LabVIEW教程专业知识讲座

计算机仿真和可视化设计——基于LabVIEW工程软件应用蔡建安陈洁华张文艺第1页目录1

LABVIEW概述2

LABVIEW模板介绍3

创建VI程序4

LABVIEW构造5

LABVIEW数据类型6

图表及图形7

字符串和文献I/O8

数据采集9

工程仿真和设计常用编程技法10

虚拟设备实例水环境工程仿真软件11

附录第2页LABVIEW构造4.1

WhileLoop循环4.2

ForLoop循环4.3

移位寄存器4.4

Case构造4.5

次序构造4.6

构造连线中常见问题4.7

公式节点4.8

局部变量和全局变量第3页学习指导LabVIEW有四种构造控制程序流程：WhileLoop循环，ForLoop循环，Case构造和Sequence构造。公式节点、局部和全局变量等特殊构造对简化程序和传递数据有主要意义。第4页学习重点While循环执行是根据条件端子上输入布尔值是TRUE或FALSE确定，用布尔开关人工控制时需理解对应机械操作模式；For循环将子框图执行N次，N为计数端输入值；在For或WhileLoop循环中，应掌握移位寄存器使用方法；Case构造是执行条件语句一种办法，能替代常规语言IF…Then…Else和多项选择语句，需要关注Case下多项选择子框图标识符使用方法；次序构造为控制节点按次序执行办法。该构造只有数据有关性不足以控制数据流，而又必需强调执行次序时才使用；第5页学习重点处理构造连线问题往往是构造编程关键，尤其要掌握构造下数据隧道正确使用；公式节点是—种允许用文本语言编写一种或多种代数公式构造。在公式节点上建立输入和输出端子后，用公式节点支持运算符和函数写出以分号结尾语句；局部变量用于程序中控制初始化、协调控制功能、临时保存数据和传递数据。全局变量可在不一样VI之间交换数据。第6页4.1

WhileLoop循环While循环有两个端子：条件端子(输入端子)和反复端子(输出端子)。反复端子作用是输出循环已执行次数数字。条件端子输入是布尔值TRUE或FALSE。在每一次反复执行后，Ⅵ检查条件端子，假如条件端子值为TRUE那么执行下一种反复，直到条件端子变成FALSE。条件端子默认值是FALSE。由于检查条件端子输入值是循环结束后，因此While循环最少也要执行—次。

第7页布尔开关机械操作模式六种模式SwitchWhenPressed(按下时启动）SwitchWhenReleased(松开时启动)SwitchUntilReleased(按下启动直到松开)LatchWhenPressed(按下时锁定)LatchWhenReleased(松开时锁定)LatchUntilReleased(直到松开时才锁定)第8页4.2

ForLoop循环在指定次数反复操作完成之前，For循环控制VI执行反复操作。For循环和While循环之间差异是：For循环次数是预先指定；While循环则始终执行，直到输入条件变为False为止。For循环与While循环都能够在Function菜单Structures选项板中可找到

第9页4.3

移位寄存器移位寄存器(Shifiregister)用于For循环或While循环中从一种迭代传输数据到下一种迭代，它由循环垂直边框上一对方向相反端子组成，通过从左或右循环边框上弹出快捷菜单并选择AddShiftRegister，能够创建移位寄存器。右端子(带向上箭头矩形)在每完成一次迭代后存放数据，移位寄存器将上次迭代存放数据在下一次迭代开始时移动到左端子(具有向下箭头矩形)上，同一种寄存器端子上数据类型数据必须是同一类型。第10页建立循环构造演示第11页建立循环构造和移位寄存器演示第12页4.4

Case构造Case构造是执行条件语句一种办法。此类似于常规文本编程语言中常见IF…Then…Else语句。从Functions选项板Structures子选项板中选择Case构造并将其放置在框图上。

第13页4.5

次序构造次序构造用于次序地执行子框图。这些子框图看起来像一帧电影胶片，因此称为帧(frame)。将最先要执行代码放置在次序构造帧0(0..x)边框内，然后依次将执行代码放在帧1、帧2框内。只有当最后一帧完成后，数据才离开构造

第14页4.6

构造连线中常见问题1、给次序构造局部变量数次赋值2、对次序构造中多种帧进行连线3、未在Case构造所有分支中连接隧道4、隧道重合5、连线从构造下面通过而不是从构造上穿过第15页例4-5Case构造演示1、设当水中溶解氧浓度超出2mg/L时，反应速度为K0，不然减少为0.1K0。2、添加分支，设当水中溶解氧浓度超出4mg/L时，反应速度为K0；超出2mg/L时，反应速度为0.5K0，不然减少为0.1K0。第16页例4-5Case构造演示第17页4.7

公式节点公式节点(FormulaNode)是—种构造，允许顾客使用类似于多数文本编程语言句法，编写一种或多种代数公式。这对于实现有多种变量公式来说很有用。不然需要使用复杂框图模型。通过在框中直接键人公式代码来替代创建框图部分。第18页公式节点输入、输出变量从公式节点边框上弹出快捷菜单，从中选择AddInput或AddOutput。ChangetoOutput可将输入变化为输出，ChangetoInput可将输出变化为输入。在公式节点上有了I/O端子，使用Labeling工具键入I/O变量名字。节点中每一种变量不能具有相同名字。用于内部计算中间变量必须申明为输出，但不一定要连接到外部节点。第19页LabVIEW7.1一级反应VI第20页公式语句公式语句使用算术体现式，句法类似于多数文本编程语言。可给语句添加注释，注释用一对“／*”封闭起来(/*注释*/)。使用Labeling工具在公式节点内输入公式，每个公式一定要用分号结束，并且变量名字是大小写敏感。第21页函数名说明函数名说明abs(x)绝对值lnp1(x)返回ln(x)+1acos(x)反余弦，x弧度log(x)以10为底对数acosh(x)反双曲余弦，x弧度log2(x)以2为底对数asin(x)反正弦max(x,y)xy中最大值者asinh(x)反双曲正弦min(x,y)xy中最小值者atan(x)反正切函数mod(x,y)求模，x／y整数值atanh(x)反双曲正切pi(x)X*πceil(x)返回大于1最小整数pow(x,y)x^yci(x)余弦积分，x为非负实数rand()(0,1)区间随机数cos(x)余弦函数rem(x,y)返回x／y余数cosh(x)双曲余弦sec(x)正割cot(x)余切函数sign(x)符号csc(x)余割函数sin(x)正弦，x弧度exp(x)指数函数sinc(x)sin(x)/xexpm1(x)exp(x)-1sinh(x)双曲正弦floor(x)返回不大于x最大整数sqrt(x)平方根int(x)返回距x近来整数tan(x)正切intrz(x)返回0-x间近来整数tanh(x)双曲正切ln(x)自然对数函数第22页公式节点运算符运算符说明运算符说明？：条件赋值＞＝大于等于&&逻辑与＜＝不大于等于││逻辑或>>算术移位（右移）!逻辑非<<算术移位（左移）&位与＋加│位或―减^位异或*乘！＝不等于／除＝＝等于＋＋加1＞大于――减1＜不大于**乘方第23页[例]4.9均布载荷简支梁受力和变形

第24页局部变量创建和使用办法局部变量创建既能够通过图示右键弹出菜单取得，也能够在功能模板上选择Function/Structures/LocalVariable将其拖到框图上，得到一种代“？”图标，再将其与框图中已有变量建立关联。第25页4.8

局部变量和全局变量局部变量用于程序中控制初始化、协调控制功能、临时保存数据和传递数据。全局变量可在不一样VI之间交换数据。第26页局部变量和公式节点第27页例4.7LabVIEW7.1第28页全局变量全局变量与VI地位等同，以独立文献形式保存在磁盘中。全局变量只有面板没有框图。通过全局变量不一样VI之间交换数据。 全局变量创建步骤：在Function\Structures下选择GlobalVariable，将其图标拖到框图中。双击GlobalVariable图标，得到其前面板在其前面板上放上所需要变量，例如数组、布尔量、字符串变量。命名和保存这个变量。第29页

LABVIEW数据类型5.1

LabVIEW数据类型5.2

数值类型5.3

LabVIEW数组5.3.1 创建控制器数组和批示器数组5.3.2 用循环创建数组5.3.3 数组功能第30页

LABVIEW数据类型5.4

函数多态性操作5.5

簇5.5.1 创建簇控件和批示器5.5.2 簇次序5.5.3 簇函数5.5.4 数组和簇交换第31页学习指导

LabVIEW数据按类型有数值量、逻辑量、字符串、文献途径等几类，在构造上有标量、一维、多维和簇，编程需要使数据连线匹配。第32页学习重点结识数据类型概念，编程时需要明确函数和子VI每一种数据结点数据匹配；数组是同类数据元素集合，簇是混合元素集合。熟悉数组建立和使用过程，掌握数据类型及其构造在使用时转换办法；掌握循环构造自动索引功能和函数多态性操作办法。第33页5.1

LabVIEW数据类型整形数兰色浮点数橙色逻辑量绿色字符串粉色文献途径青色第34页5.2

数值类型最基本数据类型是数值类型，这是一种标量值，一般包括一种整型值或实型数值(浮点)。LabVIEW能够处理目前32位处理器提供也许整型和实型表达法。选择合适数值表达法关键是要求范围和精度。数据类型占用字节越多，取值也许范围越大。浮点类型和单精度类型能够处理最大值为1038，一种无符号整型数上限为2N-1，其中N是位数值。第35页5.3

LabVIEW数组5.3.1 创建控制器数组和批示器数组从控制模板中Array&Cluster子模板中选择一种空数组壳；将有效数据对象(诸如数字、布尔型或字符串)拖进数组壳或者从数组壳弹出菜单中选一种控制对象或批示器直接放入数组壳中。5.3.2 用循环创建数组For循环和While循环能够在其边界处自动地检索和累积数组元素，这种能力称为自动索引。每循环一次就建立一种数组元素，在循环结束后，把数组送到一种数组批示器。第36页5.3.3 数组功能ArraySize指是输入数组元素数，N维数组输出则是N个元素数组。InitializeArray创建—个包括初始值数组。初始值由Element给出。BuildArray构组数组，用于合并多种数组或给数组添加元素。第37页5.3.3 数组功能ArraySubset数组子集从输入数组中，输出个数组子集，以index指定开始元素，以length指定元素个数。IndexArray索引数组index指定索引号，指定元素，第一种元素索引号是0。第38页5.4

函数多态性操作多态性（Polymorphism）是LabVIEW函数接收不一样维数数组和类型输入能力。拥有这种能力算术是多态函数。第39页5.4多态函数运算规则标量与标量相加输出成果是一种标量。标量与数组相加成果每个元素被加上这个标量。数组与数组相加成果是每个元素被加到另一种数组。标量与数组相乘成果是每个元素被乘上这个标量。标量与数组相除成果是每个元素被除以这个标量。数组与数组相乘成果是一种数组，但由于一种数组尺寸比另一种小，故得到输出与输入数组中较小一种同样大小，乘运算作用于两个输入数组中对应元素。第40页5.5

簇簇（cluster）是一种类似数组同样数据构造，用于分组数据。簇具有固定大小。能够包括不一样数据类型。簇由控件或批示器组成。簇一般用于将出目前框图上有关数据元素分组管理。由于簇在框图中仅用惟一连线，在框图上，只有当簇具有相同类型、相同元素数量和相同元素次序时，才能够将簇端子连接。多态性应用于簇时，需要簇具有相同元素数量和相同元素次序。第41页创建簇控件和批示器