LabVIEW编程及虚拟仪器设计(第四讲)

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,LabVIEW编程及虚拟仪器设计,讲课教师：赵伟，黄松岭,辅导教师：郝丽，郭建全,电话：62772049（o）,E-mail:,第四讲,：,图形显示,、Express VI,及,LabVIEW,的三个高级应用,1,上节课内容回顾,一、数组,二、簇,三、波形,在,LabVIEW,中，数组是相同类型元素的集合，可以随意改变长度。,数组的创建,框架、性质、,大小、具体数据,（单一类型）,数组操作函数,簇可以包含任意数目、任意类型的元素；但不能在运行时添加新元素（而数组长度可在运行时自由改变）。,波形数据有4个组成部分：t0具有时间标识类型，表示波形数据的时间起点；dt表示波形相邻数据点之间的时间间隔；Y是按时间先后顺序给出的整个波形（被测对象）的所有数据点；而attribuates（变体）用于携带任意属性的信息。,簇的创建,框架、性质、,大小、具体数据（,可多类型,）,簇操作函数,2,本节课内容,一、图形显示,二、,ExpressVI(,快速,VI）,简介,三、局部变量和全局变量,四、属性节点,五、练习,3,一、图形显示（1）,LabVIEW具有强大的图形显示功能软件（多种方式、适应多种需求），使得用户界面十分友好、丰富、表现力很强。,LabVIEW中，,所有图形显示控件均位于“控件”选板 - “新式” - “图形”子选板上。,波形图,波形图表,强度图形控件,三维图形控件,4,一、图形显示（2）,“控件”选板,-,“新式”,-,“图形”子选板,1.,波形图,波形图的基本显示模式：等时间间隔地显示被测对象的波形数据点，且,每一时刻只有一个数据值与之对应,。,5,一、图形显示（3）,“帮助”“查找范例”“目录结构”generalgraphsgengraph.llb 中的 Waveform Graph.vi,“波形图” 所能接受的,数据组织格式举例,：,这里给出的是相应显示控件的图标最小化显示模式（在框图面板上点击图标弹出快捷菜单，由“显示为图标”选项实现新老模式转换）。,6,一、图形显示（4）,a),波形图能接受的数据格式,：,“范例”“目录结构”,generalgraphsgengraph.llb中的Waveform Graph.vi,1）一维或二维数组（1，2）；,2）一维数组打包成簇，然后以,簇为元素组成数组（3）；,3）簇类型的数据（4）；,4）以簇为元素的二维数组，每,个元素均由t0、dt和数值,数据组成；每个波形曲线的,上述3个参数可不同（5）；,5）由t0、dt及数据类型的二维,数组Y组成簇（6）；,6）由t0、dt和以簇为元素的,数组这三者组成的簇（7）,7,除前述的输入数据组织格式之外，波形图还可直接接受波形数据类型（单曲线）或元素为波形数据类型的数组（多曲线）作为输入数据。,应用举例：,利用产生正弦波、方波的“快速VI”生成波形图。,一、图形显示（5）,8,一、图形显示（6）,b）,定制波形图的属性,（1）,在,波形图,上弹出快捷菜单，可以配置波形图的一些基本属性。打开其中的 “属性”选项对话框，就可对,波形图,的各种属性进行设置或修改。,再则，改用,波形图,上不同选项（标签、图例、X坐标、Y坐标 等）的快捷子菜单，也可实现对相关具体属性的设置或修改，其效果与前者一样。,9,一、图形显示（7）,b）,定制波形图的属性,（2）,图例,中的“常用曲线”,在“波形图”上弹出快捷菜单并打开,“显示项”,子菜单，可以进行对所显示项目的属性的设置和调整。,10,一、图形显示（8）,“控件”选板,-,“新式”,-,“图形”子选板,- XY图,2. XY,图,“,XY图”与“波形图”相似，也用于显示完整的曲线数据。,两者的不同在于,：XY 图不要求水平坐标等间隔分布，且允许绘制一对多的映射关系，比如各种封闭曲线等。,举例路径：“函数”选板- “编程”- “波形”- “模拟波形”- “波形生成” - “正弦波形”。,11,一、图形显示（9）,找到演示示例的路径：“帮助”“查找范例”“目录结构”generalgraphgengraph.llb中的XY Graph.vi,“,XY,图”的输入数据格式（,1,）,-,单曲线,“XY图”,绘制单条曲线时，接受两种数据格式：,（1）x,数组和,y,数组打包生成的簇。绘制曲线时，把相同索引的,x,和,y,数组元素的值作为一个点，并按索引顺序输出，且连接所有的数据点、形成曲线图；,（2）簇组成的数组。每个数组元素都是由一个x坐标值和一个y坐标值打包生成的。绘制曲线时，按照所形成的数组的索引顺序，连接数组元素解包后组合而成的数据坐标点。,12,一、图形显示（10）,“查找范例”generalgraphgengraph.llb 中的XY Graph.vi,“,XY,图”输入数据格式（,2,）,-,多曲线,“XY图”,绘制多条曲线,时，也接受两种数据格式：,（1）先由,x,数组和,y,数组打包成簇，建立一条曲线；然后，将多个这样的簇作为元素建立数组，即每个数组元素对应一条曲线。,（2）先把x和y坐标值打包成簇作为一个点，并以点为元素建立数组。然后,把每个数组再打包成一个簇，每个簇表示一条曲线，最后建立由簇组成的数组。,注意：把由点构成的数组进行打包这一步是完全必要的。因为LabVIEW不能建立以数组为元素的数组(即数组的元素不能是数组)，而必须先把数组用簇打包起来，然后才能作为新建数组的元素。,13,一、图形显示（11）,“查找范例”generalgraphgengraph.llb中的XY Graph.vi,“,XY,图”输入数据格式示例：,14,一、图形显示（12）,LabVIEW中所谓快速VI即,Express VI,的特点是将一些基本函数或函数模块进一步打包，为用户提供更方便、简捷的编程途径。对于,LabVIEW 8.5，找到功能函数的快速VI的即Express VI的路径为：“函数”选板,-,“Express”子选板。,而在前面板，经“控件” - “Express” - “图形显示控件”子选板路径，可找到Express XY图普通“XY图”与“创建XY图” Express VI绑在了一起，于是，向前面板添加该VI，就意味着同时添加了“XY图”和,“创建XY图”,Express VI,。,15,一、图形显示（13）,“控件”选板 - “新式” - “图形”子选板,3.,波形图表,前边介绍的“,波形图”,，其在接收到新数据时，是先将旧数据完全清除，然后再用新数据重新绘制出整条曲线。,而“,波形图表”,则不然，它保存了旧数据，并将新数据接续在旧数据之后。“,波形图表”,的显示模式类似于波形记录仪、心电图仪等的工作方式。,波形,图表,波形,图,波形,*,*,XY图形,*,强度图,*,*,数字图,*,三维曲面图,*,三维参数图,*,三维曲线图,*,特点比较,：“,波形图表”多用于实时显示；,而“波形图”则多用于事后对波形的显示。,16,一、图形显示（14 ）,“,波形图表”的数据格式,（,a,）,单条曲线显示举例:,前者10个数、后者1个数,一循环。延迟为便于观看。,17,一、图形显示（15）,“,波形图表”的数据格式,(b),多条曲线显示举例:,具体均以两条曲线为例；,原理同前。,18,（1）缓冲区设置,波形图表设有一个缓冲区，专用于保存历史数据。在波形图表快捷菜单的“图表历史长度”选项中，可设定缓冲区长度。波形图表显示的点数，不能大于所设定的缓冲区的大小。,（2）多条曲线显示方式设置,默认状态下，波形图表会将多条曲线绘制在同一坐标系中。其快捷菜单中的“层叠显示曲线”选项，就用于将多条曲线绘制在各自不同的坐标系中；这些曲线坐标系从上到下排列,。,（3）数据更新模式设置,在波形图表的快捷菜单（“高级”,-,“刷新模式”）可以指定三种数据更新模式。,一、图形显示（16）,“波形图表”的属性设置,从左向右绘制，旧左出、新右进；,从左向右绘制，清空重来；,从左向右绘制，竖线左移，前（左）旧、后（右）新,19,一、图形显示（17）,4.,强度图表,是一种在二维坐标平面表 征三维数据的显示工具,。,数据类型是数值元素构成的二维数组 。在“强度图表”中，数组的第,0,行对应于最左面的一列；且数组各元素对应的色块，按从下到上排列；数组第,1,行对应于左数第二列（即指名了数组索引与图上色块位置的对应关系）。,“控件”选板,-,“新式”,-,“图形”子选板,20,一、图形显示（18）,“控件”选板,-,“新式”,-,“图形”子选板,（E）,三维图形控件,与其它LabVIEW控件不同，“图形”选板上提供的三个三维图形空件（三维曲面图、三维参数图、三维曲线图）均非独立控件，即它们均包含了名为 CWGraph3D 的ActiveX控件的ActiveX容器，即均是该容器与某个三维绘图函数的组合 。,21,二、Express VI快速VI（1）,从LabVIEW7.x系列版本开始，出现了Express VI。它们面向应用，将LabVIEW中的一些基本函数或函数模块做了进一步打包（捆绑、整合），结果，为用户提供了更方便、简捷的编程途径，这类VI因此得名“快速 VI”即Express VI 。,显然，在编程中使用Express VI，可减少连线、简化框图、突出所编制程序的主脉络；编得的VI更容易读懂。,使用Express VI的,另一个好处,：,可得到一个Express VI的多个不同实现。例如，把一个非快速的标准VI模块放置在同一框图的3个不同地方，得到的是该VI的3个备份，即它们的源码、默认值和在前面板上的外形等均完全相同。,而将一个Express VI放置在同一框图的3个不同地方的结果却不然，如此，会产生3个互为独立的Express VI；它们可有不同名称和相互独立的配置。,22,二、Express VI快速VI（2）,当把某个Express VI刚放在框图上时，配置该Express VI的对话框会自动打开，允许用户交互式地按照需求来配置该Express VI的属性；对于函数波形类的Express VI，配置结果可从对话框的“结果预览” 框中查看。,之后，若用户希望再修改或调整该Express VI的参数配置，可双击已放在框图上的该Express VI图标；或也可右键单击它，在弹出的对话框选择“属性”，从而打开属性配置对话框，再进行相关操作。,但是，Express VI在具有简便、易用等优点之同时，也丧失了一些功能和灵活性。因此，若想得到一个高效的应用程序，可能还应更多地选用标准VI模块（“函数”选板中除Express外的其他子选板中的VI模块）。,另外， Express VI并不支持在程序运行中的交互配置。,23,三、局部变量和全局变量,（1）,局部变量（Local Variable）,可在一个VI的多个位置访问前面板控件，也可实现非连线框图区域之间的数据传递；且使用,局部变量,，可实现对控制器的写操作和对显示器的读操作。,每个,局部变量,都是对某个前面板控件数据的一个引用。可以为一个前面板控件建立多个,局部变量,，且从任一个都可读取该前面板控件中的数据；向这些,局部变量,中任一个,写入数据，都会改变包括控件本身和其它局部变量在内的所有数据拷贝。,局部变量的创建,：,(1）,在,控件图标,上弹出快捷菜单，选择“创建”,/“局部变量”选项，以确定关联关系；（2）也可经 “函数”选板“编程”“结构”“局部变量”途径，由其快捷菜单再确定关联关系，见右图。,没有关联的局部变量,标签列表,关联到Boolean控制器的局部变量,24,三、局部变量和全局变量（2）,全局变量,可在同时运行的几个VI间传递数据。,全局变量,文件是只有“前面板”而无“框图”的一种特殊VI。,全局变量,的建立在LabVIEW启动界面的“新建”列表中选择“更多”-“其他文件”-“,全局变量,”选项并单击“确定”,，,即可打开一个新建的全局变量窗口（样子似前面板）。可采用在前面板添加控件（输入、显示）的相同步骤，向新建,全局变量,窗口中添加控制器或显示器。之后，在主菜单选择“文件”,-,“保存”,命令，把该,新,全局变量,保存成扩展名为,vi,的磁盘文件。,全局变量用法,在框图面板，经“函数”选板,-,“选择VI”途径，打开“选择需打开的VI”对话框界面，找到之前保存好的全局变量磁盘文件并将其打开，然后拖曳到合适位置后点击鼠标放置好即可。,每个,全局变量,只能用来访问全局变量文件中的一个控件 。,25,三、局部变量和全局变量（3）,利用,局部变量,和,全局变量,，会使VI编程更加灵活。但是在实际VI编程中,应该慎用它们,。,这是因为：,引起竞态条件示例：,使用,局部变量,后，由于无法确认两段程序并行代码的执行顺序，故不能估计出,x,的最终数据值是多少。,消除竞态条件的一种方法，是使用,数据流,或,顺序结构,，即给VI强制加入顺序执行的约束。,1）每一,局部变量,都是一数据拷贝，使用过多，会占更多内存；,2）过多使用,局部变量,和,全局变量,，会使程序的可读性变差，有,可能致使不易发现编程错误；,3）在多线程并行运行的程序中，,局部变量,可能引起竞态条件。,26,四、属性节点（1）,LabVIEW允许对,前面板控件的属性进行更改；且不同类前面板控件的属性种类和个数不同。VI编程时，通过对不同前面板控件属性的更换和调整，可使VI人机界面更生动、美观。,属性节点,（,Property Node,）,用于设置前面板控件的属性，并允许动态地对其进行调整改变。,属性节点的创建：,在前面板控件的快捷菜单上选“创建”,“属性节点”选项,，则在框图面板上会出现属性节点,（见右下图）,。,注意,，属性节点刚建立时，其仅显示一个属性即“可见”（,Visible）；下拉其属性菜单下边框，才可见到其含有的其余属性的列表,。,27,四、属性节点（2）,属性节点应用举例1：,使用,属性节点,控制屏幕的初始,化和指示灯的闪烁,从前边学习的知识知道，,波形图表,有一个默认的特点，即下一次运行程序时，会接着前一次的数据曲线往后显示。,但重新运行程序时，有的用户希望先清屏，再从头画起。本例即如此。其具体要求是：要求程序产生10个随机数，在一个波形图表上显示；当产生的随机数大于0.5时，前面板上的,指示灯应闪烁,；当程序重新运行，,应清屏再从头画起,。,28,四、属性节点（3）,该程序的具体实现,：,给指示灯配备了一个“闪烁”（Blinking）属性节点，并将其置为可写状态；同时，为,波形图表,配置了一个“历史数据”（History）属性节点。在循环开始之前，首先将空数组赋给“历史数据”（History）属性节点。即每次重新运行该程序时，顺序结构强制保证了将,波形图表,先清空,。,29,练习3,：,用for循环构造一个1010的随机数二维数 组，并用,强度图,显示出来。,练习1,：,对如下所给VI的框图，改变正弦波产生函数 的输入参数（频率、初相位、幅值等），观 察相应,XY 图,输出的波形。,练习2,：,在一个,波形图,中显示3条随机数组成的曲 线，分别用红、绿、篮颜色表示，其取值范围分别为01、15和510。,30,练习4,：,在前面板上创建一个数值型控件，给它输入 一个数值，再让它乘上一个比例系数得到一 个新数值；在同一显示控件上显示比例调节 前后的两数值，并利用局部变量在波形图表 上将它们显示出来。,练习5,：,建立一个波形图，利用属性节点调节其可见 性，并以按钮来控制其可见或隐藏。,完,31,