型、十六進(jìn)制顯示。2.4任務(wù)4數(shù)組和簇操作字節(jié)數(shù)組至浮點(diǎn)數(shù)轉(zhuǎn)換舉例：以從高位到低位的4個(gè)字節(jié)16進(jìn)制數(shù)為例，編寫程序?qū)崿F(xiàn)寄存器數(shù)據(jù)讀取和寫入操作。2.4任務(wù)4數(shù)組和簇操作舉例：浮點(diǎn)數(shù)至字節(jié)數(shù)組轉(zhuǎn)換與上述的讀寄存器數(shù)據(jù)操作相反，在程序中用到拆分?jǐn)?shù)字函數(shù)，可以實(shí)現(xiàn)基于字節(jié)或字長(zhǎng)拆分?jǐn)?shù)字，從而實(shí)現(xiàn)寫寄存器數(shù)據(jù)的目的。2.4任務(wù)4數(shù)組和簇操作將布爾數(shù)組轉(zhuǎn)換為數(shù)值顯示舉例：使用“布爾數(shù)組轉(zhuǎn)換為數(shù)值”函數(shù)。使用了兩個(gè)布爾燈組合，選擇連續(xù)運(yùn)行，有四種情況，顯示出了四個(gè)數(shù)值。2.4任務(wù)4數(shù)組和簇操作將數(shù)值轉(zhuǎn)換為布爾數(shù)組顯示舉例：使用“數(shù)值轉(zhuǎn)換為布爾數(shù)組”函數(shù)。選擇連續(xù)運(yùn)行，可以看到隨著數(shù)值的增大，布爾數(shù)組是跟著變化的。布爾燈亮為“1”、滅為“0”，二進(jìn)制數(shù)表示。2.4任務(wù)4數(shù)組和簇操作簇（cluster）與數(shù)組類似，也是LabVIEW中一種集合型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

不同于數(shù)組（同一類型數(shù)據(jù)的集合），簇可以是多種數(shù)據(jù)類型的集合注意：

雖然簇可以包含多種數(shù)據(jù)類型，比如，在簇中可以包含另一個(gè)簇，但是同一個(gè)簇中只能包含輸入控件或者顯示控件，不可能同時(shí)包含輸入/顯示控件。2.4任務(wù)4數(shù)組和簇操作簇的創(chuàng)建方式2.4任務(wù)4數(shù)組和簇操作簇的使用：1、大小調(diào)整；2、簇排編號(hào)與排序；2.4任務(wù)4數(shù)組和簇操作簇控件與數(shù)組在同一個(gè)控件子選板內(nèi)；函數(shù)位置如下：2.4任務(wù)4數(shù)組和簇操作按名稱解除捆綁函數(shù)2.4任務(wù)4數(shù)組和簇操作按名稱捆綁函數(shù)接2.4任務(wù)4數(shù)組和簇操作按名稱捆綁函數(shù)的使用

2.4任務(wù)4數(shù)組和簇操作解除捆綁函數(shù)2.4任務(wù)4數(shù)組和簇操作捆綁函數(shù)2.4任務(wù)4數(shù)組和簇操作創(chuàng)建簇?cái)?shù)組函數(shù)簇與數(shù)組轉(zhuǎn)換函數(shù)2.4任務(wù)4數(shù)組和簇操作數(shù)組至簇轉(zhuǎn)換簇至數(shù)組2.4任務(wù)4數(shù)組和簇操作舉例：將一個(gè)數(shù)組數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為簇?cái)?shù)據(jù)

2.4任務(wù)4數(shù)組和簇操作將一個(gè)簇?cái)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為數(shù)組數(shù)據(jù)舉例：一個(gè)簇?cái)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為數(shù)組數(shù)據(jù)的示例，使用了“簇?cái)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為數(shù)組數(shù)據(jù)”函數(shù)，是數(shù)組轉(zhuǎn)換為簇的逆過程。2.4任務(wù)4數(shù)組和簇操作錯(cuò)誤簇：包含有布爾量、數(shù)值、字符串。在編程時(shí)使用錯(cuò)誤簇，可以將所有子VI以及函數(shù)的錯(cuò)誤簇按照數(shù)據(jù)流向的先后連接起來(lái)，這樣不僅可以將錯(cuò)誤傳遞下去，方便找到對(duì)應(yīng)的錯(cuò)誤源，也可以控制程序的執(zhí)行順序。2.4任務(wù)4數(shù)組和簇操作例:不同類型函數(shù)綜合應(yīng)用示例一2.4任務(wù)4數(shù)組和簇操作例:不同類型函數(shù)綜合應(yīng)用（2）2.5任務(wù)5波形數(shù)據(jù)操作生成波形數(shù)據(jù)波形是一種特殊類型的簇，元素的數(shù)量和類型固定，包括數(shù)據(jù)采集的起始時(shí)間t0、時(shí)間間隔dt、波形數(shù)據(jù)y和屬性。波形數(shù)據(jù)在“函數(shù)→信號(hào)處理→波形生成”選板，如圖所示。該選板上的函數(shù)較多，使用基本相似。主要介紹正弦波形、基本函數(shù)發(fā)生器和仿真信號(hào)。波形生成選板2.5任務(wù)5波形數(shù)據(jù)操作1

正弦波形

正弦波形生成VI用來(lái)生成正弦波信號(hào)，有多個(gè)輸入端，可以進(jìn)行正弦波的幅值、頻率、相位等進(jìn)行設(shè)置，如圖，其中的輸入端子依次是：正弦波形生成VI偏移量：波形信號(hào)的直流偏移量，默認(rèn)值為0.0。重置信號(hào)：值為TRUE時(shí)，相位可重置為相位控件的值，時(shí)間標(biāo)識(shí)可重置為0，默認(rèn)值為FALSE。頻率：波形的頻率，單位為赫茲，默認(rèn)值為10。幅值：波形的幅值，默認(rèn)值為1.0。相位：波形的初始相位，以度為單位，默認(rèn)值為0。如重置信號(hào)為FALSE，則VI忽略相位。錯(cuò)誤輸入：表明節(jié)點(diǎn)運(yùn)行前發(fā)生的錯(cuò)誤。該輸入將提供標(biāo)準(zhǔn)錯(cuò)誤輸入功能。采樣信息：包括Fs(每秒采樣率，默認(rèn)值為1000)，#s(波形的采樣數(shù)，默認(rèn)值為1000)。信號(hào)輸出：生成的正弦波信號(hào)。錯(cuò)誤輸出：包含錯(cuò)誤信息，該輸出將提供標(biāo)準(zhǔn)錯(cuò)誤輸出功能。2.5任務(wù)5波形數(shù)據(jù)操作2基本函數(shù)發(fā)生器

基本函數(shù)發(fā)生器如圖2-31所示，該函數(shù)能夠根據(jù)信號(hào)類型創(chuàng)建輸出波形。信號(hào)類型選項(xiàng)有：SineWave（正弦波）、TriangleWave（三角波）、SquareWave（方波）和SawtoothWave（鋸齒波）。該函數(shù)還可以進(jìn)行幅值、頻率、相位、偏移量以及采樣信息等的設(shè)置?；竞瘮?shù)發(fā)生器2.5任務(wù)5波形數(shù)據(jù)操作3仿真信號(hào)仿真信號(hào)是一個(gè)ExpressVI，該VI能仿真正弦波、方波、三角波、鋸齒波和噪聲等信號(hào)。圖標(biāo)如圖2-32所示。信號(hào)類型的選擇及一些信息的配置，在交互式對(duì)話框中進(jìn)行。放置該VI或者在放置好的節(jié)點(diǎn)上雙擊鼠標(biāo)左鍵，彈出對(duì)話框如圖2-33所示。仿真信號(hào)在該對(duì)話框中，最上面是信號(hào)類型復(fù)選框，可以在此選擇信號(hào)類型類（比如選擇正選信號(hào)），下面就要對(duì)這個(gè)信號(hào)進(jìn)行頻率、幅值、相位、偏移量等的設(shè)置，如果是方波信號(hào)還可以設(shè)置占空比。對(duì)該信號(hào)還可以加入噪聲，噪聲類型也有多個(gè)選項(xiàng)，詳細(xì)描述參見幫助文件。2.5任務(wù)5波形數(shù)據(jù)操作配置仿真信號(hào)對(duì)話框2.5任務(wù)5波形數(shù)據(jù)操作分析處理波形數(shù)據(jù)波形分析處理相關(guān)函數(shù)位于“函數(shù)→編程→波形”選板，如圖所示。其中，包含了分解波形數(shù)據(jù)、組成波形數(shù)據(jù)的函數(shù)，以及波形分析和波形文件保存等。波形選板2.5任務(wù)5波形數(shù)據(jù)操作在“信號(hào)處理”選板中，除了波形生成外，還有一些與波形分析處理有關(guān)的函數(shù)。圖中的每個(gè)選項(xiàng)展開后都包含了多個(gè)函數(shù)，這些函數(shù)以后用到再詳細(xì)介紹，這里簡(jiǎn)單介紹一下“信號(hào)生成”選板。在“信號(hào)生成”選板中，各個(gè)函數(shù)的功能與“波形生成”的功能相似，生成的信號(hào)類型也類似。他們的主要區(qū)別是“波形生成”模板包含了信號(hào)的時(shí)間信息，波形是時(shí)間的函數(shù)；而“信號(hào)生成”模板則不包括?！安ㄐ紊伞蹦０逯懈髂K參數(shù)設(shè)置更為靈活，功能更強(qiáng)大，其中的許多模塊是在“信號(hào)生成”模板的基礎(chǔ)上進(jìn)一步開發(fā)的。2.5任務(wù)5波形數(shù)據(jù)操作舉例：比較波形生成與信號(hào)生成2.5任務(wù)5波形數(shù)據(jù)操作信號(hào)處理選板2.5任務(wù)5波形數(shù)據(jù)操作顯示波形數(shù)據(jù)波形（Waveform）控件在“圖形”控件子選板中，如圖所示。其中有三個(gè)常用的波形控件有波形圖表、波形圖、XY圖、ExpressXY圖。波形圖表主要用來(lái)顯示波形數(shù)據(jù)，如最常見的正弦波、方波等等。所有從外部硬件采集到的數(shù)據(jù)都可以用波形圖表來(lái)顯示。在波形中顯示的數(shù)據(jù)有數(shù)組、標(biāo)量、波形數(shù)據(jù)等。圖形控件子選板

2.5任務(wù)5波形數(shù)據(jù)操作1．波形圖表波形圖表是一個(gè)圖形控件，使用波形圖表可以將新獲取的數(shù)據(jù)添加到原圖形中去，波形圖表的坐標(biāo)可以是線性或是對(duì)數(shù)分布的，其橫坐標(biāo)表示數(shù)據(jù)序號(hào)，縱坐標(biāo)表示數(shù)據(jù)值。在波形圖表控件的右鍵快捷菜單中，有著豐富內(nèi)容。其中顯示項(xiàng)中包含有圖表標(biāo)簽，標(biāo)尺和輔助組件等。2.5任務(wù)5波形數(shù)據(jù)操作波形圖表：波形圖表主要用來(lái)顯示波形數(shù)據(jù)，如最常見的正弦波、方波等等。所有從外部硬件采集到的數(shù)據(jù)都可以用波形圖表來(lái)顯示。在波形中顯示的數(shù)據(jù)有數(shù)組、標(biāo)量（一個(gè)點(diǎn)）、波形數(shù)據(jù)。LabVIEW中包含了大量的控件和函數(shù)，在函數(shù)選板中的“波形”中，包含了分解波形數(shù)據(jù)、組成波形數(shù)據(jù)的函數(shù)，以及波形分析和波形文件保存。波形圖表程序框圖示例2.5任務(wù)5波形數(shù)據(jù)操作示例的波形圖表前面板2.5任務(wù)5波形數(shù)據(jù)操作在一個(gè)波形圖表中可以顯示多條曲線。對(duì)于二維數(shù)組，在波形圖表中默認(rèn)情況下它將輸入數(shù)組轉(zhuǎn)置，即把生成數(shù)組的每一列數(shù)據(jù)當(dāng)作一條一維數(shù)組來(lái)生成曲線。小技巧，曲線上加點(diǎn)的方法是：右擊波形圖標(biāo)，選擇“屬性”，在打開的屬性對(duì)話框上選擇“曲線”，可以對(duì)曲線0、曲線1……進(jìn)行加點(diǎn)、填充、修改顏色等屬性設(shè)置。曲線屬性設(shè)置波形圖表分格顯示2.5任務(wù)5波形數(shù)據(jù)操作圖2-32曲線屬性設(shè)置圖2-33波形圖表分格顯示波形圖表的曲線可以進(jìn)行分格顯示，把右上角的“圖例”拖拽，出現(xiàn)“曲線0”、“曲線1”。在曲線顯示區(qū)右擊，選擇“分格顯示”，2條曲線就分別顯示在兩個(gè)窗口中。如果要在一個(gè)波形圖表繪制多條曲線，則需要用捆綁函數(shù)將兩個(gè)數(shù)據(jù)捆綁成一個(gè)簇，然后連接到波形圖表中。2.5任務(wù)5波形數(shù)據(jù)操作2．波形圖盡管波形圖和波形圖表在外觀及很多附件功能上相似，但對(duì)比波形圖表有如下不同：（1）波形圖不能輸入標(biāo)量數(shù)據(jù)，也不具備數(shù)字顯示和歷史數(shù)據(jù)查看功能；輸入二維數(shù)組時(shí)，默認(rèn)為輸入數(shù)組不轉(zhuǎn)置。（2）波形圖在顯示時(shí)先清空歷史數(shù)據(jù)，然后將傳遞給它的數(shù)據(jù)一次繪制成曲線顯示出來(lái)。波形圖表在已有采集數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上不斷更新顯示新的輸入數(shù)據(jù)，適用于實(shí)時(shí)檢測(cè)數(shù)據(jù)波形。而波形圖屬于事后記錄波形數(shù)據(jù)的圖表，適用于事后數(shù)據(jù)的分析。（3）波形圖控件的游標(biāo)圖例功能可以在波形記錄后方便地查詢曲線上任意曲線點(diǎn)的坐標(biāo)值或采樣點(diǎn)值。和波形圖表一樣，波形圖的輸入數(shù)據(jù)可以是一維數(shù)組，二維數(shù)組和波形數(shù)據(jù)。不同的是波形圖不能輸入標(biāo)量數(shù)據(jù)，但可以輸入由3個(gè)元素組成的簇?cái)?shù)組。2.5任務(wù)5波形數(shù)據(jù)操作波形圖的特點(diǎn)：（1）波形圖不能輸入標(biāo)量數(shù)據(jù)，（2）也不具備數(shù)字顯示和歷史數(shù)據(jù)查看功能；（3）輸入二維數(shù)組時(shí)，默認(rèn)為輸入數(shù)組不轉(zhuǎn)置。（4）波形圖表在已有采集數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上不斷更新顯示新的輸入數(shù)據(jù)，適用于實(shí)時(shí)檢測(cè)數(shù)據(jù)波形。而波形圖屬于事后記錄波形數(shù)據(jù)的圖表，適用于事后數(shù)據(jù)的分析。（5）波形圖在顯示時(shí)先清空歷史數(shù)據(jù)，然后將傳遞給它的數(shù)據(jù)一次繪制成曲線顯示出來(lái)。2.5任務(wù)5波形數(shù)據(jù)操作舉例：（1）當(dāng)輸入數(shù)據(jù)為一維數(shù)組時(shí)，波形圖直接根據(jù)輸入的一維數(shù)組數(shù)據(jù)繪制一條曲線。（2）還可以為波形圖的橫坐標(biāo)添加時(shí)間2.5任務(wù)5波形數(shù)據(jù)操作比較：兩個(gè)波形圖的顯示，各點(diǎn)的取值y相同，計(jì)時(shí)起點(diǎn)和步長(zhǎng)不同。2.5任務(wù)5波形數(shù)據(jù)操作打開屬性對(duì)話框，選擇“顯示格式”選項(xiàng)，如圖所示，圖中的時(shí)間（X軸）類型中選擇“絕對(duì)時(shí)間”，時(shí)間格式選擇“24小時(shí)”，日期格式選擇“系統(tǒng)日期格式”。2.5任務(wù)5波形數(shù)據(jù)操作舉例：選擇不同類型信號(hào)，或修改頻率、相位、幅值等信息，波形顯示會(huì)相應(yīng)變化；選擇SquareWave（方波時(shí)），還可以修改占空比。波形圖顯示基本函數(shù)波形2.5任務(wù)5波形數(shù)據(jù)操作舉例：二維曲線的波形圖顯示對(duì)于一條波形曲線，可以用起始時(shí)刻t0、間隔dt及包含N個(gè)點(diǎn)的采樣數(shù)據(jù)y組成的簇（對(duì)應(yīng)于C語(yǔ)言的結(jié)構(gòu)體）類型來(lái)表示，因此使用波形圖控件顯示曲線時(shí)，只要包括了這三個(gè)要素就可以完整的表示其信息。2.5任務(wù)5波形數(shù)據(jù)操作3．XY圖在顯示均勻波形數(shù)據(jù)時(shí)通常使用波形圖，其橫軸默認(rèn)為采樣點(diǎn)序號(hào)，Y軸默認(rèn)為測(cè)量數(shù)值，這是一種理想情況。但在大多數(shù)情況下，繪制非均勻采樣數(shù)據(jù)或封閉曲線圖時(shí)無(wú)法使用波形圖。因此，當(dāng)數(shù)據(jù)以不規(guī)則的時(shí)間間隔出現(xiàn)或當(dāng)要根據(jù)兩個(gè)相互依賴的變量（如Y/X）時(shí)，就需要使用XY圖，即笛卡兒圖。它可以繪制多值函數(shù)曲線，如圓、雙曲線等。XY圖也是波形圖的一種，它需要同時(shí)輸入X軸和Y軸的數(shù)據(jù)，X、Y之間相互聯(lián)系，不要求X坐標(biāo)等間距，且通過編程能方便地繪制任意曲線。與波形圖類似，XY圖也是一次性完成波形的顯示刷新。當(dāng)X數(shù)組、Y數(shù)組的長(zhǎng)度不一致時(shí)，在XY圖中將以長(zhǎng)度較短的數(shù)據(jù)組為參考，而長(zhǎng)度較長(zhǎng)的數(shù)據(jù)組多出來(lái)的數(shù)據(jù)將在圖中無(wú)法顯示。在使用XY圖來(lái)繪制曲線時(shí)，需要注意數(shù)據(jù)類型的轉(zhuǎn)換。2.5任務(wù)5波形數(shù)據(jù)操作例如，要畫一個(gè)心形圖案，給出X數(shù)據(jù)和Y數(shù)據(jù)，分別是21個(gè)元素的一維數(shù)組，把兩一維數(shù)組捆綁后，送XY圖顯示，如圖所示。設(shè)置顯示曲線寬度，并加點(diǎn)，可以看到，圖中用21個(gè)點(diǎn)繪制了一條心形曲線。用XY圖顯示心形曲線a）程序框圖b）XY圖顯示2.5任務(wù)5波形數(shù)據(jù)操作舉例：XY圖繪制心形圖案2.5任務(wù)5波形數(shù)據(jù)操作舉例：XY圖2.5任務(wù)5波形數(shù)據(jù)操作讀取顯示二維圖片二維圖片控件位置在“控件→圖形→控件”，如圖所示。與二維圖片相關(guān)的函數(shù)位于“編程→圖形與聲音”選板，如圖所示。其中的“圖片函數(shù)”和“圖形格式”中，包含了大量與圖片相關(guān)函數(shù)。圖片控件選板

圖形與聲音函數(shù)選板2.5任務(wù)5波形數(shù)據(jù)操作例題：利薩茹曲線參數(shù)方程：其中：n稱為曲線的參數(shù)，是兩個(gè)正弦振動(dòng)的頻率比。2.5任務(wù)5波形數(shù)據(jù)操作二維圖片：2.5任務(wù)5波形數(shù)據(jù)操作1）事先做好一個(gè)BMP格式的圖片，可以命名為“二維圖片.BMP”。在前面板放置一個(gè)二維圖片控件，并拖拽，再放置一個(gè)“文件路徑輸入控件”（位置在“控件→新式→字符串與路徑”），并修改為“BMP文件路徑”。在程序框圖窗口編寫程序。圖中的“讀取BMP文件”在“圖形格式”選板中；“繪制平化像素圖”在“圖片函數(shù)”選板中。2）在“二維圖片”上右擊鼠標(biāo)，彈出的快捷菜單中選擇“創(chuàng)建→屬性節(jié)點(diǎn)→可見”，用來(lái)創(chuàng)建一個(gè)可見屬性節(jié)點(diǎn)。在該屬性節(jié)點(diǎn)上右擊鼠標(biāo)，在快捷菜單上選擇“全部轉(zhuǎn)為寫入”。在前面板上放置一個(gè)“水平搖桿開關(guān)”，把開關(guān)連接到屬性節(jié)點(diǎn)的“Visible”輸入端）。前面板里找到“二維圖片.BMP”所在位置，把路徑填寫到路徑控件中。點(diǎn)擊連續(xù)運(yùn)行按鈕，運(yùn)行程序。運(yùn)行時(shí)，開關(guān)撥向左側(cè)圖片不可見，撥到右側(cè)，圖片可見。2.5任務(wù)5波形數(shù)據(jù)操作二維圖片顯示2.5任務(wù)5波形數(shù)據(jù)操作2．繪制三維圖“三維圖片”控件在“控件→新式→圖形”選板。三維圖片相關(guān)函數(shù)位于“函數(shù)→圖形與聲音→三維圖片控件”。圖中的“幾何”選板中函數(shù)用于繪制基本形狀，如錐面、柱面、長(zhǎng)方體、網(wǎng)格等；“對(duì)象”選板中函數(shù)集包含了創(chuàng)建、查找對(duì)象兩個(gè)函數(shù)。對(duì)于一個(gè)三維場(chǎng)景來(lái)說(shuō)，對(duì)象是一個(gè)最基本的元素。一個(gè)三維場(chǎng)景中可以有一個(gè)或多個(gè)對(duì)象；在一個(gè)對(duì)象中，也可以放置一些基本的形狀，也能導(dǎo)入三維建模文件中的模型，也能插入更多的子對(duì)象。對(duì)三維圖片控件的編程，實(shí)質(zhì)就是對(duì)對(duì)象的編程?！白冃巍笨刂迫S場(chǎng)景中對(duì)象變形的函數(shù)。如控制或獲取某對(duì)象的旋轉(zhuǎn)、縮放和平移等，此函選板有9個(gè)函數(shù)?！爸帧笔怯脩粼O(shè)置三維場(chǎng)景時(shí)的常見操作，如設(shè)置光源、設(shè)置某對(duì)象的表面圖像等?！凹虞d文件”用于在三維場(chǎng)景中加載來(lái)自于第三方文件的幾何模型，有加載ASE幾何、加載STL幾何和加載VRML文件。2.5任務(wù)5波形數(shù)據(jù)操作三維圖片相關(guān)函數(shù)2.5任務(wù)5波形數(shù)據(jù)操作下面來(lái)繪制一個(gè)圓錐三維圖，并且讓該圖按照要求旋轉(zhuǎn)。步驟如下：（1）在“幾何”中選擇“創(chuàng)建錐面”，放置在程序框圖窗口，并在該函數(shù)的每個(gè)輸入端上創(chuàng)建輸入控件，如圖（a）所示。（2）在“對(duì)象”中選擇“創(chuàng)建對(duì)象”，放置在程序框圖窗口，在“名稱”端子上創(chuàng)建常量，命名為“圓錐”。（3）放置一個(gè)調(diào)用節(jié)點(diǎn)，位置在函數(shù)選板上

“編程→應(yīng)用程序控制→調(diào)用節(jié)點(diǎn)”，該節(jié)點(diǎn)的“引用”端子連接到“創(chuàng)建對(duì)象”的“場(chǎng)景：新對(duì)象”端子上，該節(jié)點(diǎn)如圖（b）所示。在節(jié)點(diǎn)的“方法”上單擊鼠標(biāo)左鍵，彈出的快捷菜單上選擇“設(shè)置可繪制對(duì)象”。“創(chuàng)建錐面”函數(shù)的“新錐形引用句柄”作為調(diào)用節(jié)點(diǎn)“Dravable（可繪制對(duì)象）”端的輸入信號(hào)。此時(shí)，在前面板放置一個(gè)“三維圖片”控件，就可以顯示該三維圖了。（4）在“三維圖片”上右擊鼠標(biāo)，創(chuàng)建屬性節(jié)點(diǎn)，選擇“背景色”，并在該節(jié)點(diǎn)的背景色輸入端創(chuàng)建一個(gè)輸入控件，就可以對(duì)背景進(jìn)行顏色設(shè)置了。2.5任務(wù)5波形數(shù)據(jù)操作三維圖繪制程序a）程序框圖b）設(shè)置調(diào)用節(jié)點(diǎn)2.5任務(wù)5波形數(shù)據(jù)操作三維圖繪制程序c）前面板d）視角控制器設(shè)置2.5任務(wù)5波形數(shù)據(jù)操作（5）前面板如圖2-47（c）所示?！邦伾笨丶?，是三原色紅、綠、藍(lán)以及Alpha（用于指定RGB顏色的不透明度），用來(lái)設(shè)置三維圖的顏色，取值在0-1之間；“背景色”控件用來(lái)設(shè)置背景的顏色?！案叨取笨丶脕?lái)設(shè)定圓錐對(duì)象垂直軸的長(zhǎng)度、“半徑”控件用來(lái)設(shè)定對(duì)象的半徑、“詳細(xì)”控件用來(lái)設(shè)置繪制對(duì)象時(shí)至高點(diǎn)的數(shù)量。詳細(xì)值越高，幾何對(duì)象的近似度就越大，取值在0-1之間，默認(rèn)值為1。