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-虚拟仪器实验-第 7 页实验二 LabVIEW程序结构1 实验目的 （1）学会使用LabVIEW中的While循环； （2）学会使用LabVIEW中的移位寄存器； （3）学会使用LabVIEW中的For循环； （4）学会使用LabVIEW中的CASE结构； （5）学会使用LabVIEW中的顺序结构； （6）学会使用LabVIEW中的公式节点。2 实验任务 （1）建立一个While循环的VI； （2）建立一个移位寄存器的VI； （3）建立一个For循环的VI； （4）建立一个CASE结构的VI； （5）建立一个顺序结构的VI； （6）建立一个有公式节点的VI。3 实验步骤练习使用While循环和图表 目的：用 While 循环和图表获得数据，并实时显示。创建一个可以产生并在图表中显示随机数的VI。 前面板有一个控制旋钮可在0到10秒之间调节循环时间，还有一个开关可以中止VI的运行。学习怎样改变开关的动作属性，以便不用每次运行VI时都要打开开关。操作步骤如下： 前面板图2-1练习的前面板 选择File»New，打开一个新的前面板。 选择Controls»Boolean，在前面板中放置一个开关。设置开关的标签为控制开关。 使用标签工具创建 ON 和 OFF 的标签，放置于开关旁。 选中Controls»Graph，在前面板中放置一个波形图（是chart，而不是graph）。设置它的标签为随机信号。这个图表用于实时显示随机数。 把图表的纵坐标改为0.0 到。方法是用标签工具把最大值从10.0改为1.0。 选择Controls»Numeric，在前面板中放置一个旋钮。设置旋钮的标签为循环延时。这个旋钮用于控制While 循环的循环时间。流程图 开流程图，按照下图创建流程图。图练习的流程图a) 从 Functions»Structures 中选择 While 循环，把它放置在流程图中。将其拖至适当大小，将相关对象移到循环圈内。b) 从 Functions» Numeric中选择随机数（0-1）功能函数放到循环内。c) 在循环中设置Wait Until Next ms Multiple函数 （Functions»Time & Dialog），该函数的时间单位是毫秒，按目前面板旋钮的标度，可将每次执行时间延迟0到10毫秒。d) 照上面所示的流程图连线，把随机数功能函数和随机信号图表输入端子连接起来，并把启动开关和While 循环的条件端子连接。 返回前面板，调用操作工具后单击垂直开关将它打开。 把该 VI 保存为 LabVIEWActivity目录中的。 执行该 VI。While循环的执行次数是不确定的，只要设置的条件为真，循环程序就会持续运行。在这个例子中，只要开关打开（TRUE），框图程序就会一直产生随机数，并将其在图表中显示。 单击垂直开关，中止该VI。关闭开关这个动作会给循环条件端子发送一个FALSE值，从而中止循环。 用鼠标右键单击图表，选择Data Operations»Clear Chart，清除显示缓存，重新设置图表。练习结束附注与说明布尔开关的机械动作：布尔开关有6种机械动作属性可供选择。在前面板上用鼠标右键单击开关，在快捷菜单中选择Mechanical Action就可以看到这些可选的动作。LabVIEW还提供了一个范例示范这些动作，它是位于的。练习 使用移位寄存器 目的：创建一个可以在图表中显示运行平均数的VI。前面板1. 打开一个新的前面板，按照下图所示创建对象。2. 把波形图表的坐标范围改为0.0到2.0。3. 在添加竖直坐标之后，用鼠标右键单击它，在快捷菜单中选择Mechanical Action»Latch When Pressed，再选择Operate»Make Current Values Default，把ON状态设置为默认状态。 图3练习的前面板1. 按下图创建流程图。 图练习的流程图2. 在流程图中添加 While 循环(Functions»Structures)，创建移位寄存器。a. 用鼠标右键单击While循环的左边或者右边，在快捷菜单中选择Add Shift Register。b. 用鼠标右键单击寄存器的左端子，在快捷菜单中选择Add Element，添加一个寄存器。用同样的方法创建第三个元素。3. Random Number (01)函数（Functions»Numeric）产生0到1之间的某个随机数。4. Compound Arithmetic 函数（Functions»Numeric）在本练习中，它将返回两个周期产生的随机数的和。如果要加入其他的输入，只需用右键单击某个输入，从快捷菜单中选择Add Input。5. 除法函数（Functions»Numeric）在本练习中，它用于返回最近四个随机数的平均值。6. 数值常数（Functions»Numeric）在While循环的每个周期，Random Number (01)函数将产生一个随机数。VI就将把这个数加入到存储在寄存器中的最近三个数值中。Random Number (01)再将结果除以4，就能得到这些数的平均值（当前数加上以前的三个数）。然后再将这个平均值显示在波形图中。7. Wait Until Next ms Multiple函数 （Functions»Time & Dialog）它将确保循环的每个周期不会比毫秒输入快。在本练习中，毫秒输入的值是500毫秒。如果用鼠标右键单击图标，从快捷菜单中选择Visible»Label，就可以看到Wait Until Next ms Multiple的标签。8. 用鼠标右键单击Wait Until Next ms Multiple 功能函数的输入端子，在快捷菜单中选择Create Constant。出现一个数值常数，并自动与功能函数连接。9. 将Constant设置为500。这样连接到函数的数值常数设置了500毫秒的等待时间。因此循环每半秒执行一次。注意，VI用一个随机数作为移位寄存器的初始值。如果没有设置移位寄存器端子的初始值，它就含有一个默认的数值，或者上次运行结束时的数值，因此开始得到的平均数没有任何意义。10. 执行该 VI，观察过程。11. 把该 VI 保存为LabVIEWActivity目录下的。练习 结束。附注：移位寄存器的初值：上面的练习中对移位寄存器设置了初值。如果不设这个初值，默认的初值是。在这个例子中，一开始的计算结果是不对的，只有到循环完次后移位寄存器中的过去值才填满，即第次循环执行后可以得到正确的结果。练习 2-3 使用For循环目的：用For循环和移位寄存器计算一组随机数的最大值。打开一个新的前面板，按照下图创建对象。a. 将一个数字显示对象放在前面板，设置它的标签为“最大值”。b.将一个波形图表放在前面板，设置它的标签为“随机数”。将图表的纵坐标范围改为0.0到1.0。c.在图表的快捷菜单中选择Visible Items»Scrollbar和Digital Display，并隐藏Plot Legend。d.用移位工具修改滚动栏的大小。图5练习3的面板和流程图按照上图画流程图。在流程图中放置一个For循环（Functions»Structures）。在For循环的边框处单击鼠标右键，在快捷菜单中选择Add Shift Register。将下列对象添加到流程图。 Random Number (01)函数（Functions»Numeric）产生0到1之间的某个随机数。 数值常数（Functions»Numeric）在这个练习中需要将移位寄存器的初始值设成0。 Max&Min函数（Functions»Comparison）输入两个数值，再将它们的最大值输出到右上角，最小值输出到右下角。这里只需要最大值，只用连接最大值输出。 数值常数（Functions»Numeric）For循环需要知道需要执行的次数。本练习中是100次。按照上图连接各个端子。运行该VI。将该VI保存为LabVIEWActivity 目录下的。练习 2-3 结束。练习 - 使用 Case结构 目的：创建一个VI以检查一个数值是否为正数。如果它是正的，VI就计算它的平方根，反之则显示出错。前面板1. 打开一个新的前面板，并按照下图所示创建对象。控制对象用于输入数值，显示对象用于显示该数值的平方根。流程图照下图创建流程图。图练习的面板和流程图3. 从Functions»Structures中选择一个 Case结构，并放置在在流程图中。Case 结构是一个可以改变大小的方框。先来做Ture的情况，照流程图上半部分构造。a Greater Or Equal To 0? 函数（Functions»Comparison）如果输入数值大于或者等于0就会返回一个TRUE值。b Square Root 函数（Functions»Numeric）返回输入数值的平方根。c 连好线d 点击Case框的选择按钮，转入False情况编程e 数值常数（Functions»Numeric）这里用于显示错误的代数值。f One Button Dialog函数（Functions»Time & Dialog）在这里它用于显示一个对话框，内容是Error.。 g 字符串常数 (Functions»String)用Edit Text Tools在对话框中输入字符串。h 该VI在TRUE或者FALSE情况下都会执行。如果输入的数值大于等于0，VI会执行TRUE Case，返回该数的平方根，否则将会输出999.00，并显示一个对话框，内容为Error.。4. 返回前面板，运行该VI。修改标签为Number的数字式控制对象的数值，分别尝试一个正数和负数。注意，当把数字式控制对象的值改为负数时，LabVIEW会显示Case结构的FALSE Case中设置的出错信息。5. 保存该 VI 到LabVIEWActivity 目录中的。练习 - 结束。练习 - 使用顺序结构 目的：创建一个 VI，计算生成等于某个给定值的随机数所需要的时间。前面板1. 打开一个新的前面板，并按照下图所示创建对象。图练习的前面板我们约定数据是到100范围的整数。当前值用于显示当前产生的随机数。“执行次数”用于显示达到指定值循环执行的次数。匹配时间用来显示达到指定值所用的时间。流程图图7练习的流程图（共帧）i. 在流程图中放置顺序结构(Functions»Structures)。ii. 用鼠标右键单击帧的边框，在快捷菜单中选择Add Frame After，创建一个新帧。重复这个步骤，再创建一个帧。共桢。iii. 选中第桢，设置读取初始时间（子）程序.iv. 第0帧的下边框上含有一个小方框，其中有一个箭头。这个方框叫做顺序局部变量，可以在同一个顺序结构中的各个帧之间传递数据。用鼠标右键单击第0帧的底部边框，选择Add Sequence Local，创建顺序局部变量。顺序局部变量显示为一个空的方块。当您将某个功能函数与顺序局部变量相连时，方块中的箭头就会自动显示。v. Tick Count (ms) 函数（Functions»Time & Dialog）返回启动到现在的时间（以毫秒为单位）。在这里例子里需要使用两个这个函数。另一个在第帧中。vi. 按图连好线。转入第帧。该帧是匹配计算，内含一个循环结构。该图中使用的新函数有：Round to Nearest函数（Functions»Numeric）在该例中，它用于取0到100之间的随机数到距离最近的整数。Not Equal?函数（Functions» Comparison）在该例中，它将随机数和前面板中设置的数相比较，如果两者不相等会返回TRUE值，否则返回FALSE。Increment函数（Functions»Numeric）在该例中，它将While循环的计数器加1。vii. 按图连好线。转入第帧在第0帧中，Tick Count （ms）功能函数将以毫秒为单位表示当前时间。这个数值被连到顺序局部变量，这样它就可以被后续的帧使用。在第1帧中，只要函数返回的值与指定值不等，VI就会持续执行While循环。在第2帧中，Tick Count （ms）功能函数以毫秒为单位返回新的时间。VI从中减去原来的时间（由第0帧通过顺序局部变量提供）就可以计算出花费的时间。viii. 返回前面板，在Number to Match控制对象中输入一个数值，执行该VI。ix. 把该VI保存为LabVIEWActivity 目录下。练习 2-5 结束。练习 2-6 使用公式节点 目的：创建一个VI，它用公式节点计算下列等式：x的范围是从0到10。可以对这两个公式使用同一个公式节点，并在同一个图表中显示结果。前面板图9练习的面板 打开一个新的前面板，按照上图（该图中包含运行结果）创建前面板中的对象。波形图显示对象用于显示等式的图形。该 VI使用两个数字式控制对象来输入m和b的值。流程图 按照下图创建流程图。图9练习的流程图在创建某个输入或者输出端子时，必须给它指定一个变量名。这个变量名必须与公式节点中使用的变量名完全相符。公式节点中，在边框上单击鼠标右键，在快捷菜单中选择Add Input，可以创建三个输入端子。在快捷菜单中选择Add Output，创建输出端子。x的范围是从0到10（包括10），就必须连接11到计数端子。Build Array （Functions»Array）在这个例子中，它用于将两个数据构成数组形式提供给一个多曲线的图形中。通过用变形工具拖拉边角就可以创建两个输入端子。 返回前面板，尝试给m和b赋以不同的值再执行该 VI。 把该VI保存为 LabVIEW/Activity 目录下的。练习 2-6 结束。4 实验报告 写出以上6个练习的中的步骤要点，附上运行时的前后面版图形。