LabVIEW编程及虚拟仪器设计(第四讲).pptx

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1、上节课内容回顾一、数组二、簇三、波形 在LabVIEW中，数组是相同类型元素的集合，可以随意改变长度。数组的创建框架、性质、大小、具体数据（单一类型）数组操作函数 簇可以包含任意数目、任意类型的元素；但不能在运行时添加新元素（而数组长度可在运行时自由改变）。波形数据有4个组成部分：t0具有时间标识类型，表示波形数据的时间起点；dt表示波形相邻数据点之间的时间间隔；Y是按时间先后顺序给出的整个波形（被测对象）的所有数据点；而attribuates（变体）用于携带任意属性的信息。簇的创建框架、性质、大小、具体数据（可多类型）簇操作函数第1页/共31页本节课内容一、图形显示二、ExpressVI(快

2、速VI）简介三、局部变量和全局变量四、属性节点五、练习第2页/共31页一、图形显示（1）LabVIEW具有强大的图形显示功能软件（多种方式、适应多种需求），使得用户界面十分友好、丰富、表现力很强。LabVIEW中，所有图形显示控件均位于“控件”选板-“新式”-“图形”子选板上。u 波形图u 波形图表u 强度图形控件u 三维图形控件第3页/共31页一、图形显示（2）“控件”选板-“新式”-“图形”子选板 1.波形图 波形图的基本显示模式：等时间间隔地显示被测对象的波形数据点，且每一时刻只有一个数据值与之对应。第4页/共31页一、图形显示（3）“帮助”“查找范例”“目录结构”generalgrap

3、hsgengraph.llb 中的 Waveform Graph.vi“波形图”所能接受的数据组织格式举例：这里给出的是相应显示控件的图标最小化显示模式（在框图面板上点击图标弹出快捷菜单，由“显示为图标”选项实现新老模式转换）。第5页/共31页一、图形显示（4）a)波形图能接受的数据格式：“范例”“目录结构”generalgraphsgengraph.llb中的Waveform Graph.vi1）一维或二维数组（1，2）；2）一维数组打包成簇，然后以 簇为元素组成数组（3）；3）簇类型的数据（4）；4）以簇为元素的二维数组，每 个元素均由t0、dt和数值 数据组成；每个波形曲线的 上述3个参

4、数可不同（5）；5）由t0、dt及数据类型的二维 数组Y组成簇（6）；6）由t0、dt和以簇为元素的 数组这三者组成的簇（7）第6页/共31页除前述的输入数据组织格式之外，波形图还可直接接受波形数据类型（单曲线）或元素为波形数据类型的数组（多曲线）作为输入数据。应用举例：利用产生正弦波、方波的“快速VI”生成波形图。一、图形显示（5）第7页/共31页一、图形显示（6）b）定制波形图的属性（1）在波形图上弹出快捷菜单，可以配置波形图的一些基本属性。打开其中的“属性”选项对话框，就可对波形图的各种属性进行设置或修改。再则，改用波形图上不同选项（标签、图例、X坐标、Y坐标 等）的快捷子菜单，也可实现

5、对相关具体属性的设置或修改，其效果与前者一样。第8页/共31页一、图形显示（7）b）定制波形图的属性（2）图例中的“常用曲线”在“波形图”上弹出快捷菜单并打开“显示项”子菜单，可以进行对所显示项目的属性的设置和调整。第9页/共31页一、图形显示（8）“控件”选板-“新式”-“图形”子选板-XY图2.XY图 “XY图”与“波形图”相似，也用于显示完整的曲线数据。两者的不同在于：XY 图不要求水平坐标等间隔分布，且允许绘制一对多的映射关系，比如各种封闭曲线等。举例路径：“函数”选板-“编程”-“波形”-“模拟波形”-“波形生成”-“正弦波形”。第10页/共31页一、图形显示（9）找到演示示例的路径

6、：“帮助”“查找范例”“目录结构”generalgraphgengraph.llb中的XY Graph.vi“XY图”的输入数据格式（1）-单曲线 “XY图”绘制单条曲线时，接受两种数据格式：（1）x数组和y数组打包生成的簇。绘制曲线时，把相同索引的x和y数组元素的值作为一个点，并按索引顺序输出，且连接所有的数据点、形成曲线图；（2）簇组成的数组。每个数组元素都是由一个x坐标值和一个y坐标值打包生成的。绘制曲线时，按照所形成的数组的索引顺序，连接数组元素解包后组合而成的数据坐标点。第11页/共31页一、图形显示（10）“查找范例”generalgraphgengraph.llb 中的XY Gr

7、aph.vi “XY图”输入数据格式（2）-多曲线 “XY图”绘制多条曲线时，也接受两种数据格式：（1）先由x数组和y数组打包成簇，建立一条曲线；然后，将多个这样的簇作为元素建立数组，即每个数组元素对应一条曲线。（2）先把x和y坐标值打包成簇作为一个点，并以点为元素建立数组。然后,把每个数组再打包成一个簇，每个簇表示一条曲线，最后建立由簇组成的数组。注意：把由点构成的数组进行打包这一步是完全必要的。因为LabVIEW不能建立以数组为元素的数组(即数组的元素不能是数组)，而必须先把数组用簇打包起来，然后才能作为新建数组的元素。第12页/共31页一、图形显示（11）“查找范例”generalgra

8、phgengraph.llb中的XY Graph.vi“XY图”输入数据格式示例：第13页/共31页一、图形显示（12）LabVIEW中所谓快速VI即ExpressVI的特点是将一些基本函数或函数模块进一步打包，为用户提供更方便、简捷的编程途径。对于LabVIEW8.5，找到功能函数的快速VI的即ExpressVI的路径为：“函数”选板-“Express”子选板。而在前面板，经“控件”-“Express”-“图形显示控件”子选板路径，可找到Express XY图普通“XY图”与“创建XY图”Express VI绑在了一起，于是，向前面板添加该VI，就意味着同时添加了“XY图”和“创建XY图”E

9、xpress VI。第14页/共31页一、图形显示（13）“控件”选板-“新式”-“图形”子选板 3.波形图表 前边介绍的“波形图”，其在接收到新数据时，是先将旧数据完全清除，然后再用新数据重新绘制出整条曲线。而“波形图表”则不然，它保存了旧数据，并将新数据接续在旧数据之后。“波形图表”的显示模式类似于波形记录仪、心电图仪等的工作方式。波形图表波形图波形*XY图形*强度图*数字图*三维曲面图*三维参数图*三维曲线图*特点比较：“波形图表”多用于实时显示；而“波形图”则多用于事后对波形的显示。第15页/共31页一、图形显示（14）“波形图表”的数据格式（a）单条曲线显示举例:前者10个数、后者1

10、个数一循环。延迟为便于观看。第16页/共31页一、图形显示（15）“波形图表”的数据格式(b)多条曲线显示举例:具体均以两条曲线为例；原理同前。第17页/共31页（1）缓冲区设置波形图表设有一个缓冲区，专用于保存历史数据。在波形图表快捷菜单的“图表历史长度”选项中，可设定缓冲区长度。波形图表显示的点数，不能大于所设定的缓冲区的大小。（2）多条曲线显示方式设置默认状态下，波形图表会将多条曲线绘制在同一坐标系中。其快捷菜单中的“层叠显示曲线”选项，就用于将多条曲线绘制在各自不同的坐标系中；这些曲线坐标系从上到下排列。（3）数据更新模式设置在波形图表的快捷菜单（“高级”-“刷新模式”）可以指定三种数

11、据更新模式。一、图形显示（16）“波形图表”的属性设置从左向右绘制，旧左出、新右进；从左向右绘制，清空重来；从左向右绘制，竖线左移，前（左）旧、后（右）新第18页/共31页一、图形显示（17）4.强度图表是一种在二维坐标平面表征三维数据的显示工具。数据类型是数值元素构成的二维数组。在“强度图表”中，数组的第0行对应于最左面的一列；且数组各元素对应的色块，按从下到上排列；数组第1行对应于左数第二列（即指名了数组索引与图上色块位置的对应关系）。“控件”选板-“新式”-“图形”子选板 第19页/共31页一、图形显示（18）“控件”选板-“新式”-“图形”子选板 （E）三维图形控件与其它LabVIEW

12、控件不同，“图形”选板上提供的三个三维图形空件（三维曲面图、三维参数图、三维曲线图）均非独立控件，即它们均包含了名为CWGraph3D的ActiveX控件的ActiveX容器，即均是该容器与某个三维绘图函数的组合。第20页/共31页二、Express VI快速VI（1）从LabVIEW7.x系列版本开始，出现了ExpressVI。它们面向应用，将LabVIEW中的一些基本函数或函数模块做了进一步打包（捆绑、整合），结果，为用户提供了更方便、简捷的编程途径，这类VI因此得名“快速VI”即ExpressVI。显然，在编程中使用ExpressVI，可减少连线、简化框图、突出所编制程序的主脉络；编得的

13、VI更容易读懂。使用ExpressVI的另一个好处：可得到一个ExpressVI的多个不同实现。例如，把一个非快速的标准VI模块放置在同一框图的3个不同地方，得到的是该VI的3个备份，即它们的源码、默认值和在前面板上的外形等均完全相同。而将一个ExpressVI放置在同一框图的3个不同地方的结果却不然，如此，会产生3个互为独立的ExpressVI；它们可有不同名称和相互独立的配置。第21页/共31页二、Express VI快速VI（2）当把某个Express VI刚放在框图上时，配置该Express VI的对话框会自动打开，允许用户交互式地按照需求来配置该Express VI的属性；对于函数波

14、形类的Express VI，配置结果可从对话框的“结果预览”框中查看。之后，若用户希望再修改或调整该Express VI的参数配置，可双击已放在框图上的该Express VI图标；或也可右键单击它，在弹出的对话框选择“属性”，从而打开属性配置对话框，再进行相关操作。但是，Express VI在具有简便、易用等优点之同时，也丧失了一些功能和灵活性。因此，若想得到一个高效的应用程序，可能还应更多地选用标准VI模块（“函数”选板中除Express外的其他子选板中的VI模块）。另外，Express VI并不支持在程序运行中的交互配置。第22页/共31页三、局部变量和全局变量（1 1）局部变量（Loca

15、lVariable）可在一个VI的多个位置访问前面板控件，也可实现非连线框图区域之间的数据传递；且使用局部变量，可实现对控制器的写操作和对显示器的读操作。每个局部变量都是对某个前面板控件数据的一个引用。可以为一个前面板控件建立多个局部变量，且从任一个都可读取该前面板控件中的数据；向这些局部变量中任一个写入数据，都会改变包括控件本身和其它局部变量在内的所有数据拷贝。局部变量的创建：(1）在控件图标上弹出快捷菜单，选择“创建”/“局部变量”选项，以确定关联关系；（2）也可经“函数”选板“编程”“结构”“局部变量”途径，由其快捷菜单再确定关联关系，见右图。没有关联的局部变量标签列表关 联 到 Boo

16、lean控制器的局部变量第23页/共31页三、局部变量和全局变量（2 2）全局变量可在同时运行的几个VI间传递数据。全局变量文件是只有“前面板”而无“框图”的一种特殊VI。全局变量的建立在LabVIEW启动界面的“新建”列表中选择“更多”-“其他文件”-“全局变量”选项并单击“确定”，即可打开一个新建的全局变量窗口（样子似前面板）。可采用在前面板添加控件（输入、显示）的相同步骤，向新建全局变量窗口中添加控制器或显示器。之后，在主菜单选择“文件”-“保存”命令，把该新全局变量保存成扩展名为vi的磁盘文件。全局变量用法在框图面板，经“函数”选板-“选择VI”途径，打开“选择需打开的VI”对话框界面

17、，找到之前保存好的全局变量磁盘文件并将其打开，然后拖曳到合适位置后点击鼠标放置好即可。每个全局变量只能用来访问全局变量文件中的一个控件。第24页/共31页三、局部变量和全局变量（3 3）利用局部变量和全局变量，会使VI编程更加灵活。但是在实际VI编程中应该慎用它们。这是因为：引起竞态条件示例：使用局部变量后，由于无法确认两段程序并行代码的执行顺序，故不能估计出x的最终数据值是多少。消除竞态条件的一种方法，是使用数据流或顺序结构，即给VI强制加入顺序执行的约束。1）每一局部变量都是一数据拷贝，使用过多，会占更多内存；2）过多使用局部变量和全局变量，会使程序的可读性变差，有 可能致使不易发现编程错

18、误；3）在多线程并行运行的程序中，局部变量可能引起竞态条件。第25页/共31页四、属性节点（1 1）LabVIEW允许对前面板控件的属性进行更改；且不同类前面板控件的属性种类和个数不同。VI编程时，通过对不同前面板控件属性的更换和调整，可使VI人机界面更生动、美观。属性节点（PropertyNode）用于设置前面板控件的属性，并允许动态地对其进行调整改变。属性节点的创建：在前面板控件的快捷菜单上选“创建”“属性节点”选项，则在框图面板上会出现属性节点（见右下图）。注意，属性节点刚建立时，其仅显示一个属性即“可见”（Visible）；下拉其属性菜单下边框，才可见到其含有的其余属性的列表。第26页

19、/共31页四、属性节点（2 2）属性节点应用举例1：使用属性节点控制屏幕的初始 化和指示灯的闪烁 从前边学习的知识知道，波形图表有一个默认的特点，即下一次运行程序时，会接着前一次的数据曲线往后显示。但重新运行程序时，有的用户希望先清屏，再从头画起。本例即如此。其具体要求是：要求程序产生10个随机数，在一个波形图表上显示；当产生的随机数大于0.5时，前面板上的指示灯应闪烁；当程序重新运行，应清屏再从头画起。第27页/共31页四、属性节点（3 3）该程序的具体实现：给指示灯配备了一个“闪烁”（Blinking）属性节点，并将其置为可写状态；同时，为波形图表配置了一个“历史数据”（History）属

20、性节点。在循环开始之前，首先将空数组赋给“历史数据”（History）属性节点。即每次重新运行该程序时，顺序结构强制保证了将波形图表先清空。第28页/共31页练习练习3 3：用用forfor循环构造一个循环构造一个10101010的随机数二的随机数二维数维数 组，并用组，并用强度图强度图显示出来。显示出来。练习1：对如下所给VI的框图，改变正弦波产生函数 的输入参数（频率、初相位、幅值等），观 察相应XY 图输出的波形。练习2：在一个波形图中显示3条随机数组成的曲 线，分别用红、绿、篮颜色表示，其取值范围分别为01、15和510。第29页/共31页练习4：在前面板上创建一个数值型控件，给它输入 一个数值，再让它乘上一个比例系数得到一 个新数值；在同一显示控件上显示比例调节 前后的两数值，并利用局部变量在波形图表 上将它们显示出来。练习5：建立一个波形图，利用属性节点调节其可见性，并以按钮来控制其可见或隐藏。完第30页/共31页谢谢您的观看！第31页/共31页