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《LabVIEW编程及虚拟仪器设计》第二讲：程序结构•课程计划•教学方法•课程特点•何谓虚拟仪器？•何谓LabVIEW?上节课内容回顾（1）——第5周有综合练习——LabVIEW程序的构成——LabVIEW的编程环境•课程计划•教学方法•课程特点•何谓虚拟仪器？•何谓LabVIEW?上节课内容回顾（2）——LabVIEW程序的构成•前面板•框图（图形化的程序，就在框图或称框图面板或称后面板上加以构建）•图标/连结器•课程计划•教学方法•课程特点•何谓虚拟仪器？•何谓LabVIEW?上节课内容回顾（3）——LabVIEW的编程环境操作选板：工具选板，控件选板，函数选板；前面板和框图面板工具条；VI调试技术：连线，执行加亮，单步执行，探针工具，断点，着色，等等。•课程计划•教学方法•课程特点•何谓虚拟仪器？•何谓LabVIEW?上节课内容回顾（4）——第5周有综合练习——LabVIEW的编程环境——LabVIEW程序构成——举例：求两个数的平均值。本节课内容一、循环结构二、条件结构三、顺序结构四、公式节点五、事件结构路径：函数选板-编程-结构LabVIEW执行的数据流机制，本质上是顺序执行的架构，但仅有顺序执行的语法是不全面的，还必须有循环、条件等特殊的控制程序流程的所谓“程序结构”。如此，设计出的应用程序的功能才更完整、更合理。•While循环•For循环•循环结构内外数据的交换•自动索引•移位寄存器一、循环结构1.While循环（1）路径2：函数选板-Express-执行过程控制路径1：函数选板-编程-结构在框图面板上执行操作。点击选中While循环框图上的鼠标指针变为缩小的While循环的样子按下鼠标左键并拖拽出虚线框松开鼠标左键后While循环放置完毕1.While循环（2）1）Do，即执行循环体内的图形化程序代码，也称执行子框图（需在子框图设置循环条件）；即至少执行1次；2）循环计数端子加1，循环条件判断，决定是否继续循环；While循环是先执行、后判断，即其功能是：循环条件端子循环计数端子：输出已执行循环次数放置循环体代码可在建立While循环后，向其中添加图形化程序代码，也可在已有程序外建立While循环（框住程序代码）。这种结构还可以嵌套，即其中还可以有程序结构。1.While循环（3）举例：构建一个可显示随机信号波形的虚拟仪器程序即VI，其速度应可调。2.For循环fori=0toN-1执行循环体End即：执行循环的次数是确定的。注意：有别于While循环，在操作上，For循环是先判断、后执行（子框图程序代码），即路径：函数选板-编程-结构“循环总数”端子：循环执行次数重复端子：输出已经执行循环的次数放置循环体代码3.循环结构内外之间的数据交换要点：执行循环前，读数一次；循环结束，才输出。4.自动索引（1）While循环和For循环具有一种所谓自动索引功能。当把一个数组（有关知识稍后介绍）连接到这两种循环结构的边框上时，会在边框上生成所谓可流动数据的隧道。生成隧道后，可选择是否打开自动索引功能。如果隧道的自动索引功能被打开，则数组将在每次循环中顺序经隧道送过一个数；该数在原数组中的索引（地址信息），与当次循环计数端子的值相同。对于While循环，自动索引被默认关闭；而对For循环，自动索引被默认打开。隧道小方格呈空即“[]”，自动索引功能被打开；呈实心，则被关闭。4.自动索引（2）若For循环接入多个数组且均自动索引，同时循环总数端子也接入一正整型常量，其循环次数取最小值。现况下，For循环的循环次数由数组元素个数确定。而While循环的执行次数，仍然由条件端子决定。While循环的自动索引默认关闭For循环的自动索引默认打开4.自动索引（3）在关闭了自动索引功能的隧道上弹出快捷菜单，选择启动索引，打开自动索引功能。反之，可以关闭其自动索引功能。While循环默认为禁止自动索引改变While循环为允许自动索引打开自动索引关闭自动索引4.自动索引（4）——举例（1）For循环输入隧道打开自动索引，而输出关闭自动索引（2）For循环输入隧道关闭自动索引，而输出打开自动索引5.移位寄存器（1）功能:把当前循环完成时子框图程序代码执行结果的某个数据，传递给下一次循环的开始作输入。(以FOR循环为例)接入数据后，会按相应类型改变颜色。左右边框弹出快捷菜单可建立一对；输入可多个，但输出只一个。5.移位寄存器（2）移位寄存器的工作流程（以While循环为例）：1.循环开始之前初始化值2.第一次循环初始化值第一次循环新值3.后面的某次循环前一次循环保留值本次循环新值4.最后一次循环前一次循环保留值本次循环新值本次循环新值5.移位寄存器（3）为移位寄存器添加更多的左端子：左端子快捷菜单中的添加元素命令使用定位工具拖拽已有端子下边沿添加好的第二个左端子二、条件结构（1）路径：函数选板-编程-结构使用要点：要么在分支选择器标签中列出所有可能的情况；要么必须给出一种缺省(默认)情况。端子的值可以是布尔型、字符串型、整型或枚举类型分支选择器标签选择器端子当前True分支下的子框图区域增量按钮减量按钮分支选择器标签当前True分支下的子框图区域增量按钮减量按钮创建时有2个，可以有多个子框图或称分支；默认是布尔型；堆叠放置。二、条件结构（2）指定分支标签时，可以按列表和范围指定：列表的各子项之间以英文的逗号分开；范围则用连续的两个英文句点表示。此示例结构有4个分支。分支选择器分支标签列表6,默认分支对应的子框图二、条件结构（3）条件结构也称分支结构，其快捷菜单（在其边框上任意处右击鼠标即弹出；不同分支结构的基本操作相同）中的部分有关选项如下：复制当前分支删除当前分支在当前分支后增加分支在前面增加分支删除不含代码的分支显示所选择分支把当前分支代码与某分支交换移动分支重排序分支去掉当前分支标签的“默认”标记复制当前分支删除当前分支在当前分支后增加分支在前面增加分支删除不含代码的分支显示所选择分支把当前分支代码与某分支交换移动分支重排序分支去掉当前分支标签的标记在当前分支后增加分支在前面增加分支删除不含代码的分支显示所选择分支把当前分支代码与某分支交换移动分支重排序分支去掉当前分支标签的标记二、条件结构（4）条件结构的输入/输出隧道：向条件结构内引入连线，或从其内部向外引出连线时，会在其边框上生成隧道；输入隧道在每一个分支中都可以使用；输出隧道必须从每一个分支都得到明确的输入值，否则程序无法运行。输出隧道，有些分支没有连接输入值分支选择器值输入到框图中输出隧道，所有分支都连接了输入值三、顺序结构（1）在LabVIEW中，利用数据流机制可以实现很多顺序执行的功能。但仅有数据流控制程序的顺序执行还不够，某些复杂情况，还需要更强的顺序执行的控制结构。“顺序结构”就是为满足这类需求而构建的。顺序结构的两种类型：层叠式顺序结构；平铺式顺序结构放置帧代码建立顺序结构时只有一帧（第0帧）路径：函数选板-编程-结构三、顺序结构（2）1.层叠式顺序结构及操作：——从其边框弹出快捷菜单第0帧减量按钮选择器标签增量按钮单击向下箭头打开帧列表第1帧三、顺序结构（3）层叠式顺序结构伴有一种称为局部变量的功能，用以在不同帧之间实现数据传递。送入（置入）局部变量的数据，在当前帧之后的各帧中均可作输入数据使用。举例（展开示意）：点击边框快捷菜单，生成局部变量。为与外部交换数据，顺序结构的边框也会产生隧道。输入数据在顺序结构运行前读入，其各帧均可利用；在本顺序结构执行完后，才能且只能从其最后一帧输出数据。向局部变量输入数据延时3s计算“时间计数器”的两次调用差值，并转化为秒第0帧第1帧第2帧第3帧三、顺序结构（4）新增帧拖拽改变大小2.平铺式顺序结构及操作：无局部变量！（无需）数据直接穿过帧壁进行传递第0帧第1帧第2帧第3帧三、顺序结构（5）第0帧第1帧第2帧第3帧3.层叠式顺序结构与平铺式顺序结构的相互转换平铺式-层叠式：在平铺式顺序结构边框上弹出快捷菜单，选择“替换为层叠式顺序”。层叠式-平铺式：在层叠式顺序结构边框上弹出快捷菜单，点击“替换”，选择“替换为平铺式顺序”。第0帧第1帧第2帧第3帧四、公式节点（1）对拟采用的复杂算法，若完全依赖图形代码进行编程，会过于繁琐。针对此，LabVIEW中专门设立有以文本编辑形式实现程序逻辑的所谓“公式节点”。路径：函数选板-编程-结构特点：公式节点代码文本的语法与C语言十分相似。公式节点中，可以直接使用LabVIEW预定义函数和操作符。华氏、摄氏温度相互转换的公式节点程序代码输入端子输出端子四、公式节点（2）通过输入、输出端子与外部交换数据注意：端子名称必须与公式节点中的变量名称相同。各输入端子不能重名；各输出端子也不能重名；但输入端子与输出端子可重名。•在左边框上弹出快捷菜单，选择“添加输入”，添加输入端子；•在右边框上弹出快捷菜单，选择“添加输出”，添加输出端子。四、公式节点（3）注意：变量名对字母的大小写敏感，故书写要一致。输入端子输出端子滚动条注意：中间变量也必须在边框上定义，但可以不与外部代码联接。五、事件结构路径：函数选板-编程-结构事件结构的组成：1）上边框中间是事件选择标签，用于标识当前显示的子框图（第0个）所处理的事件源；2）事件数据节点，为子框图提供所处理事件的相关数据；3）事件超时端子，隶属于整个事件结构，用于为超时事件提供超时时间参数。事件超时事件数据节点选择器标签选择器标签对应事件的子框图以图形化方式响应和处理用户的操作；与Windows操作系统的事件处理方式相似。练习二习题1：利用分支结构，构建一个求平方根的VI。真该VI的前面板:假该VI的两个分支的框图习题2：对习题1或求平均值所构建的VI，请编辑制作相应的图标。完。习题3：编制一温度报警程序，当温度值高于30度时就报警；小于-25度时则退出运行状态。