LabVIEW2018虚拟仪器程序设计教案

1、教案课程名称： 课程代码： 课程归属： 授课教师： 适用专业： 授课班级： 授课学期： 教务处制教案教学周课次第1周 第1次课学时2教学章/模块/项目主题LabVIEW课程介绍和环境安装配置教学目标【含知识、能力、素养目标】1.1 虚拟仪器的概念1.2 什么是LabVIEW?1.3 LabVIEW可以做什么?1.4 LabVIEW的发展历程1.5 如何学好LabVIEW1.6 LabVIEW环境安装配置教学条件多媒体教室（投影仪、学生机）教学重点LabVIEW环境安装配置教学难点LabVIEW环境安装配置教学组织过程设计（含内容、方法、环节、板书、线上线下教学组织衔接等）时间（分）1.虚拟仪器

2、、LabVIEW发展史的讲解2.LabVIEW应用领域的讲解3.LabVIEW环境安装配置讲解90教学小结：本节课主要让学生了解虚拟仪器这门课成的内容和学习方法，了解虚拟仪器的发展历史和当前的应用现状。学习成果（作业等）：安装配置自己的电脑教学后记让学生理解了虚拟仪器的重要性和概念，结合实例效果更好教学内容（科学、合理、系统、逻辑、全面的陈述教学内容体系。建议以课程组团队完成，对不同教师所上同一门课程教案的教学内容部分应是一样的）首先出现的是机械式的测量仪器：摆钟、机械钟表、手表（上发条的表）、秒表、温度计、体温计、天平、体重秤、水表、气表、电表他们都属于机械式的仪器读数由人工完成，人为误差较

3、大，且效率低，功能单一。石英手表（用电池供电），石英钟，指针万用表：测量电压电流电阻, 模拟示波器：把电信号转换为图像，电压电流频率都能测, 模拟式频, 分析仪：测量电信号频谱的, 高频信号发生器：是产生各种频率、波形的仪器数字测量仪器测量精度、测量速度有了很大的提高。 电子表、电子秒表、电子钟、数字温度计、红外数字温度计电子天平、电子秤、台式空气尘埃例子计数器、血液分析仪、台式数字万用表、数字存储示波器、数字频谱分析仪、网络分析仪第四代仪器:智能仪器：要用到：RS232C 连接器（9针）、RS232C 9-25针转换器、GPIB 接口卡、GPIB 电缆。这些线缆干什么呢，是要连接仪器和计算机

4、。数据存储、数据运算、逻辑判断和自动化操作，具有一定的智能。大家看到这时的仪器自身可以显示数据结果，连到电脑上，在电脑上也可以显示数据。这是虚拟仪器的前身，从仪器本身的界面连接到电脑上，用软件可以显示数据。（这时在计算机上显示的数据可能就是通过一个串口工具显示的。）传统仪器把所有软件和测量电路封装在一起，利用仪器前面板为用户提供一组有限的功能。我们用一台计算机，在计算机上通过软件编程得到一个类似仪器的面板（但其实他是软件），这个软件通过I/O接口连接仪器硬件，这样就形成了一个虚拟仪器系统。虚拟仪器系统，他展现给用户的就是这个软件面板，所以他的功能完全由用户用软件自定义。其实就是虚拟仪器冲破了传

5、统仪器固定的功能限定，用软件做面板，面板上有什么功能你来决定，然后把软件通过合适的接口连给相应的硬件就好了。所以我们说虚拟仪器是：软件即仪器。v 虚拟仪器是一种概念仪器，迄今为止，业界还没有一个明确的国际标准和定义。v 所谓的虚拟仪器，就是在以通用计算机为核心的硬件平台上，由用户设计定义，具有虚拟面板的一种计算机仪器系统。v 虚拟仪器的核心软件算法代替硬件电路；v 虚拟仪器=总线模块算法v “虚拟”的含义n 虚拟的仪器面板n 由软件实现仪器的功能（软件就是仪器）。教案教学周课次第1周 第2次课学时2教学章/模块/项目主题LabVIEW工具的认知教学目标【含知识、能力、素养目标】1.1软件技术是

6、虚拟仪器的核心技术。常用的仪器用开发软件有LabVIEW、LabWindows/CVI、VEE等等，其中以LabVIEW应用最为广泛。1.2 LabVIEW（Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench）是一种用图标代替文本行创建应用程序的图形化编程语言。传统文本编程语言根据语句和指令的先后顺序决定程序执行顺序，而LabVIEW 则采用数据流编程方式，程序框图中节点之间的数据流向决定了程序的执行顺序。它用图标表示函数，用连线表示数据流向。nLabVIEW程序被称为VI（Virtual Instrument），即虚拟仪器。 nLabVIE

7、W的核心概念就是“软件即是仪器”，即虚拟仪器的概念。 nLabVIEW还包含了大量的工具与函数用于数据采集、分析、显示与存储等。 1.3LabVIEW编程环境1 、LabVIEW 2018 启动界面2、 前面板和程序框图 3、 控件选板 4、 函数选板5 、工具选板教学条件一体化教室教学重点编辑前面板，编辑程序框图 ，调试VI教学难点调试VI教学组织过程设计（含内容、方法、环节、板书、线上线下教学组织衔接等）时间（分）控件选板在前面板显示，它包含创建前面板时可用的全部对象。控件选板中的基本常用控件可以以现代（modern）、经典（classic）和系统（system）三种风格显示。选择主菜单V

8、iew->Controls Palette选项或右击前面板空白处就可以显示控件选板。 函数选板只能在编辑程序框图时使用，与控件选板的工作方式大体相同。创建框图程序常用的VI和函数对象都包含在该选板中。选择View->Functions Palette或右击框图面板空白处就可以显示函数选板。在前面板和程序框图中都可以使用工具选板，使用其中不同的工具可以操作、编辑或修饰前面板和程序框图中选定的对象，也可以用来调试程序等。 可以选择View->Tools Palette选项来显示工具选板 LabVIEW为用户提供了非常全面的帮助信息，有效地利用帮助信息是快速掌握LabVIEW的一条

9、捷径。LabVIEW提供了各种获取帮助信息的方法，包括实时上下文帮助（Show Context Help）、联机帮助、LabVIEW范例查找器（Find Examples）、网络资源（Web Resources）等。90教学小结： 往往第一个是很难的学习成果（作业等）：布置了书上例题教学后记对于第一个LabVIEW程序，学生非常生疏陌生，没关系，学习是一个循序渐进的过程。教学内容控制VI程序的运行方式叫做“数据流”。原则1: 只有当一个节点 (函数或子VI) 的所有输入端的数据全部准备好才会执行原则2: 一个节点 (函数或子VI) 只有执行完成后才会向后输出数据教案教学周课次第2周 学时4教学

10、章/模块/项目主题实验一、LabVIEW简介及软件安装、数值数据类型实验教学目标【含知识、能力、素养目标】1.安装LabVIEW软件，构造LabVIEW学习环境，了解LabVIEW的发行版本。2. 掌握LabVIEW的基本环境设置3. 掌握数值数据控件和函数的用法教学条件学生机，LabVIEW 2018环境教学重点基本环境设置 教学难点掌握数值数据控件和函数的用法教学组织过程设计（含内容、方法、环节、板书、线上线下教学组织衔接等）时间（分）1. 完成LabVIEW软件安装2. 在LabVIEW中进行基本环境设置3. 根据储液罐状态监控系统、温度计随机数显示、简单人脸五官程序和画图y=kx+b程

11、序熟悉LabVIEW的编程环境和运行机制。4. 通过计算 数据1=sin(a/b)、b=c+d-随机数 熟悉数值数据控件和函数的用法。90教学小结：本节实验课主要让学生熟悉试验箱，安装实验环境，为后面的实验做准备。学习成果（作业等）：实验报告册1教学后记第一次实验课，同学们充满了好奇，这次实验也很关键，上的好就能让学生对实验产生兴趣，学生对实验课兴趣，对之后的课程很有好处。教学后发现这种形式产生了很好的效果，同学们积极性很高。教学内容1.LabVIEW的安装：见附件1 LabVIEW 2018安装详解2.设置环境变量： （1）打开LabVIEW 2018，新建一个vi，选择工具-选项：（2）“

12、前面板”选项中设置如下图所示：（3）“程序框图”设置如下图所示：（4）“控件-函数选板”中的设置如下图所示：（5）将“环境”-“字体”选项中的应用程序字体、对话框字体和系统字体分别设置成Tahoma,大小17号。3. 根据三个小程序掌握LabVIEW的编程环境和运行机制。（1）设计一个简单的计算程序，如图所示，温度计的值=（随机数*2+2）*10，同时在数值显示空间上显示它的值（2）设计一个“储液罐状态监控系统”下图所示，练习工具栏的用法：（3）做一个程序如图，使得鼻子控制眼睛和嘴巴，如果鼻子上开则眼睛嘴巴亮，相反鼻子下合则眼睛嘴巴灭（4）请设计一个程序，实现y=kx+b，并将其在数值显示控件

13、和波形图标中显示结果，并能够按动停止按钮使其停止程序。4. 通过下面两个程序熟悉数值数据控件和函数的用法。（1）请设计出实现 数据1=sin(a/b)、b=c+d-随机数 的程序。教案教学周课次第3周 第1次课学时2教学章/模块/项目主题数据操作教学目标【含知识、能力、素养目标】4.1 数据类型4.1.1 数字型控件4.1.2 布尔型控件 4.1.3 枚举类型 4.1.4 时间类型（Time Stamp） 4.1.5 局部变量和全局变量4.2 数据运算4.2.1 算术运算符 4.2.2 关系运算符4.2.3 逻辑运算符4.2.4 表达式节点（Expression Node） 教学条件多媒体教室

14、（投影仪、学生机）教学重点数据运算教学难点数据运算教学组织过程设计（含内容、方法、环节、板书、线上线下教学组织衔接等）时间（分）VI程序框图中接线端以不同的图标和颜色来表示不同的数据类型LabVIEW中的枚举类型和C语言中的枚举类型定义相同。它提供了一个选项列表，其中每一项都包含一个字符串标识和数字标识，数字标识与每一选项在列表中的顺序一一对应。 从上述的选板中选择枚举类型的输入控件添加到前面板中，然后右击该控件，从快捷菜单中选择Edit Items选项，打开如下图所示的枚举型选项编辑对话框。 时间类型是LabVIEW中特有的数据类型，用于输入与输出时间和日期 使用局部变量和全局变量时要避免竞

15、争现象。因此我们必须要注意程序的执行顺序，避免竞争现象 90教学小结：理解数据类型需要一些实践学习成果（作业等）：教学后记对于数据类型的理解往往需要类比其他编程语言才能更好理解。对于labVIEW的优势几种体现在各个数据类型上。教学内容n VI程序框图中接线端以不同的图标和颜色来表示不同的数据类型n数字型控件的外观可以五花八门，但是程序框图中的操作却是以其代表的数据类型为准n布尔控件代表一个布尔值，只能是True或Falsen它既可以代表按钮输入，也可以当作LED指示灯显示。nLabVIEW中的枚举类型和C语言中的枚举类型定义相同。它提供了一个选项列表，其中每一项都包含一个字符串标识和数字标识

16、，数字标识与每一选项在列表中的顺序一一对应。 n从上述的选板中选择枚举类型的输入控件添加到前面板中，然后右击该控件，从快捷菜单中选择Edit Items选项，打开如下图所示的枚举型选项编辑对话框。 n时间类型是LabVIEW中特有的数据类型，用于输入与输出时间和日期 n在很多情况下需要在同一VI的不同位置或在不同的VI中访问同一个控件对象，这时控件对象之间的连线就无法实现。这时候我们就需要用到局部变量或全局变量，通过局部变量或全局变量你可以在程序框图中的多个地方读写同一个控件。 n使用局部变量和全局变量时要避免竞争现象。n例如在程序不同的两个地方同时写同一个的对象的局部变量或全局变量，就会产生

17、竞争现象，这时变量的值是无法预期的。n因此我们必须要注意程序的执行顺序，避免竞争现象 教案教学周课次第3周 第2次课学时2教学章/模块/项目主题顺序结构教学目标【含知识、能力、素养目标】5.1 顺序结构（Sequence Structure）5.2 For循环5.3 While循环5.4 Case结构 5.5 事件结构（Event Structure） 5.6 使能结构5.7 公式节点（Formula Node）5.8 跟着实例学模拟温度采集监测系统教学条件多媒体教室（投影仪、学生机）教学重点顺序结构教学难点顺序结构教学组织过程设计（含内容、方法、环节、板书、线上线下教学组织衔接等）时间（分）

18、顺序框图位于函数编程结构平铺式顺序结构，层叠式顺序结构。45Labview编程的数据流形式45教学小结：顺序结构的设计需要参考流水线的工程思想学习成果（作业等）：教学后记顺序结构是打开程序大门的第一个结构，需要学生掌握好。这是最基本的结构教学内容顺序框图位于函数编程结构平铺式顺序结构，层叠式顺序结构。顺序结构依次执行程序，它可以包含多个代码子框图，这些代码子框图看起来就像是多帧电影胶片一样，所以把每个子框图称为帧。右击顺序结构的框架，将弹出如图所示的快捷菜单。顺序结构的一个典型应用就是计算程序运行的时间，将通过这个例子来说明顺序结构的用法。 1.新建一个VI，在前面板上放置一个数值输入控件“给

19、定数据”和两个数值显示控件“执行次数”，“所需时间”。 2.在程序框图上放置一个层叠式顺序结构,右击结构边框,在弹出的快捷菜单中执行两次“在后面添加帧”，创建帧1和帧2。 3.选取第0帧，记录程序运行初始时间。 4.右击顺序结构框图的边框，在弹出的快捷菜单中执行“添加顺序局部变量”，这时在第0帧的下边框出现一个黄色小方框，这就是顺序局部变量，它可以在同一个顺序结构中的各帧之间传递数据。 5.放置一个时间计数器到顺序结构内，它位于函数编程定时时间计数器。返回毫秒定时器的值，用与计算占用的时间。用连线工具将它与顺序局部变量相连，这时黄色小方框里会出现一个指向顺序结构外部的箭头，数值可用后续帧使用注

20、意：Labview编程的主要特点是数据流形式，这便于VI大量的按照并行方式运行，优化了程序的计算性能。而顺序结构却趋向于中断数据流编程，禁止程序并行操作，顺序结构还掩盖了部分代码，所以用户在编程时应尽量不用或少用顺序结构。在实际应用中，经常用人为的数据依从关系来确定程序先后执行的顺序，在前面簇的章节中，我们就提到过Error簇可以控制程序执行的先后顺序，但并不是每一个控件都有Error簇的输入和输出端口，这时还有另一种方法能实现顺序执行的功能教案教学周课次第4周学时4教学章/模块/项目主题实验二、数值类型、布尔类型和字符串类综合实验教学目标【含知识、能力、素养目标】1. 掌握布尔控件和函数对的

21、用法。2. 掌握字符串的用法教学条件学生机、LabVIEW 2018教学重点字符串的用法教学难点字符串的用法教学组织过程设计（含内容、方法、环节、板书、线上线下教学组织衔接等）时间（分）1. 通过 温度计指示值随转盘指针转动而改变、滑动杆计算器、缓慢上升滑动杆程序掌握数值控件和函数的综合运用。2. 通过温度报警程序掌握布尔控件和函数的综合运用。3. 通过字符串替换程序、时间标识程序、身份证号码识别程序掌握字符串控件和函数的综合运用。202020教学小结：本次实验需要学生们进一步熟悉实验箱，在上次实验运用软件连接学生机和试验箱的基础上，实现两个简单的实验线路。学习成果（作业等）：完成实验报告2教

22、学后记1. 温度计指示值随转盘指针转动而改变程序结果正常2. 滑动杆计算器、缓慢上升滑动杆程序结果正常。3. 温度报警程序程序运行结果正确。4. 字符串替换程序运行结果正确。5. 时间标识程序运行结果正确。6. 身份证号码识别程序运行结果正确。教学内容1. 通过一下三个程序掌握数值控件和函数的综合运用：（1）在前面板中放置一个转盘控件和温度计控件，数值范围都设置为 0150，要求温度计指示值随转盘指针转动而改变。 （2）用滑动杆设计一个程序，是的滑动杆在不同档位做不同运算。 （3） 请编写一个程序，如图所示，滑动杆缓慢上升，可以随时按动停止键停止。 2. 通过设计一个温度报警程序，开启报警后如

23、果超过预设值则灯泡亮，掌握布尔空间和函数的用法。 3. 通过字符串替换程序、时间标识程序、身份证号码识别程序掌握字符串控件和函数的综合运用。（1）完成时间标识的程序，获取当前时间后将其分解（2） 完成身份证号码程序，输入身份证和姓名，得到身份证长度、人员信息和当前日期。教案教学周课次第5周 第1次课学时2教学章/模块/项目主题For循环教学目标【含知识、能力、素养目标】5.1 顺序结构（Sequence Structure）5.2 For循环5.3 While循环5.4 Case结构 5.5 事件结构（Event Structure） 5.6 使能结构5.7 公式节点（Formula Node

24、）5.8 跟着实例学模拟温度采集监测系统教学条件多媒体教室（投影仪、学生机）教学重点For循环教学难点For循环教学组织过程设计（含内容、方法、环节、板书、线上线下教学组织衔接等）时间（分）For循环位于结构子选板“编程结构For循环”。For循环按照设定好的次数N执行结构内的对象，包含两个长整型参数：总的循环次数N和当前循环次数I45结构选板中的For循环类似于文本语言中的For循环，for(int i = 0; i < 100; i+)，其中其接线端“N”类似于“i < 100”中的“100”，计数器“i”与文本语言中没有什么具体区别，而“i+”的实现则是For循环自动实现的。

25、45教学小结：for循环需要参照其他文本语言的逻辑来理解学习成果（作业等）：教学后记学习for循环，可以直接参考其他C语言的案例，着重理解起循环思路。当然这也是编程的第一个循环结构。教学内容For循环位于结构子选板“编程结构For循环”。For循环按照设定好的次数N执行结构内的对象，包含两个长整型参数：总的循环次数N和当前循环次数I。建立For循环结构需要以下几个步骤。· 第1步：放置For循环框。在子选板上单击鼠标左键或右键选择“For循环”，然后在程序框图窗口空白区域单击鼠标左键，向右下方拖动鼠标使虚线框达到合适大小，再单击鼠标左键即完成For循环框的放置第2步：添加循环程序。在

26、循环框中添加循环程序对象。注意，循环程序的所有对象都要包含在框内，否则不被视为循环程序。· 第3步：设置循环次数。设置循环次数有直接设置和间接设置两种方法。直接方法就是直接给N赋值来设置循环次数。即在N上单击右键，从弹出菜单中选择“创建变量”在该变量控件中输入数值常量，就是循环次数N为整型量，如果所赋值不是整型量，则将其强制转换为最接近的整型量，0.5转换为最接近的偶数。间接方法则是利用循环结构的自动索引功能来控制循环次数，具体会在后面的自动索引中讲到。在For循环结构中，数值N和i都可以作为数值使用，如图2所示。不过该循环结构只能显示最后一次循环i为4时的结果：x+y 为9。需要注

27、意的是，For循环在执行过程中不能中断。只有循环次数执行完（iN）后循环才停止，在执行过程中不能停止循环。结构选板中的For循环类似于文本语言中的For循环，for(int i = 0; i < 100; i+)，其中其接线端“N”类似于“i < 100”中的“100”，计数器“i”与文本语言中没有什么具体区别，而“i+”的实现则是For循环自动实现的。对于For循环可以像While循环一样有“Break”功能应该是在8.0版本以后的事了，但是For循环没有像“Continue”这样的功能。LabVIEW最大的好处就是其多线程的简单化，可以让你很容易的实现多线程，在上图的三个For

28、循环结构中，最中间的一个添加了多线程的机制，接线端“P”代表线程个数，如果没有连接的话其会根据运算量及运行平台自身所拥有的处理器数量自动分配，但是如果你的程序中每一步的计算结果关联性比较大，那么最好不要使用多线程并行结构，因为打乱你的程序的运行方式，如数据采集（与时序有关）。当然，如果你只是需要运算结束后的结果或数组，那么采用这种方式不仅可以提高运行效率，而且也不会对你的数据有任何影响，因为它可以自动为你按顺序排列。教案教学周课次第5周 第2次课学时2教学章/模块/项目主题While循环教学目标【含知识、能力、素养目标】5.1 顺序结构（Sequence Structure）5.2 For循环

29、5.3 While循环5.4 Case结构 5.5 事件结构（Event Structure） 5.6 使能结构5.7 公式节点（Formula Node）5.8 跟着实例学模拟温度采集监测系统教学条件多媒体教室（投影仪、学生机）教学重点While循环教学难点While循环教学组织过程设计（含内容、方法、环节、板书、线上线下教学组织衔接等）时间（分）1.While循环概念、用法452.while循环举例45教学小结：while循环的掌握需要在for的理解之上。学习成果（作业等）：教学后记While循环是很多大型程序的基本框架，尤其是跟以后电子类嵌入式相关，所以在虚拟仪器上也有要学好while循

30、环。教学内容1. While循环是一种结构，它重复执行代码片段直到满足某种条件为止。它可比作传统语言中的Do Loop或RepeatUntil循环。它位于编程结构While循环。每个While循环都有一个条件端子和一个重复端子2. 重复端子用于记录和输出已执行的循环的次数，条件端子输入的是一个布尔变量：真或假，While循环将一直执行到连接条件端子上的布尔值变成真或假为止，取决于条件端子设置为“真（T）时停止”还是“真（T）时继续”。在条件端子上单击右键即可进行更改3. 下面举个简单的例子：利用While循环产生随机数，当产生的随机数大于0.8时，循环停止。 步骤如下：1. 打开前面板，新建两

31、个数值显示控件，一个为循环次数，一个显示最后产生的那个大于0.8的随机数。2 切换到程序框图，放置一个While循环3. 放置随机数函数到While循环内，并连线，4. 放置比较函数，将循环次数与重复端子连线5 运行，即可在前面板上看到结果，在while循环的左下角有个型为i 的端口，即循环的计数端口，表示已完成的循环次数，可以当输出接线端。右下角的红色圆是条件接线端口，可以通过右键快捷菜单选取真（T）时停止或继续，来设定循环结束条件。while循环是先执行后判断，所以至少要执行一次。由于labview中程序一般从左到右执行，所以从左边连入while循环的相当于输入，右侧连出的相当于输出，放在

32、while循环结构内的函数和VI就是循环体。教案教学周课次第6周 第1次课学时2教学章/模块/项目主题While循环教学目标【含知识、能力、素养目标】5.1 顺序结构（Sequence Structure）5.2 For循环5.3 While循环5.4 Case结构 5.5 事件结构（Event Structure） 5.6 使能结构5.7 公式节点（Formula Node）5.8 跟着实例学模拟温度采集监测系统教学条件多媒体教室（投影仪、学生机）教学重点While循环教学难点While循环教学组织过程设计（含内容、方法、环节、板书、线上线下教学组织衔接等）时间（分）1.While循环概念、

33、用法452.while循环举例45教学小结：while循环的掌握需要在for的理解之上。学习成果（作业等）：教学后记While循环是很多大型程序的基本框架，尤其是跟以后电子类嵌入式相关，所以在虚拟仪器上也有要学好while循环。教学内容1. While循环是一种结构，它重复执行代码片段直到满足某种条件为止。它可比作传统语言中的Do Loop或RepeatUntil循环。它位于编程结构While循环。每个While循环都有一个条件端子和一个重复端子2. 重复端子用于记录和输出已执行的循环的次数，条件端子输入的是一个布尔变量：真或假，While循环将一直执行到连接条件端子上的布尔值变成真或假为止，

34、取决于条件端子设置为“真（T）时停止”还是“真（T）时继续”。在条件端子上单击右键即可进行更改3. 下面举个简单的例子：利用While循环产生随机数，当产生的随机数大于0.8时，循环停止。 步骤如下：1. 打开前面板，新建两个数值显示控件，一个为循环次数，一个显示最后产生的那个大于0.8的随机数。2 切换到程序框图，放置一个While循环3. 放置随机数函数到While循环内，并连线，4. 放置比较函数，将循环次数与重复端子连线5 运行，即可在前面板上看到结果，在while循环的左下角有个型为i 的端口，即循环的计数端口，表示已完成的循环次数，可以当输出接线端。右下角的红色圆是条件接线端口，可

35、以通过右键快捷菜单选取真（T）时停止或继续，来设定循环结束条件。while循环是先执行后判断，所以至少要执行一次。由于labview中程序一般从左到右执行，所以从左边连入while循环的相当于输入，右侧连出的相当于输出，放在while循环结构内的函数和VI就是循环体。教案教学周课次第6周 第2次课学时2教学章/模块/项目主题Case结构教学目标【含知识、能力、素养目标】5.1 顺序结构（Sequence Structure）5.2 For循环5.3 While循环5.4 Case结构 5.5 事件结构（Event Structure） 5.6 使能结构5.7 公式节点（Formula Node

36、）5.8 跟着实例学模拟温度采集监测系统教学条件多媒体教室（投影仪、学生机）教学重点Case结构教学难点Case结构教学组织过程设计（含内容、方法、环节、板书、线上线下教学组织衔接等）时间（分）1.条件结构概念、用法452.条件结构举例45教学小结：case结构在labview中非常灵活，需要变换起入口参数学习成果（作业等）：书上例题教学后记Case结构在虚拟仪器中使用也非常频繁，需要学生在课后好好消化并掌握。否则，后面的理解将会跟不上。教学内容条件结构是执行条件语句的一种方法。这类似于文本编辑语言中常见的IfThenElse语句。它位于程序框图中，函数编程结构条件结构。条件结构包含有两个或者

37、更多的子框图，每一个子框图包含一段程序代码，由此对应一个程序分支。多个子框图就像一摞卡片重叠在一起，任何时候只有一个是可见的，执行哪一个取决于于选择端子外部接口相连的某个整数，布尔数，字符串或者枚举指，用户也可以直接输入所有可能出现的值。 1 选择端口的输入值条件结构选择端口的输入值是由与它相连的输入控件对象决定的，数据类型可以是布尔量，整形，字符串型或者枚举型。条件结构顶部中间是各分支的选择标识，它自动调整为输入的数据类型，可以在工具模板上使用标签工具直接键入单个数值或某个数据范围。数值之间用逗号来分开，例如：“.0,2,4.10”表示选择条件为：0，2，4，5，6，7，8，9，10。 对于

38、字符型和枚举型数值在条件标识上会自动加上双引号，当键入的选择器标识值与连接选择端口的数值类型不同时，选择器标识变为红色标识有错误。设置默认分支的方法是，选择一个分支结构，在快捷菜单中执行“本分支设置为默认分支”，它的作用是当选择端口的值与选择器标识值没有一个匹配时，就执行默认分支。2条件结构的数据通道条件结构的数据通道就是数据的输入和输出端口。将结构内外的端子相连后，边框上就会出现一个小矩形框，这就是数据通道，用于传输数据。向条件结构的一个分支提供数据时，这个数据对于所有的分支都是有效的，也就是其他分支都可以使用这个输入数据。条件结构的输出通道有些不同，当在一个分支中创建输出通道后，所有分支的

39、同一位置都会出现一个白色小方框，它要求每一个分支都必须为这个通道予以连接，通道变为实心后程序才可以运行。也可以在通道的快捷菜单中选定“未连线时使用默认”为没有连接的分支定义一个默认输出值，这时输出通道变为灰色条件结构应用举例该例的目的是检查一个数是不是正数，如果是就计算该数的平方根值，如果不是则发出警告。新建一个VI，在前面板上放置一个数值输入控件和一个数字显示控件。在程序框图上放置一个条件结构，调整边框为合适大小。在比较运算子模板中选取“大于等于0？”函数，如果数字大于或者等于0则返回真，否则返回假。它的输出连接条件接口的选择端口。在数值数字运算子模板中选取“平方根”函数，放置在条件结构的“

40、真”子代码框。选择一个发声函数，放到条件结构的“假”子代码框。它位于函数编程图形与声音蜂鸣声。在条件结构的假代码框的输出通道上选取创建常量，创建常数-999，表示当数值输入为负数时输出-999，同时蜂鸣器发出警告。完成连线教案教学周课次第7周学时4教学章/模块/项目主题实验三：数组综合实验教学目标【含知识、能力、素养目标】1. 掌握数组的三种创建方法2. 掌握常用数组函数的运用3. 掌握求鞍点程序教学条件学生机、LabVIEW2018环境教学重点数组函数的运用教学难点数组函数的运用教学组织过程设计（含内容、方法、环节、板书、线上线下教学组织衔接等）时间（分）1. 完成for循环创建一维、二维数

41、组2. 完成最大值、最小值、一维排序和反转排序程序453. 完成寻找数组中元素位置程序4. 完成求鞍点程序45教学小结：case结构在labview中非常灵活，需要变换起入口参数学习成果（作业等）：书上例题教学后记1. for循环创建一维、二维数组程序运行和结果正常。2. 完成最大值、最小值、一维排序和反转排序程序运行和结果正常。3. 完成寻找数组中元素位置程序运行和结果正常。4. 求鞍点程序运行和结果正常。教学内容1. 请用for循环分别创建一维、二维数组（1）请用for循环结构创建一个二维数组： （2）请用循环结构创建一个二维数组： 2. 有一个如图所示的一维数组常量，请通过函数得出其最大

42、值、最大索引、最小值、最小索引、从小到大排序数组、从大到小排序数组。3. 有一个如图所示的数组常量，请用搜索一维数组函数搜索出第一个3的位置 ，请用while循环和搜索一位数组函数搜索出所有3所在的位置：4. 完成求鞍点程序教案教学周课次第8周 第1次课学时2教学章/模块/项目主题矩阵及文件操作基本术语及文本文件操作教学目标【含知识、能力、素养目标】字符串、数组、簇和矩阵矩阵文件操作基本术语文本文件操作教学条件多媒体教室（投影仪、学生机）教学重点文件操作基本术语及文本文件操作教学难点文件操作基本术语及文本文件操作教学组织过程设计（含内容、方法、环节、板书、线上线下教学组织衔接等）时间（分）矩阵

43、的相关操作及举例。45数组与矩阵的转换集举例45教学小结：矩阵的相关操作vi丰富了数学运算。学习成果（作业等）：书上例题教学后记矩阵的相关操作可以类比MATLAB的专业数学软件，可以提供快速的操作参考。教学内容矩阵的相关操作vi丰富了数学运算。详见函数面板-数学-线性代数中的相关vi，数组子选板下页提供了数组与矩阵的转换vi。文件I/O所有关于文件的操作位于程序选板-文件I/O子选板下，在学习文件I/O之前，必须熟悉掌握字符串的操作vi，见2-3节。(1) 构造路径的方法调用 labviewvi.libUtilityallVIsInMemory.llb 中的 Get User Applicat

44、ion Reference.vi 可创建一个指向当前应用程序实例的引用。利用其判断当前应用程序的类别是开发环境还是运行环境，要注意当前vi在开发环境和运行环境下的路径名称是不同的，从而利用路径函数得到相对路径。(1) 文本文件将字符串以ASCII码存储在文件中，如TXT文件和Excel文件。注意文件在完成写入和读出后，都需要关闭文件。注意文本文件的格式化输入和格式化读出的操作vi。(2) 表单文件（电子表格文件）也是一种文本文件，输入的数据格式可以是一维或二维数据数组，它将数据转换为ASCII码存放在电子表格中，存储数据数组非常方便。与文本文件相比，它只是在数据之间自动地添加了Tab符和换行符

45、。教案教学周课次第8周 第2次课学时2教学章/模块/项目主题二进制文件的操作教学目标【含知识、能力、素养目标】二进制文件的操作教学条件多媒体教室（投影仪、学生机）教学重点二进制文件的操作教学难点二进制文件操作基本术语及文本文件操作教学组织过程设计（含内容、方法、环节、板书、线上线下教学组织衔接等）时间（分）数据类型及操作45顺序结构、条件结构45教学小结：分为平铺式和层叠式两种，效果相同学习成果（作业等）：书上例题教学后记二进制文件操作让我们的LabVIEW程序得以与外界相联系教学内容(3) 二进制文件以二进制读写的一种文件存储格式，效率高、不损失精度，可以在文件的指定位置读写数据。数据输入可

46、以是任何类型数据，譬如数组和簇等复杂数据，但在读出时必须给定参考，参考必须和写入时的数据格式完全一致，如设置数组格式，读二进制文件返回的是写入数据的数组。图2.12（a）为写二进制文件程序，需要注意写入二进制函数的输入端“预置数组或字符串大小”默认为TRUE，即长度信息一同写入文件，多次写入文件时，则每次写入的信息均包括长度信息，如图2.12（a）中的test.dat文件的写入二次。但在使用时，更常用的还是不需要写入长度信息。注意2.12（a）中的test2.dat我们写入了簇数组数据。读出数据时有所不同。图2.12(a)写入二进制文件二进制文件的读取，可以按照打开文件-设置位置-读取给定参考

47、的数据三个步骤来完成。注意test2.dat的数据的读法，由于写入的是簇数组，因此指定参考为簇，读取10个簇的值。指定参考也可以通过指定相应的数组类型，来进行一次性读取，如读取test.dat中所有I32数构成的数组。文件的大小、指定位置等函数在文件操作子面板的高级文件函数自选版中。(4) 数据记录文件是一种二进制文件，读出的数据仍然保持原格式，它的输入数据可以任何类型的LabVIEW数据格式，例如簇和数据数组等。(5) XML文件以XML标记性语言存储的文本文件。LabVIEW中任何的数据类型都能转换为XML语法格式的文本存储在XML文件中。教案教学周课次第9周 学时4教学章/模块/项目主题

48、实验四：条件结构教学目标【含知识、能力、素养目标】顺序结构、条件结构教学条件多媒体教室（投影仪、学生机）教学重点顺序结构、条件结构教学难点顺序结构、条件结构教学组织过程设计（含内容、方法、环节、板书、线上线下教学组织衔接等）时间（分）数据类型及操作45顺序结构、条件结构45教学小结：分为平铺式和层叠式两种，效果相同学习成果（作业等）：书上例题教学后记矩阵的相关操作可以类比MATLAB的专业数学软件，可以提供快速的操作参考。教学内容2.1 数据类型及操作SGL(32位), DBL（64位）, EXT(扩展精度浮点型), CSG(复数单精度浮点型), CDB, CXT, I8, I16, I32,

49、 I64, U8, U16, U32, U64, <64.64>位时间标示, 枚举类型, TF, abc, , CDB, DBL, 簇, 路径, 动态数据, 波形数据, 数字波形, 二进制数字, 标示, 变体, I/O名称, 图片。 布尔型输入控件的机械动作：单击时转换，释放时转换，保持转换直到释放，单击时触发，释放时触发，保持触发直到释放； 枚举类型包含在控件选板的Ring&Enum子选板中，枚举常量包含在函数选板的Numeric子选板中； 时间类型是LabVIEW中特有的数据类型。控件位于选板Numeric子选板中，常量位于函数选板的Timing子选板中。 Varian

50、t数据类型：不仅能存储控件的名称和数据，而且还携带控件的属性。Variant数据类型，作为一种通用数据类型，可以把任何数据类型转换为Variant类型，以方便不通程序之间的通讯，简化通讯接口。 局部变量只能用于同一个VI的程序框图，全局变量可以用于同一台计算机中的多个VI。 全局变量以独立的VI文件存在，只有前面板，没有程序框图，不能编程，一个全局变量的VI中可有包含多个不同数据类型的全局变量，由于在不同的VI之间进行数据交换。 数据运算：算术运算符，关系运算符，逻辑运算符，表达式节点（Express Node，表达式节点的运算符包括*乘方，按位求反，>>算术右移，&按位与

51、，按位异或，|按位或，&&逻辑与，|逻辑或，？：条件判断运算符等）2.2 程序结构特别注意LabVIEW中的事件结构，使能结构，公式节点和数学脚本节点程序结构。(1) 顺序结构分为平铺式和层叠式两种，效果相同。在帧间传送数据时，层叠式需要在相应帧的边框上单击右键添加“顺序内部变量”来完成。(2) 条件结构Case语句输出数据，请勿忘记选择输出端，使其具有无连接时输出默认值。可通过添加分支并修改分支条件来完成Case功能，如枚举类型输入，默认是IF条件句。教案教学周课次第10周 第1次课学时2教学章/模块/项目主题测量文件和TDMS文件的操作教学目标【含知识、能力、素养目标】测量

52、文件和TDMS文件的操作教学条件多媒体教室（投影仪、学生机）教学重点测量文件和TDMS文件的操作教学难点测量文件和TDMS文件的操作教学组织过程设计（含内容、方法、环节、板书、线上线下教学组织衔接等）时间（分）波形文件45基于文本的测量文件（LVM文件）45教学小结：分为平铺式和层叠式两种，效果相同学习成果（作业等）：书上例题教学后记For循环是教学理解的重点，需要学生课后好好消化。教学内容(7) 波形文件专用于存储波形数据类型，它将波形数据以一定格式存储在二进制文件或表单文件中。(8) 基于文本的测量文件（LVM文件）它将动态类型数据按一定格式存储在文本文件中，它可以在数据前加上一些信息头，

53、如采集时间等，可以由Excel等文l本编辑器打开。(9) 数据存储文件（TDMS文件）Techinique Data Management，它将动态数据存储在二进制文件中，同时为每一个信号添加一些有用的信息，如信号名称和单位等，用来在各种NI软件交换数据。因为是二进制文件，读写速度比文本文件LVM快。TDM采用文件、通道组和通道三层结构来描述和记录数据。每一层都包含固定的属性，也可以自定义属性。TDM可理解为小型的关系数据库，其中文件相当于数据库、通道组相当于数据库的表、通道理解为不同的字段。一个完整的TDM包括两个文件，文件扩展名分别为tdm和tdx，tdm类型文件记录的是属性信息，如文件的作者、通道组名称、通道名称和信号单位等，tdm文件是xml格式，可通过浏览器打开。Tdx文件是二进制文件，用来记录动态数据类型信号。LabvIEW8.2后被TDMS替代。TDMS与TDM类似，分为文件、通道组和通道三部分。意义同上