虚拟仪器设计基础-程序结构

,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,*,第,5,章,虚拟仪器,设计基础,第,5,章,虚拟仪器设计基础,主要教学内容,程序结构,字符串、数组和簇,局部变量和全局变量,文件操作,图形显示,5.1,程序结构,LabVIEW,中的结构是其他基于文本的语言中的循环、判断等结构的图形化体现。,什么是结构,？,结构是控制,G,程序数据流程的元素，,G,语言包含的结构有：,While loop,结构,For Loop,结构,条件结构 顺序结构,事件结构 公式节点,5.1.1,循环结构,LabVIEW,中的循环结构主要有,While,循环,For,循环,这两种循环结构功能基本相同，但使用上有一些差别。,For,循环必须指定循环的次数，循环一定的次数后自动退出循环；而,While,循环则不用指定循环的次数，只需要指定循环退出的条件。,1.,For,循环,For,循环,(For Loop),是,将某程序段重复执行预先设定的次数,.,For(,i,=0,；,iN,；,i+),循环体；,包含两个端口：,计数端口,N,重复端口,i,For,循环,可以通过两种方法指定循环次数，一种是直接给定，一种是通过输入数组的大小给定,For,循环,输入和输出数组,如需将数组一次完整输入，则右击输入点并选择关闭索引,For,循环,当多个数组按索引方式输入时，循环次数以元素最少的数组为准，如下例，循环次数为,3,移位寄存器,在,LabVIEW,的循环结构中创建移位寄存器的方法是在循环框图的左边或右边单击鼠标右键，在弹出的快捷菜单中选择,【,添加移位寄存器,】,，可创建一个移位寄存器,移位积存器的功能是将第,i-1,i-2,i-3,次循环的计算结果保存在,For,循环的缓冲区内，并在第,i,次循环时将这些数据从循环况架左侧的移位寄存器中送出，供循环框架内的节点使用，其中，,i=0,1,2,3,。,For,循环,移位寄存器,(Shift Register),一个累加,10,次的,a+,程序,通过局部变量实现,通过移位寄存器实现,For,循环,隧道和移位寄存器的最大区别就是隧道程序在运行过程中，每次输入控件都是和初值相加，而不是和循环的中间结果相加。,在有索引的隧道数值输出控件中输出的是由每次循环的结果组成的一维数组，在无索引的隧道数值输出控件中输出的是每次的循环结果，在程序框图运行过程中这个数值一直在随每次循环结果变化，最终输出最后一次循环执行的结果。,5.2 For,循环,5.2.4,反馈节点（,Feedback Node,）,通过反馈节点实现,a+,FOR,循环应用举例,例,5.1,求,前面板和程序框图,FOR,循环应用举例,例,5.2,求一组随机数的最大值和最小值。,前面板和程序框图,2.While,循环,当循环次数不能预先确定时，就需用到,While,循环,(While Loop),。,While,循环也是,LabVIEW,最基本的结构之一，相当于,C,语言中的,While,循环和,do,循环。,While,（,条件）,do,循环体；循环体；,While,（,条件）,Whlie,循环结构,Whlie,循环包含两个端口：条件端口和重复端口,i,条件端口,输入的是布尔变量，它用于判断循环在什么条件下停止执行。它有两种使用状态：,Stop if True,和,Continue if True,重复端口,i,为当前循环的次数。,While,循环应用示例,例,5.3,求,N!,void main(),int,a,i,n,；,a=1;i=0;,scanf,(“%d”,&n),；,do,i=i+1,；,a=a*i,；,while(in);,printf,(“n!=%d”,a),；,前面板和程序框图,While,循环,While,循环,添加定时器,While,循环,使用移位寄存器和反馈节点,累加器程序,5.1.2,条件结构,条件结构类似于文本编程语言中的,switch,语句或,if.then.else,语句,。,选择端口相当于,C,语言的,Switch,语句中的“表达式”，框图表示符相当于“表达式,n”,。,编程时，将外部控制条件连接至选择端口上，程序运行时选择端口会判断送来的控制条件，引导选择结构执行相应框架中的内容。,选择端口的外部控制条件的数据类型有整型、布尔型、字符串型和枚举型。,条件结构,If(a%2=0),b=a+2;,else,b=a+1;,end,等价于,if.else.,语句的条件结构,条件结构,等价于,switch,语句的条件结构,switch(fruit),case apple:price=9;,case banana:price=10;,case pear:price=8;,default:price=0;,条件结构应注意的问题,在使用选择结构时，,控制条件的数据类型必须与图框标识符中的数据类型一致,。二者若不匹配，,LabVIEW,会报错，图框标识符中字体的颜色将变为红色。,在,LabVIEW,中，对于数值型条件必须包含处理超出范围值的默认分支，对于其它类型的条件可设或不设，但必须明确地列出每一个可能的输入值。,条件结构的数据输入和输出通道,当由外部节点向结构框架连线时，在结构边框就创建了输入通道，而当由框内内节点与边框连线时，在结构边框就建立了输出通道。,对所有条件分支来说对于输入通道的数据可以使用，也可以不使用。,只要有一个分支提供输出数据，所有分支条件都必须与输出通道连接。,条件结构应用举例,例,5.4,求一个数的平方根，若该数,0,，计算该值平方根并将计算结果输出；若该数,0,时，输出错误代码“,-999.00”,。,框图程序,运行结果,条件结构应用举例,例,5.5,利用条件结构编写温度采集报警程序，当采集温度高于设定值时产生报警。,前面板和程序框图,5.1.3,顺序结构（,Sequence Structure,）,5.1.1,LabVIEW,程序的执行顺序,数据流式的编程方法,多段代码同时执行,5.1.3,顺序结构,LabVIEW,顺序结构的功能是强制程序按一定的顺序执行。顺序结构包含一个或多个按顺序执行的子程序框图或帧。,LabVIEW,提供了两种顺序结构：,平铺式顺序结构,层叠式顺序结构,5.1.3,顺序结构（,Sequence Structure,）,在平铺的帧间传递数据,5.1.3,顺序结构（,Sequence Structure,）,在层叠的帧间传递数据,顺序结构应用举例,例,5.6,计算生成等于某个给定值的随机数据所用时间。,层叠式顺序结构,VI,的程序框图,5.1.4,事件结构（,Event Structure,）,分析该程序可以看出，这个程序在没有用户点击的情况下完全都是在“空转”，浪费了大量的,CPU,资源，而且当“事件”发生太快时可能会被忽略。因此,Labview,提供了事件结构来解决这个问题，即仅当“事件”发生时，程序才做相应的响应,基于,While,循环和,Case,结构的单击计数器,5.1.4,事件结构,事件是对活动发生的异步通知。事件可以来自于用户界面、外部,I/O,或程序的其他部分。用户界面事件包括鼠标点击、键盘按键等动作。,LabVIEW,应用程序在没有事件发生时处于休息状态，直到前面板窗口中有一个事件发生为止。,1.,事件结构的组成,事件结构包含超时端口和事件端口,事件选择器标签,表明由哪些事件引起了当前分支的执行。,事件超时接线端,用于设置事件结构在等待指定事件发生时的超时时间,事件数据节点,用于输出事件的参数，端口数目和数据类型根据事件的不同而不同。,2.,事件结构的使用,用户界面事件有两种类型：通知事件,过滤事件,通知事件,表明某个用户操作已经发生，比如用户改变了控件的值。,过滤事件,将通知用户,LabVIEW,在处理事件之前已由用户执行了某个操作，以便用户就程序如何与用户界面的交互作出响应进行自定义。,3.,编辑事件对话框,通过编辑事件对话框，可以设定某个事件结构分支响应的事件。,事件结构,基于事件结构的单击计数器,注意：事件结构必须放在,While,循环中，否则没有意义，因为一个事件完成后，程序需要等待下一个事件的发生。,如果想在上面程序添加一个按钮，即单击其中任何一个按钮时，计数器均加,1,，无须复制事件，只需把,hit me,对应的事件添加一个触发源即可。,5.,Filter,事件,顾名思义，当该事件发生时，用户可以过滤掉甚至完全放弃掉该事件将触发的活动。,例如：通过,Filter,事件，当用户试图关闭一个,VI,的时候，将弹出对话框提示该,VI,不能被关闭，并放弃关闭该,VI,事件结构应用举例,例,5.7,利用事件结构演示用鼠标单击前面板窗口时，发生鼠标按下事件并处理鼠标按下事件。,询问对话框,事件结构,VI,的程序框图,5.1.5,公式节点,（,Formula Node,）,公式节点,：一种专用于处理数学公式编程的特殊结构形式。在公式节点框架内。,LabVIEW,允许用户像书写数学公式或方程一样，直接编写数学处理节点，形式与标准,C,语言类似。,公式节点的创建通常按以下步骤进行,第一步创建公式节点,第二步添加输入、输出端口,第三步输入程序代码,公式节点,通过公式节点，用户不仅可以实现复杂的数学公式，还能通过文本编程写一些基本的逻辑语句，如,ifelse,case,while,循环之类的语句。,y=,公式节点中可以包含任意数量的公式,公式节点,公式节点的应用,例,5.8,输入三角形的三边长，求三角形面积。,基本公式节点框架中出现的所有变量，必须有一个相对应的输入端口或输出端口，否则，,LabVIEW,会报错。,前面板和程序框图,