【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 abVIEW 的前面板和流程圖 前面板： 前面板是圖形用戶界面，也就是 VI 的虛擬儀器面板，這一界面上有用戶輸入和顯示輸出兩類對(duì)象，具體表現(xiàn)有開關(guān)、旋鈕、圖形以及其他控制（ control）和顯示對(duì)象（ indicator）。圖 21 所示是一個(gè)隨機(jī)信號(hào)發(fā)生和顯示的簡(jiǎn)單 VI 是它的前面板，上面有一個(gè)顯示對(duì)象，以曲線的方式顯示了所產(chǎn)生的一系列隨機(jī)數(shù)。還有一個(gè)控制對(duì) 象 —— 開關(guān)，可以啟動(dòng)和停止工作。顯然，并非簡(jiǎn)單地畫兩個(gè)控件就可以運(yùn)行，在前面板后還有一個(gè)與之配套的流程圖。 圖 21 隨機(jī)信號(hào)發(fā)生器的前面板 流程圖： 流程圖提供 VI 的圖形化源程序。在流程圖中對(duì) VI 編程，以控制和操縱定義在前面板上的輸入和輸出功能。流程圖中包括前面板上的控件的連線端子，還有一些前面板上沒有，但編程必須有的東西，例如函數(shù)、結(jié)構(gòu)和連線等。圖 22 是與圖 21 對(duì)應(yīng)的流程圖。我們可以看到流程圖中包括了前面板上的開關(guān)和隨機(jī)數(shù)顯示器的連線端子，還有一個(gè)隨機(jī)數(shù)發(fā) 生器的函數(shù)及程序的循環(huán)結(jié)構(gòu)。隨機(jī)數(shù)發(fā)生器通過連線將產(chǎn)生的隨機(jī)信號(hào)送到顯示控件，為了使西 南 交 通 大 學(xué) 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）紙 No. 9 它持續(xù)工作下去，設(shè)置了一個(gè) While Loop 循環(huán)，由開關(guān)控制這一循環(huán)的結(jié)束。 圖 22 隨機(jī)信號(hào)發(fā)生器的流程圖 如果將 VI 與標(biāo)準(zhǔn)儀器相比較，那么前面板上的東西就是儀器面板上的東西，而流程圖上的東西相當(dāng)于儀器箱內(nèi)的東西。在許多情況下，使用 VI 可以仿真標(biāo)準(zhǔn)儀器，不僅在屏幕上出現(xiàn)一個(gè)惟妙惟肖的標(biāo)準(zhǔn)儀器面板，而且其功能也與標(biāo)準(zhǔn)儀器相差無幾。 212 LabVIEW 的 程序結(jié)構(gòu) LabVIEW 中常用的結(jié)構(gòu)有以下幾種： 1) 循環(huán)結(jié)構(gòu) While 循環(huán) While 循環(huán)可以反復(fù)執(zhí)行 循環(huán)體的 程序，直至到達(dá)某個(gè)邊界條件。它類似于普通編程語言中的 Do 循環(huán)和 RepeatUntil 循環(huán)。 While 循環(huán)的框圖是一個(gè)大小可變的方框，用于執(zhí)行框中的程序，直到條件端子接收到的布爾值為 FALSE。 西 南 交 通 大 學(xué) 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）紙 No. 10 ? 該循環(huán)有如下特點(diǎn)： ? 計(jì)數(shù)從 0 開始（ i=0） 。 ? 先執(zhí)行循環(huán)體，而后 i+1，如果循環(huán)只執(zhí)行一次，那么循環(huán)輸出值 i=0。 ? 循環(huán)至少要運(yùn)行一次。 循環(huán)變量條件端子 圖 23 While 循環(huán)示意圖 For 循環(huán) For 循環(huán)用于將某段程序執(zhí)行指定次數(shù)。和 While 循環(huán)一樣，它不會(huì)立刻出現(xiàn)在流程圖中，而是出現(xiàn)一個(gè)小的圖標(biāo)，而后您可以修改它的大小和位置。具體的方法是，先單擊所有端子的左上方，然后按下鼠標(biāo)，拖曳出一個(gè)包含所有端子的矩形。釋放鼠標(biāo)時(shí)就創(chuàng)建了一個(gè)指定大小和位置的 For 循環(huán)。 圖 24 for 循環(huán)示意圖 For 循環(huán)將把它的框圖中的程序執(zhí)行指定的次數(shù)， For 循環(huán)具有下面這兩個(gè)端子： N： 計(jì)數(shù)端子（輸入端子） —— 用于指定 循環(huán)執(zhí)行的次數(shù)。 西 南 交 通 大 學(xué) 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）紙 No. 11 I： 周期端子（輸出端子） —— 含有循環(huán)已經(jīng)執(zhí)行的次數(shù)。 上圖顯示了一 個(gè) 可以產(chǎn)生 100 個(gè)隨機(jī)數(shù)并將數(shù)據(jù)顯示在一個(gè)圖表上的 For 循環(huán)。在該例中， i 的初值是 0，終值是 99。 2) 分支結(jié)構(gòu)： Case Case 結(jié)構(gòu)含有兩個(gè)或者更多的子程序（ Case） ， 執(zhí)行那一個(gè)取決于與選擇端子或者選擇對(duì)象的外部接口相連接的某個(gè)整數(shù)、布爾數(shù)、字符串或者標(biāo)識(shí)的值。必須選擇一個(gè)默認(rèn)的Case 以處理超出范圍的數(shù)值，或者直接列出所有可能的輸入數(shù)值。 Case 結(jié)構(gòu)見下圖，各個(gè)子程序占有各自的流程框，在其上沿中央有相應(yīng)的子程序標(biāo)識(shí) ： True、 False 或１、２、３?。按鈕用來改變當(dāng)前顯示的子程序（各子程序是重疊放在屏幕同一位置上的）。 圖 25 case 結(jié)構(gòu)示意圖 3) 順序結(jié)構(gòu)（ Sequence Structure） 在代碼式的傳統(tǒng)編程語言中，默認(rèn)的情況是，程序語句按照排列順序執(zhí)行，但 LabVIEW 中不同，它是一種圖形化的數(shù)據(jù)流式編程語言。在 圖 26 左圖中，假設(shè)有 A、 B、 C、 D４個(gè)節(jié)點(diǎn)，其數(shù)據(jù)流向如右圖所示。按照數(shù)據(jù)流式語言的約定，任何一個(gè)節(jié)點(diǎn)只有在所有的輸入數(shù)據(jù)有效時(shí)才會(huì)執(zhí)行，所以圖中，當(dāng)且僅當(dāng) A、 B、 C３個(gè)節(jié)點(diǎn)執(zhí)行完，使得 D 節(jié)點(diǎn)的３個(gè)輸入數(shù)據(jù)都到達(dá) D 節(jié)點(diǎn)后，D 節(jié)點(diǎn)才執(zhí)行。但是你要注意，這里并沒有規(guī)定 A、 B、 C３個(gè)西 南 交 通 大 學(xué) 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）紙 No. 12 ADCB節(jié)點(diǎn)的執(zhí)行順序。 圖 26 順序結(jié)構(gòu)的說明 在 LabVIEW 中這種情況下， A、 B、 C 的執(zhí)行順序是不確定的，如果你需要對(duì)它們規(guī)定一個(gè)確定的順序，那就需要使用本節(jié)介紹的“順序結(jié)構(gòu)”。 圖 26 中的右邊是順序結(jié)構(gòu)的圖標(biāo)，它看上去像是電影膠片。它可以按一定順序執(zhí)行多個(gè)子程序。首先執(zhí)行 0 幀中的程序，然后執(zhí)行 1 幀中的程序，逐個(gè)執(zhí)行下去。與 Case 結(jié)構(gòu)類似，這多幀程序在流程圖中占有同一個(gè)位置。 213 LabVIEW 的 數(shù)組操作 數(shù)組 是同類型元素的集合。一個(gè)數(shù)組可以是一維或者多維，如果必要，每維最多可有 231－ 1 個(gè)元素?？梢酝ㄟ^數(shù)組索引訪問其中的每個(gè)元素。索引的范圍是 0 到 n – 1，其中 n 是數(shù)組中元素的個(gè)數(shù)。圖 28 所顯示的是由數(shù)值構(gòu)成的一維數(shù)組。注意第一個(gè)元素的索引號(hào)為 0，第二個(gè)是 1，依此類推。數(shù)組的元素可以是數(shù)據(jù)、字符串等，但所有元素的數(shù)據(jù)類型必須一致。 數(shù)組的操作主要有以下幾種： ? 創(chuàng)建數(shù)組 —— Build Array 函數(shù)（ Functions187。Array），用于根據(jù)西 南 交 通 大 學(xué) 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）紙 No. 13 標(biāo)量值或者其他的數(shù)組創(chuàng)建一個(gè)數(shù)組。 圖 27 創(chuàng)建數(shù)組控件 開始時(shí)， Build Array 函數(shù)具有一個(gè)標(biāo)量輸入端子。您可以根據(jù)需要向該功能函數(shù)中加入任意數(shù)量的輸入，輸入可以是標(biāo)量或者數(shù)組。如果要添加其他的輸入，用鼠標(biāo)單擊函數(shù)的左側(cè)，在彈出菜單中選擇 Add Element Input 或者 Add Array Input。還可以用變形工具來增大節(jié)點(diǎn)的面積（把移位工具放置在某個(gè)對(duì)象的邊角就會(huì)變成變形光標(biāo)）。也可以使用變形光標(biāo)或者選擇 Remove Input來刪除輸入。 下圖顯示了利用流程圖中的常數(shù)對(duì)象的值創(chuàng)建和初始化數(shù)組的兩種方法。左側(cè)的方法是，將 5 個(gè)字符串常數(shù)放入一個(gè)一 維字符串?dāng)?shù)組中。右側(cè)的方法是，將三組數(shù)值常數(shù)放入三個(gè)一維數(shù)值數(shù)組，再將這三個(gè)數(shù)組組成一個(gè)二維數(shù)組。這樣最后產(chǎn)生的是一個(gè) 3x3 的數(shù)組，三列分別是 3， 4， 7； –1， 6， 2； 5， –2， 8。 圖 28 創(chuàng)建數(shù)組實(shí)例 還可以通過結(jié)合其他的含有標(biāo)量元素的數(shù)組來創(chuàng)建數(shù)組。例如，假設(shè)有兩個(gè)數(shù)組，三個(gè)標(biāo)量元素，可把它們組成一個(gè)新的數(shù)西 南 交 通 大 學(xué) 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）紙 No. 14 組，順序是：數(shù)組 1，標(biāo)量 1，標(biāo)量 2，數(shù)組 2，標(biāo)量 3。 ? 初始化數(shù)組（ Initialize Array） —— 用于創(chuàng)建所有元素值都相等的數(shù)組。下圖中，該功能函數(shù)創(chuàng)建了一個(gè)一維數(shù)組 。 圖 29 初始化數(shù)組控件及其實(shí)例 元素輸入端子決定每個(gè)元素的數(shù)據(jù)類型和數(shù)值，維長(zhǎng)度輸入端子決定數(shù)組的長(zhǎng)度，例如，假設(shè)元素類型是長(zhǎng)整型，值為 5，維長(zhǎng)度為 100，那么創(chuàng)建的數(shù)組是一個(gè)一維的、由 100 個(gè)值為 5 的長(zhǎng)整型元素組成的數(shù)組。也可以從前面板控制端子、流程圖常數(shù)或者程序其他部分的計(jì)算結(jié)果得到輸入。 創(chuàng)建和初始化一個(gè)多維數(shù)組的方法是，用鼠標(biāo)右鍵單擊函數(shù)的右下側(cè)，在彈出菜單中選擇 Add Dimension。還可以使用變形光標(biāo)來增大初始化數(shù)組節(jié)點(diǎn)的面積，為每個(gè)增加的維添加一個(gè)維長(zhǎng) 度輸入端子。也可以通過縮小節(jié)點(diǎn)的方法來刪除維，即從函數(shù)的彈出菜單中選擇 Remove Dimension，或者使用變形光標(biāo)。下面的示意圖顯示了怎樣初始化一個(gè)三維數(shù)組。 圖 210 初始化一個(gè)三維數(shù)組 如果所有的維長(zhǎng)度輸入都是 0，該函數(shù)會(huì)創(chuàng)建一個(gè)具有指定數(shù)據(jù)類型和維數(shù)的空數(shù)組。 西 南 交 通 大 學(xué) 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）紙 No. 15 ? 數(shù)組大小 —— Array Size 函數(shù)，返回輸入數(shù)組中的元素個(gè)數(shù)。 圖 211 數(shù)組大小實(shí)例 ? 數(shù)組子集（ Array Subset） —— 選取數(shù)組或者矩陣的某個(gè)部分。 圖 212 數(shù)組子集控件 該函數(shù)可以返回從某個(gè) 指針開始的部分?jǐn)?shù)組，并包括了長(zhǎng)度元素。下圖顯示了一些數(shù)組子集的例子，注意，數(shù)組索引從 0 開始。 圖 213 數(shù)組子集實(shí)例 ? 索引數(shù)組（ Index Array） —— 用于訪問數(shù)組中的某個(gè)元素。 西 南 交 通 大 學(xué) 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）紙 No. 16 圖 214 索引數(shù)組控件 下圖顯示了一個(gè)索引函數(shù)的例子，它用于訪問數(shù)組中的第三個(gè)元素。注意，因?yàn)榈谝粋€(gè)元素的索引為 0，所以第三個(gè)元素的索引是 2。 圖 215 一維索引數(shù)組實(shí)例 將一個(gè)二維數(shù)組與 Index Array 函數(shù)相連， Index Array 就會(huì)含 2個(gè)索引端子。將一個(gè)三維數(shù)組與 Index Array 函數(shù)相連， Index Array就會(huì)含 3 個(gè)索引端子。余類推。可以使用的索引端的符號(hào)是一個(gè)黑方快，被禁止使用的索引端（ Disable Indexing）是一個(gè)空心的小方框。當(dāng)給一個(gè)被禁止使用的索引端連接上一個(gè) Constant 或 Control 是它會(huì)自動(dòng)變?yōu)楹诜娇?，即變?yōu)榭梢运饕?，相反原來一個(gè)可以使用的索引端上連接的 Constant 或 Control 被刪去時(shí)，索引端符號(hào)會(huì)自動(dòng)變?yōu)榭招牡男》娇?，即變?yōu)榻故褂谩? 也可以按照任何維的組合提取子數(shù)組，下面的示意圖顯示了怎樣從一個(gè)二維數(shù)組中提取一個(gè)一維的行或者列數(shù) 組。 圖 216 二維索引數(shù)組實(shí)例 還可以從一個(gè)三維數(shù)組中提取一個(gè)二維數(shù)組，方法是禁止兩個(gè)索引端子，或者通過禁止一個(gè)索引端子提取一個(gè)一維數(shù)組。下圖顯示了從三維數(shù)組提取數(shù)組的各種方法。 西 南 交 通 大 學(xué) 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）紙 No. 17 圖 217 索引三維數(shù)組實(shí)例 下面的規(guī)則對(duì)使用剪切數(shù)組進(jìn)行了規(guī)定： 輸出對(duì)象的維數(shù)必須等于被禁止的索引端口的數(shù)目。例如 0 個(gè)索引端口被禁止＝標(biāo)量元素 1 個(gè)索引端口被禁止＝二維元素 2 個(gè)索引端口被禁止＝三維元素 啟動(dòng)的端子所連接的數(shù)值必須指定輸出元素。 這樣，您就可以理解，上圖中左下方的例子的作用是，利用 0列和 3 行的所有元素產(chǎn)生一個(gè)一維數(shù)組，而右上方的例子的作用是利用第一幀中的所有元素產(chǎn)生一個(gè)二維數(shù)組。新的第 0 個(gè)元素是與原有元素最近的元素。 214 DataSocket 通訊 虛擬儀器技術(shù)把計(jì)算機(jī)技術(shù)和儀器技術(shù)完美的結(jié)合起來 ， 而網(wǎng)絡(luò)化虛擬儀器則是把虛擬儀器技術(shù)和面向 Inter的 Web技術(shù)結(jié)合起來所產(chǎn)生的一種新技術(shù)。形象一點(diǎn)說 ， 虛擬儀器把傳統(tǒng)儀器的前面板移植到了計(jì)算機(jī)上 ， 利用計(jì)算機(jī)上的資源進(jìn)行測(cè)試 ， 而網(wǎng)絡(luò)化虛擬儀器則把前面板移植到了 Inter 上 ， 通過 Web 瀏覽器遠(yuǎn)程控制現(xiàn)場(chǎng)的測(cè)試儀器和對(duì)象 ， 測(cè)試結(jié)果和測(cè)量數(shù)據(jù)可 以通過西 南 交 通 大 學(xué) 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）紙