【文章內(nèi)容簡介】 作 順序結(jié)構(gòu) 在 LABVIEW 中 ,得用數(shù)據(jù)流機制 可以實現(xiàn)很多順序執(zhí)行功能 .但是只有數(shù)據(jù)流控制的順序執(zhí)行機制是不夠的 ,在某些情況下 ,需要更強的順序執(zhí)行控制結(jié)構(gòu) .Suquence 就是為了滿足這一需求而引入的 .下面以平鋪順序結(jié)構(gòu)來對順序結(jié)構(gòu)作簡單的介紹 . 平鋪順序結(jié)構(gòu) 平鋪順序結(jié)構(gòu)電初建立只有一幀 ,需要在邊框上彈出快捷菜單中選取擇 Add Frame After, 將 這 一 幀 的 后 面 添 加 一 個 空 白 幀 , 平 鋪 順 序 結(jié) 構(gòu) 在FunctionsExecution Contorl 和 FunctionsAll Functionsstructures 子模板上都能找到 ,其結(jié)構(gòu)如圖 211所示 . 圖 (211)平鋪的順序結(jié)構(gòu) 下面以一個不鋪結(jié)構(gòu)的例子來對其進行說明 ,如圖 312 所示 : 圖 (212)平鋪順序結(jié)構(gòu)示例 該程序通過平鋪順序結(jié)構(gòu) ,來對二個 Tick count 實現(xiàn)順序連接 ,連接的間隔時間通過 Time Delay 來控制 .最后由一個減法器來計算二個 Tick count 之差的絕對值 ,再除以 100,最后通過一個十進制數(shù)字輸顯示器將計算的值顯示到前面板上 . 15 公式節(jié)點 作為一門比較完善的圖形化編程語言 ,LABVIEW 的程序描述能力已經(jīng)足夠強大 .然而僅僅如此還不夠 ,因為一些復(fù)雜的算法完全依賴圖形代碼來實現(xiàn)會過于繁瑣 .為此 ,LABVIEW 中還包含了以文本編程形式實現(xiàn)程序邏輯的公式節(jié)點(Formula Node). 公式節(jié)點位于 FunctionsAll Functionsstructures子模板上 ,新添加的公式節(jié)點如圖 213 所示 : （ 公式節(jié)點圖 213） 下面以公式節(jié)點對中間變量進行處理的例子來對公式節(jié)點進行簡要的介紹 ,如圖 214所示 ,Y是一個計算過程中的中間變量 ,也作為輸出端子引出公式節(jié)點 ,但是 Y并不與外界代碼連接 ,因為這個中間變量的值并不受的重視 . 圖 (214) 公式節(jié)點對中間變量處理示例 圖形顯示 16 第三章 圖形顯示 3． 1 概述 圖形顯示對于虛擬儀器面板設(shè)計是一個重要的內(nèi)容。 LabVIEW 為此提供了豐富的功能。在前面幾章我們已經(jīng)接觸了這個問題，現(xiàn)在較系統(tǒng)地介紹一下。 我們不從圖形的實現(xiàn)方法上去討論問題 ,那是計算機圖形學(xué)的課題。但我們需要從用戶的可能的需求角度探求一下，如果你需要做虛擬儀器方面的開發(fā)，那么可能遇到些什么圖形問題。 LabVIEW 在這方面所做的工作是非常值得借鑒的。 在 LabVIEW 的圖形顯示功能中 Graph 和 Chart 是兩個基本的概念。 一般說來Chart 是將數(shù)據(jù)源（例如采集得到的數(shù)據(jù)）在某一坐標系中，實時、逐點地顯示出來，它可以反映被測物理量的變化趨勢，例如顯示一個實時變化的波形或曲線，傳統(tǒng)的模擬示波器、波形記錄儀就是這樣。而 Graph 則是對已采集數(shù)據(jù)進行事后處理的結(jié)果。它先將被采集數(shù)據(jù)存放在一個數(shù)組之中，然后根據(jù)需要組織成所需的圖形顯示出來。它的缺點是沒有實時顯示，但是它的表現(xiàn)形式要豐富得多。例如采集了一個波形后，經(jīng)處理可以顯示出其頻譜圖?，F(xiàn)在，數(shù)字示波器也可以具備類似 Graph 的顯示功能。 LabVIEW 的 Graph 子模板中有許多可供 選用的控件，其中常用的見下表： Chart Graph Waveform（波形） * * XY * Intensity（強度圖） * * Digital（數(shù)字圖） * 3D Surface（三維曲面） * 3D Parametric（三維參變量） * 3D Curve（三維曲線） * 由表中可以看出， Chart 方式盡管能實時、直接地顯示結(jié)果，但其表現(xiàn)形式有限，而 Graph 方式表現(xiàn)形式要遠為豐富，但這是以犧牲實時為代價的。在LabVIEW 6i版本中還包含有極坐標等 其他圖形（ Plot），本章不討論。 17 3． 2 Graph 控件 各種圖形都提供了相應(yīng)的控件，以 Graph 為例介紹。圖 3－１所示為它的控件。所有這些控件都包含在圖形快速菜單的 Visible Items 選項下。 曲線圖例可用來設(shè)置曲線的各種屬性，包括線型（實線、虛線、點劃線等）、線粗細、顏色以及數(shù)據(jù)點的形狀等。 圖形模板可用來對曲線進行操作，包括移動、對感興趣的區(qū)域放大和縮小等。 光標圖例可用來設(shè)置光標、移動光標，幫助你用光標直接從曲線上讀取感興趣的數(shù)據(jù)。 刻度圖例用來設(shè)置坐標刻度的數(shù)據(jù)格式、類型（普通坐標或?qū)?shù) 坐標），坐標軸名稱以及刻度柵格的顏色等。 圖 31 Graph 的圖形控件 曲線圖例 刻度圖例 (Scale Legend) 圖形模板 (Graph Palette) 光標圖例 (Cursor Legend) 標簽 (Label) 說明 (Caption) 圖形顯示 18 3． 3 Chart 的獨有控件 Chart 的數(shù)據(jù)并沒有事先存在一個數(shù)組中，它是實時顯示的，為了能夠看到先前的數(shù)據(jù)， Chart 控件內(nèi)部含有一個顯示緩沖器，其中保留了一些歷史數(shù)據(jù)。這個緩沖器按照先進先出的原則管理，其最大容量是 1024 個數(shù)據(jù)點。 ? 滾動條 (Scrollbar) 它直接對應(yīng)于顯示緩沖器，通過它可以前后觀察緩沖器內(nèi)任何位置的數(shù)據(jù)。 ? 數(shù)據(jù)顯示 (Digital Display) 選中它，可以在圖形右上角出現(xiàn)一個數(shù)字 顯示器，這樣可以在畫出曲線的同時顯示當前最新的一個數(shù)據(jù)值。 ? 刷新模式 (Update Mode) Chart 提供了三種畫面的刷新模式，分別是 ： ? Strip Chart Mode（條 狀 圖）：它與紙帶式圖表記錄儀類似。曲線從左到右連續(xù)繪制，當新的數(shù)據(jù)點到達右部邊界時，先前的數(shù)據(jù)點逐次左移。 ? Scope Chart Mode（示波器模式）：它與示波器類似。曲線從左到右連續(xù)繪制，當新的數(shù)據(jù)點到達右部邊界時，清屏刷新，從左邊開始新的繪制。它的速度較快。 ? Sweep Chart Mode（掃描模式）：與示波器模式的不同 在于當新的數(shù)據(jù)點到達右部邊界時，不清屏，而是在最左邊出現(xiàn)一條垂直掃描線，以它為分界線，將原有曲線逐點向右推，同時在左邊畫出新的數(shù)據(jù)點。如此循環(huán)下去。 ? 堆疊式圖區(qū)（ Stack Plots） 在相同的縱坐標下，由于各種測量信號的差異，將幾條曲線顯示在同一個圖區(qū)有困難時，可以組織出一種縱坐標相同，而有各自橫坐標的堆疊式圖區(qū)。 打開 \LabVIEW\Examples\Graphs\ 目錄的 ，那里提供了有關(guān) Chart 的各種形態(tài)的例子，以及堆疊式圖區(qū)的例子 19 練習(xí) 3－ 1 Chart 和 Graph 的比較 ： 目的：創(chuàng)建一個 VI，用 Chart 和 Graph 分別顯示 40 個隨機數(shù)產(chǎn)生的曲線，比較程序的差別。 前面板及流程圖如下 圖 3－ 2 Chart 和 Graph 的比較 顯示的運行結(jié)果是一樣的。但實現(xiàn)方法和過程不同。在流程圖中可以看出，Chart 產(chǎn)生在循環(huán)內(nèi)，每得到一個數(shù)據(jù)點，就立刻顯示一個。而 Graph 在循環(huán)之外， 40 個數(shù)都產(chǎn)生之后，跳出循環(huán)，然后一次顯示出整個數(shù)據(jù)曲線。從運行過程可以清楚地看到這一點。 值得注意的還有 For 循環(huán)執(zhí)行 40 次，產(chǎn)生的 40 個數(shù)據(jù) 存儲在一個數(shù)組中，這個數(shù)組創(chuàng)建于 For 循環(huán)的邊界上（使用自動索引功能）。在 For 循環(huán)結(jié)束之后，該數(shù)組就將被傳送到外面的 Graph。仔細看流程圖，穿過循環(huán)邊界的連線在內(nèi)、外兩側(cè)粗細不同，內(nèi)側(cè)表示浮點數(shù)，外側(cè)表示數(shù)組。 練習(xí) 3－ 1 結(jié)束 圖形顯示 20 XY 圖形控件（ XY Graph） 波形圖（ Waveform Graph）有一個特征，其 X是測量點序號、時間間隔等，Y是測量數(shù)據(jù)值。但是它并不適合描述一般的 Y值隨 X值變化曲線。適合于這種情況的控件是 XY Graph。我們通過一個構(gòu)成利薩育圖形的例子來看一下它的使用。我 們知道如果控制 XY 方向的兩個數(shù)組分別按正弦規(guī)律變化（假設(shè)其幅值、頻率都相同），如果它們的相位相同，則利薩育圖形是一條 45 度的斜線，當它們之間相位差 90 度時為圓，其他相位差是橢圓。 練習(xí) 3－ 2 利用 XY Graph 構(gòu)成利薩育圖形。 圖 3－ 3 利用 XY Graph 構(gòu)成利薩育圖形 面板和框圖如圖 3－ 3所示。面板上除了一個 XY Graph 外，還有一個相位差輸入控件。在框圖中使用了兩個 Sine ，第一個所有輸入?yún)?shù)（包括頻率、幅值、相位等）都使用缺省值，所以其 初始相位為０。第二個將其初始相位作為一個控件引到面板上。它們的輸出是包括 t0、 dt 和 Y 值的簇，但是對于 XY Graph 只需要其中的 Y 數(shù)組，因此使用波形函數(shù)中的 Get Waveform Components 函數(shù)分別提取出各自的 Y 數(shù)組，然后再將他們捆綁在一起，連接到 21 XY Graph 就可以了。當相位置為 45 度時，運行程序，得到如圖所示的橢圓。 練習(xí) 3－ 2 結(jié)束 3． 5 強度圖形控件（ Intensity Graph） 強度圖形控件提供了一種在二維平面上表現(xiàn)三維數(shù)據(jù)的方法。例如可以用屏幕色彩的亮度來反映一個二維 數(shù)組元素值的大小。圖 3－ 3就是這樣的一個例子。注意圖中的 x、 y軸刻度對應(yīng)的是數(shù)組行、列的序號。 圖 3－ 3 用強度圖形表現(xiàn)一個二維數(shù)組及其元素值的大小 數(shù)字波形圖控件（ Digital Waveform Graph） 該控件的例子見圖 3－ 5。面板上有一個輸入控制，共輸入了 7個十進制數(shù)，還有一個二進制顯示對象，顯示了這些十進制數(shù)對應(yīng)的二進制數(shù)，最右邊是一個Digital Waveform Graph。注意這個圖中數(shù)據(jù)應(yīng)當從縱方向讀出，在橫坐標上的刻度是數(shù)據(jù)的序號（ 0 到 6），其中最后一 個數(shù)的序號是 6，縱坐標從下向上讀是11111111，第一個數(shù)的序號是 0，其值從上向下讀是 00000001，而第二個數(shù)（序號１）是 00000010。 圖形顯示 22 圖 3－ 5 數(shù)字波形圖控件的例圖 該程序的框圖中值得注意的問題有以下幾點： ? 十進制數(shù)可以直接送給 Digital Waveform Graph，不必事先轉(zhuǎn)化為二進制數(shù)。 ? 在送給 Digital Waveform Graph 之前，需要經(jīng)過一個捆綁（ bundle 函數(shù)）。 ? 捆綁的順序是 x0、 deltx 、輸入數(shù)據(jù)，最后是 Number of Ports。這里的 Number of Ports 將反映二進制的位數(shù)或字長，為 1 時是 8位，為 2時變?yōu)?16 位，余類推。 23 第四章 數(shù) 據(jù) 采 集 數(shù)據(jù)采集是 LABVIEW 的核心技術(shù)之一。 LABVIEW 提供了與 NI 公司的數(shù)據(jù)采集硬件相配合的豐富的軟件資源，使得它能夠方便地將現(xiàn)實世界中各種物理量數(shù)據(jù)采集到計算機中，從而為計算機在測量領(lǐng)域發(fā)揮強大的功能奠定了基礎(chǔ)。本章主要介紹 LABVIEW 的數(shù)據(jù)采集功能。 4． 1 數(shù)據(jù)采集基礎(chǔ) 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的構(gòu)成 要將數(shù)據(jù)采集到計算機里，并對共進行全 理的組織，需要建一個完整的數(shù)據(jù)采集（ Data AcQuisition,DAQ） 系統(tǒng)。它包括：傳感器和變換器、信號調(diào)理設(shè)備、數(shù)據(jù)采集卡、驅(qū)動程序、硬件配置管理軟件、應(yīng)用軟件、計算機等。使用不同的傳感器和變換器可以測量各種不同的物理量，并將它們轉(zhuǎn)化成最信號；信號調(diào)節(jié)設(shè)備可對采集到的電信號進行加工，使它們適合數(shù)據(jù)采集卡等設(shè)備的需求；計算機通過數(shù)據(jù)采集卡等獲得測量數(shù)據(jù)；軟件則控制著整個測量系統(tǒng)，它告訴采集設(shè)備什么時候從那個通道獲取數(shù)據(jù)，同時還要對原始數(shù)據(jù)進行分析處理，并將最后結(jié)果表示成容易理解的方式，例如圖表、文件 等。 傳感器和變換器的種類繁多，客觀存在們直接與各種物理量打交道，并將這些物理量轉(zhuǎn)換為 DAQ 系統(tǒng)可以采集的電信號。在設(shè)計自動化測量系統(tǒng)前，必須要對侍測對象和測量需求作出詳細的分析，從而正確選擇合適的傳達室感器和變換器。 信號調(diào)量設(shè)備對傳感器和變換器送來的信號采取放大、濾波、隔離等措施，將它們轉(zhuǎn)化成采集設(shè)備容易讀取的信號。如果實際的信號符合數(shù)據(jù)采集卡等采集設(shè)備的要求，則信號調(diào)理模塊可以省略。 采集設(shè)備將信號傳達室送到計算機中，比較常見的是插入式數(shù)據(jù)采集卡，它可以直接插到臺式機的 PCI 插槽上；還有基于 PXI 規(guī)范 的采集設(shè)備，它內(nèi)部可以插入多個數(shù)據(jù)采集卡，相當于擴展了計算機的 PCI 插槽；另外還有通過各種其他總線與計算機相連的外置式 DAQ