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1、虚拟仪器设计基础虚拟仪器设计基础 第二讲第二讲：程序结构程序结构本节本节课内容课内容一、循环结构一、循环结构二、条件结构二、条件结构三、顺序结构三、顺序结构四、公式节点四、公式节点五、事件结构五、事件结构 路径路径：函数选板函数选板- 编程编程 - 结构结构 LabVIEW执行的数据流机制，本质上是顺序执执行的数据流机制，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必须有循环、条件等特殊的控制程序流程的所谓“程序结构程序结构”。如此，设计出的应用程序的功能才更。如此，设计出的应用程序的功能才更完
2、整、更合理。完整、更合理。While循环循环For循环循环循环结构内外数据的交换循环结构内外数据的交换自动索引自动索引移位寄存器移位寄存器一、循环结构一、循环结构1. While循环（循环（1）路径路径2：函数选板：函数选板- Express - - 执行过程控制执行过程控制 路径路径1：函数选板：函数选板- 编程编程 - - 结构结构 在框图面板上执行操作。在框图面板上执行操作。1. While循环（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，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）；即至少执行图（需在子框图设置循环条件）；即至少执行1
3、次；次；2）循环计数端子加）循环计数端子加1，循环条件判断，决定是否继续循环；，循环条件判断，决定是否继续循环； While循环是循环是先执行、后判断先执行、后判断，即其功能是：，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 可在建立可在建立While循环后，向其中添加图形化程序代码，也可循环后，向其中添加图形化程序代码，也可在已有程序外建立在已有程序外建立While循环（框住程序代码）。这种结构还可循环（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。以嵌套，即其中还可以有程序结构。1. While循环（循环（3）举例：举例：构建一个可显示随机信号
4、波形的虚构建一个可显示随机信号波形的虚 拟仪器程序即拟仪器程序即VI，其速度应可调。，其速度应可调。2. For循环循环for i=0 to N-1执行循环体执行循环体End 即：执行循环的次数是确定的。即：执行循环的次数是确定的。 注意：注意：有别于有别于While循环，在操作上，循环，在操作上，For循环是先判循环是先判 断、后执行（子框图程序代码），即断、后执行（子框图程序代码），即 路径路径：函数选板：函数选板- 编程编程 - 结结构构 “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循环结构内外之间的数据交换要点要点：
5、执行循环前，读数一次；循环结束，才输出。：执行循环前，读数一次；循环结束，才输出。 4. 自动索引（自动索引（1） While循循环环和和ForFor循循环环具具有有一一种种所所谓谓自自动动索索引引功功能能。当当把把一一个个数数组组（有有关关知知识识稍稍后后介介绍绍）连连接接到到这这两两种种循循环环结结构构的的边边框框上上时时，会会在在边边框框上上生生成成所所谓谓可可流流动动数数据据的的隧隧道道。生生成成隧隧道道后后，可可选选择择是是否否打打开开自自动动索索引引功功能能。如如果果隧隧道道的的自自动动索索引引功功能能被被打打开开，则则数数组组将将在在每每次次循循环环中中顺顺序序经经隧隧道道送送过
6、过一一个个数数；该该数数在在原原数数组组中中的的索索引引（地地址址信信息），与当次循环计数端子的值相同。息），与当次循环计数端子的值相同。 对对于于While循循环环，自自动动索索引引被被默默认认关关闭闭；而而对对For循循环，自动索引被默认打开。环，自动索引被默认打开。 隧隧道道小小方方格格呈呈空空即即“ ”，自自动动索索引引功功能能被被打打开开；呈实心，则被关闭。呈实心，则被关闭。4. 自动索引（自动索引（2） 若若ForFor循循环环接接入入多多个个数数组组且且均均自自动动索索引引，同同时时循循环环总总数数端端子子也也接接入入一一正正整整型型常常量量，其其循循环环次次数数取取最最小小值值
7、。现况下，现况下，For循环的循环次数由数组元素个数确定。循环的循环次数由数组元素个数确定。 而而WhileWhile循环的执行次数，仍然由条件端子决定。循环的执行次数，仍然由条件端子决定。4. 自动索引（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，选择启动索启动索引引，打开自动索引功能。反之，可以关闭其自动索引功能。，打开自动索引功能。反之，可以关闭其自动索引功能。4. 自动索引（自动索引（4）举例举例（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
8、索引，而输出打开自动索引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（移位寄存器（1） 功功能能: :把把当当前前循循环环完完成成时时子子框框图图程程序序代代码码执执行行结结果果的某个数据，传递给下一次循环的开始作输入。的某个数据，传递给下一次循环的开始作输入。 (以以FOR循环为例循环为例) 接入数据后，会按相应类型改变颜色。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。对；输入可多个，但输出只一个。 5. 移位寄存器（移位寄存器（2）移位寄存器的移位寄存器的工作流程工作流程（以（以WhileWhil
9、e循环为例）循环为例）： 1. 循环开始之前循环开始之前初始化值初始化值2. 第一次循环第一次循环初始化值初始化值第第一一次次循循环环新值新值3. 后面的某次循环后面的某次循环前前一一次次循循环环保留值保留值本本次次循循环环新值新值4. 最后一次循环最后一次循环前前一一次次循循环环保留值保留值本本次次循循环环新值新值本本次次循循环环新值新值5. 移位寄存器（移位寄存器（3）为移位寄存器添加更多的左端子：为移位寄存器添加更多的左端子： 二、条件结构（二、条件结构（1）路径：路径：函数选板函数选板- - 编程编程 - - 结构结构使用要点使用要点：要么在分支选择器标签中列出所有可能的情要么在分支选
10、择器标签中列出所有可能的情 况；要么必须给出一种缺省况；要么必须给出一种缺省( (默认默认) )情况。情况。 端子的值可端子的值可以是布尔型、以是布尔型、字符串型、字符串型、整型或枚举整型或枚举类型类型 创建时有创建时有2 2个，可以有个，可以有多个子框图多个子框图或称分支；或称分支；默认是布尔默认是布尔型；堆叠放型；堆叠放置。置。二、条件结构（二、条件结构（2） 指定分支标签时，可以按列表和范围指定：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。用连续的两个英文句点表示。此示例结构有此示例结构有
11、4 4个个分支分支。 二、条件结构（二、条件结构（3） 条件结构也称分支结构，其快捷菜单（在其边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：操作相同）中的部分有关选项如下： 二、条件结构（二、条件结构（4） 条件结构的输入条件结构的输入/ /输出隧道输出隧道： 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
12、到明中都可以使用；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。确的输入值，否则程序无法运行。 三、顺序结构（三、顺序结构（1） 在在LabVIEWLabVIEW中，利用数据流机制可以实现很多顺序中，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够，某些复杂情况，还需要更强的顺序执行的控制结构。构。“顺序结构顺序结构”就是为满足这类需求而构建的。就是为满足这类需求而构建的。顺序结构的两种类型顺序结构的两种类型：层叠式层叠式顺序结构；顺序结构；平铺式平铺式顺序
13、结构顺序结构 放置帧代码放置帧代码建建立立顺顺序序结结构构时时只有一帧只有一帧 （第（第 0 帧）帧）路径：函数选板路径：函数选板- 编程编程 - 结构结构三、顺序结构（三、顺序结构（2）1.1.层叠式层叠式顺序结构及操作：顺序结构及操作：从其边框弹出快捷菜单从其边框弹出快捷菜单三、顺序结构（三、顺序结构（3） 层叠式层叠式顺序结构伴有一种称为局部变量的功能，用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。的数据，在当前帧之后的各帧中均可作输入数据使用。 举例
14、举例（展开示意）：点击边框快捷菜单，生成局部变量。（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。为与外部交换数据，顺序结构的边框也会产生隧道。输入数输入数据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。完后，才能且只能从其最后一帧输出数据。 三、顺序结构（三、顺序结构（4） 2.2.平铺式平铺式顺序结构及操作：顺序结构及操作：无局部变量！（无需）无局部变量！（无需）三、顺序结构（三、顺序结构（5） 3.3.层叠式层叠式顺序结构顺序结构与平铺式顺序
15、结构的相互转换与平铺式顺序结构的相互转换 平铺式平铺式 - - 层叠式：在平铺式顺序结构边框上弹出快捷菜单，选层叠式：在平铺式顺序结构边框上弹出快捷菜单，选择择“替换为层叠式顺序替换为层叠式顺序”。 层叠式层叠式 - - 平铺式：在层叠式顺序结构边框上弹出快捷菜单，点平铺式：在层叠式顺序结构边框上弹出快捷菜单，点击击“替换替换”，选择，选择“替换为平铺式顺序替换为平铺式顺序”。四、公式节点（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，过于繁琐。针对此，LabVIEWLabVIEW中专门设立有以文本编辑
16、形式实中专门设立有以文本编辑形式实现程序逻辑的所谓现程序逻辑的所谓“公式节点公式节点”。 路径路径：函数选板函数选板- - 编程编程 - - 结构结构 特点：特点：公式节点代码文本的语法与公式节点代码文本的语法与C C语言十分相似。语言十分相似。 公式节点中，可以直接使用公式节点中，可以直接使用LabVIEWLabVIEW预定义预定义函数和操作符。函数和操作符。 华氏、摄氏温度相华氏、摄氏温度相互转换的公式节点互转换的公式节点程序代码程序代码四、公式节点（四、公式节点（2）通过输入、输出端子与外部交换数据通过输入、输出端子与外部交换数据注意注意：端子：端子名称必须与名称必须与公式节点中公式节点
17、中的变量名称的变量名称相同。相同。各输各输入端子不能入端子不能重名；各输重名；各输出端子也不出端子也不能重名；但能重名；但输入端子与输入端子与输出端子可输出端子可重名。重名。 在左边框上弹出快捷菜单，选择在左边框上弹出快捷菜单，选择“添加输入添加输入”，添加输入端子；，添加输入端子；在右边框上弹出快捷菜单，选择在右边框上弹出快捷菜单，选择“添加输出添加输出”，添加输出端子。，添加输出端子。四、公式节点（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。注意：变量名对字母的大小写敏感，故书写要一致。输入端子输入端子输出端子输出端子滚动条滚动条注注意意：中中间间变变量量也也必必须须在
18、在边边框框上上定定义义，但但可可以以不不与与外外部部代代码码 联联 接接。 五、事件结构五、事件结构路径：路径：函数选板函数选板 - - 编程编程 - - 结构结构 事件结构的组成事件结构的组成：1 1）上边框中间上边框中间是事件选择标签，用于标是事件选择标签，用于标识当前显示的子框图（第识当前显示的子框图（第0 0个）所处理的事件源；个）所处理的事件源；2 2）事件数据节事件数据节点，点，为子框图提供所处理事件的相关数据；为子框图提供所处理事件的相关数据；3 3）事件超时端子，）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隶属于整个事件结构，用于为超时事件提供超时时间参数
19、。 以图形化方式响应和处理用户的操作；与以图形化方式响应和处理用户的操作；与Windows操作操作系统的事件处理方式相似。系统的事件处理方式相似。 练习二 习题习题1：利用分支结构，构建一个求平利用分支结构，构建一个求平方根的方根的VI。该该VI的前面板的前面板:该该VI的两个分支的框图的两个分支的框图习题习题2 2：对习题：对习题1或求平均值所构建或求平均值所构建 的的VI，请编辑制作相应的，请编辑制作相应的 图标。图标。end习题习题3 3：编制一温度报警程序，当温：编制一温度报警程序，当温 度值高于度值高于3030度时就报警；小度时就报警；小 于于-25-25度时则退出运行状态。度时则退出运行状态。
