1、第4章 程序結構,程序結構是一種由軟件內(nèi)部定義的程序執(zhí)行方式。它們就像領導指揮工作一樣，把握程序執(zhí)行的大局，同時也控制著一些微小有環(huán)節(jié)。程序結構主要有循環(huán)、事件、條件、順序結構等。本章將對它們進行詳細的講解和說明。,4.1 程序結構概念,程序結構是一個對程序執(zhí)行的總稱。它包含有多種程序結構相關的函數(shù)。LabVIEW有一個函數(shù)選板，專門用于程序的結構控制和節(jié)點的屬性設置等。通過“函數(shù)”|“編程”|“結構”下拉列表打開，如圖4.1所示。,4.2 While循環(huán),While循環(huán)是一種先執(zhí)行后檢查條件的循環(huán)程序。它不管條件滿足與否，最少要執(zhí)行一次。它的最大好處是能在條件為真是循環(huán)一下，省去了許多的麻煩

2、。下面對它的概念及使用進行詳細的說明。,4.2.1 While循環(huán)創(chuàng)建,While循環(huán)重復執(zhí)行內(nèi)部的子程序框圖，直到條件接線端（輸入端）接收到特定的布爾值。將布爾值連接至While循環(huán)的條件接線端。在條件接線端上右擊，彈出快捷菜單，選擇“真（T）時停止”或“真（T）時繼續(xù)”，可以進行運行條件狀態(tài)的選擇。也可將一個錯誤簇連線至條件接線端，具體做法如下：右擊條件接線端，從快捷菜單中選擇“真時停止”或“真時繼續(xù)”，然后把錯誤源接到此條件端口上即可。,4.2.2 While的自動索引,如果為一個進入While循環(huán)的數(shù)組啟用自動索引，則While循環(huán)將對該數(shù)組建立索引。但是，While循環(huán)只有在滿足特定

3、條件時才會停止執(zhí)行，因此While循環(huán)的執(zhí)行次數(shù)不受該數(shù)組大小的限制。當While循環(huán)索引超過輸入數(shù)組的大小時，LabVIEW會將該數(shù)組元素類型的默認值輸入循環(huán)。循環(huán)次數(shù)過多可能會引起系統(tǒng)內(nèi)存溢出。,4.3 For循環(huán),For循環(huán)是一種先檢查條件后執(zhí)行的方式。若條件不滿足，它就不執(zhí)行。若條件滿足，則For循環(huán)在內(nèi)部會重復執(zhí)行N次，當N達到設定值后就停止工作。,4.3.1 For循環(huán)概念,For循環(huán)是一個常用的判斷結構，它的其他語言的For一樣，起到一個判斷條件，再執(zhí)行的作用。它在結構如圖4.14所示。,4.3.2 循環(huán)次數(shù)的設置,For循環(huán)中要設置循環(huán)的次數(shù)，這是循環(huán)設置的第一步。它的設置關系

4、到程序運行正確性和穩(wěn)定性。不然有時可能會造成死的循環(huán)。將循環(huán)外部的數(shù)值連接到總數(shù)接線端的左邊或頂部，可手動設定循環(huán)次數(shù)，或者使用自動索引自動設定循環(huán)總數(shù)。循環(huán)10次時，對次數(shù)端口設置如圖4.15所示。,4.3.3 用For循環(huán)產(chǎn)生數(shù)組,For循環(huán)可以把一個單獨數(shù)據(jù)變?yōu)橐粋€數(shù)組，第一個For循環(huán)都能產(chǎn)生一個一維的數(shù)組。也就是說，每經(jīng)過一個For循環(huán)，數(shù)組就增加一個維。用這種操作，方便的創(chuàng)建一個數(shù)組。每循環(huán)一次，就增加一個元素。下面以產(chǎn)生一個二維的數(shù)組為例進行說明。,4.4 事件結構,事件結構就是當某一指定的事件發(fā)生時，就會執(zhí)行相應框圖中的程序。它包括一個或多個子程序框圖，或事件分支。當結構執(zhí)行時

5、，僅有一個子程序框圖或分支在執(zhí)行。事件結構將等待直至某一事件發(fā)生，并執(zhí)行相應條件分支從而處理該事件。,4.4.1 事件結構的概念,事件結構是一種在程序運行時通過前面板可以改變程序執(zhí)行方式的結構。也就是說它可以改變數(shù)據(jù)流。比如當程序執(zhí)行在中間時，有一個事件的發(fā)生，引發(fā)一個事件結構，就可以調(diào)到程序前面去執(zhí)行。這就很好地干涉了程序的執(zhí)行。有點類似于C語言中的goto語句。,4.4.2 事件結構的組成及建立,事件結構的創(chuàng)建是通過在程序框圖中托動生成。這個和上面的兩循環(huán)類似。它創(chuàng)建后如圖4.19所示。,4.4.3 事件結構的設置,事件結構中，要對事件的屬性進行定義并做出響應。不同的事件，它的數(shù)據(jù)屬性端口

6、不一樣。常用的有“源”、“類型”、“時間”3種。它的子程序框圖可以創(chuàng)建多個，且每一個子框圖都可以代表不同的事件操作。下面將對它們的操作詳細說明。,4.4.4 事件編程,事件的編程是非常有用的一種方法。這里以一個對前面板控件的識別做出響應為例說明編程過程。本程序是用一個開關控制一個事件分支，來顯示燈的亮和滅。用一個旋鈕控件一個分支進行數(shù)據(jù)顯示。用一個燈來字符串的顯示。,4.5 條件結構,條件結構是一種由輸入的條件進行選擇執(zhí)行分支的結構。它可以包含多個分支，第一個分支都有一個不同的程序進行條件。它類似于C語言中的case選擇結構。當輸入的條件符合某一條件的入口值時，程序就執(zhí)行此條件結構內(nèi)的程序。但

7、它的執(zhí)行是唯一的，不同同時執(zhí)行兩個或兩個以上的分支。它的條件選擇端可以是布爾量、數(shù)值、字符串等多種形式。本節(jié)將從幾個方面講解它的應用。,4.5.1 條件結構概念,條件結構是在程序多種情況下進行選擇的最佳結構。它能最快最安全的選擇要進入的分支，獨立的執(zhí)行。以創(chuàng)建它時，和前面向種軟件一樣，先在要創(chuàng)建的地方單擊，再托動鼠標，有一個虛線框在從起點開始，一直在增大。到目的點后再次單擊鼠標。就給出了條件結構的框圖，如圖4.29所示。,4.5.2 分支設置,條件結構分支的設置和事件結構的設置一樣，右擊結構邊框，從彈出的快捷菜單中選擇添加方式。這里有“在后面添加分支”、“在前面添加分支”、“復制分支”“刪除分

8、支”等。這里選擇“在后面添加分支”命令，如圖4.30所示。,4.5.3 條件輸入,當對條件結構進行編程時，必須先對條件輸入進行編輯。這樣才能在連接到條件結構時能設置相關的分支。若輸入的條件多于結構中的分支，則輸入的條件量中，后面的一些量被忽略。當把條件輸入編輯好后，連接到結構的輸入端口上，就會自動掃描出輸入分支量入口。下面以一個轉盤作為條件的輸入，進行整個結構的條件設置講解。,4.5.4 條件結構的應用,實際應用中要用到大量的條件結構使用。這里先以一個“組合框”為輸入條件，再把它產(chǎn)生的字符串作為條件入口的判斷。這樣就練習了以字符串為條件的選擇。,4.6 定時結構,定時結構是一個用時間來控制程序

9、執(zhí)行的結構。它包含有許多子時間函數(shù)。主要用來對循環(huán)的定時執(zhí)行，做出響應。它本節(jié)將對它的操作進行詳細說明。,4.6.1 定時結構概念,定時結構是用于控制定時結構在執(zhí)行其子程序框圖、同步各定時結構的起始時間、創(chuàng)建定時源，以及創(chuàng)建定時源層次結構時的速率和優(yōu)先級。通過“函數(shù)”|“編程”|“結構”|“定時結構”下拉列表打開，如圖4.39所示。,4.6.2 定時循環(huán),定時循環(huán)是一種能在一定的時間內(nèi)按指定的時間執(zhí)行程序相關動作的結構。它的程序框圖中含有許多的條件端口，如圖4.40所示。 1循環(huán)定時源 2循環(huán)定時屬性 3處理器分配 4延遲周期,4.6.3 定時順序,定時順序是一種在設定時間下按順序執(zhí)行程序框圖

10、內(nèi)容的結構。它最大的好處是能不用手動設置，自動的按一定順序進行。創(chuàng)建后它的程序框圖如圖4.42所示。,4.6.4 定時操作,定時操作有創(chuàng)建定時源、清除定時源等。它們主要是對一些時間的設置和創(chuàng)建。下面分別講解它們的操作方法。 1創(chuàng)建定時源 2定時結構停止,4.6.5 定時結構的編程,下面以一個定時循環(huán)為例進行編程。編程的目標是通過定時循環(huán)，在一定的時間內(nèi)進行循環(huán)。當循環(huán)到第30次時，產(chǎn)生一個定時。當時間延時達到后，定時循環(huán)的“延遲完成？”輸出端口會產(chǎn)生一個脈沖，讓延遲完成這一燈亮。同時還用到一個進度顯示框。當進度達到100%時定時循環(huán)停止。下面將分步講解具體操作過程。,4.7 公式節(jié)點,公式節(jié)點

11、是對一些復雜的算法和公式進行編輯，能方便地為一些程序處理提供依據(jù)。在LabVIEW中，編程時只需要要在公式節(jié)點中按一定的要求輸入對應公式即可，簡化了編程過程。本節(jié)對公式節(jié)點的操作進行詳細說明。,4.7.1 公式節(jié)點的概念,在公式節(jié)點中，創(chuàng)建一個公式節(jié)點，類似于循環(huán)結構。在程序框圖界面畫出公式節(jié)點區(qū)域，就可以進行公式編程，如圖4.50所示。,4.7.2 公式節(jié)點的語法,公式節(jié)點的語法類似于C語言中的編程語法。編程中每一句程序結束時，都必須加上一個分號作為結束。且任何一個命令都和C語言中的優(yōu)先級一樣。編程時要遵守這些語法。大體上涵蓋了下列非終結符號：復合語句、標識符、條件表達式、數(shù)字、數(shù)組大小、浮

12、點型、整型、左式、賦值運算符和函數(shù)。編程中規(guī)則有如下幾條。 對在框圖上添加的變量不需要在程序中定義，其他要用到的變量都要定義。 字符不能在公式節(jié)點中定義。 數(shù)值的定義要有長度。 所有公式中用的符號都可以在編程中直接使用。 編程中可以用到C語言中的一些命令，比如case、while、switch等。,4.8 順序結構,順序結構是一種按照事先編程，只要進入此順序結構，就會按順序進行執(zhí)行。它主要是引導了程序的執(zhí)行順序。本節(jié)將對兩種順序結構進行詳細講解。,4.8.1 順序結構的建立,順序結構有兩類，它們分別是層疊式順序結構和平鋪式順序結構。它們幾乎沒有什么大的差別，只是前都是一個層疊的結構，程序編程過

13、程簡短，可以添加順序幀。后者是一個排開的形狀，它把所有的順序幀都顯示出來，占用了大量程序界面。但是它的數(shù)據(jù)流執(zhí)行明了，維護更加方便。 1層疊式順序 2平鋪式順序結構,4.8.2 順序結構的執(zhí)行,下面以3個燈按順序依次亮起為事例，編寫一個程序，反應順序結構的執(zhí)行過程。,4.9 移位寄存器,移位寄存器是LabVIEW中對程序運行中數(shù)據(jù)進行臨時保存的一種方式。它用于在循環(huán)中保存前面幾次的執(zhí)行的數(shù)據(jù)。本節(jié)將對移位寄存器的使用進行編程講解。,4.9.1 移位寄存器的建立,移位寄存器是一種用于數(shù)據(jù)保存的方式。在For循環(huán)和While循環(huán)中，都可以創(chuàng)建移位寄存器。在循環(huán)結構的程序邊框上，右擊彈出快捷菜單，選

14、擇“添加移位寄存器”命令，則會自動在循環(huán)結構的輸入和輸入邊框上分別添加一個端口。這樣就可以在兩個端口上接線，如圖4.57所示。,4.9.2 移位寄存器的初始化,移位寄存器相當于數(shù)組，可以在其中保存大量的數(shù)據(jù)。所在使用之前和數(shù)組一樣，要對它進行初始化。這樣可以保證在使用時輸出的值才時正確的值。它的初始化是也就是程序剛開始執(zhí)行時，送一個選定的數(shù)值到移位寄存器。這樣做保證了數(shù)據(jù)的安全性，不再混亂。比如對布爾量中，初始化給定一個真常量或者假常量。對數(shù)值性變量，初始化時送一個0或者其他的數(shù)值即可。對字符串的初始化可以送一個空字符串，如圖4.59所示。,4.9.3 移位寄存器的使用,移位寄存器的使用很廣泛

15、，它和其他編程語言中的移位寄存器一樣，用于對數(shù)據(jù)的保存。下面以保存循環(huán)中當前計數(shù)值和相加的前后三次的值。,4.10 其他結構,LabVIEW中還包括許多結構，這一節(jié)里將對它們進行一些簡要的講解。以便在以后的編程中用到時能靈活應用。,4.10.1 程序框圖禁用結構,程序框圖禁用結構包括一個或多個子程序框圖（分支），僅有啟用的子程序框圖可執(zhí)行。它是對一些不想執(zhí)行的程序進行屏蔽的手段。程序框圖禁用結構用于禁用一部分程序框圖。它的程序框圖類似于條件結構，框圖如圖4.64所示。,4.10.2 反饋節(jié)點,反饋節(jié)點是把一次VI或循環(huán)運行所得的數(shù)據(jù)值保存到下一次。反饋節(jié)點類似于反饋控制理論和數(shù)字信號處理中的z

16、-1塊。它的關鍵是返回以前的值。反饋節(jié)點將連接到初始化接線端的值作為第一次循環(huán)或運行的初始值。然后將上一次循環(huán)的結果保存以用于此后的每次循環(huán)。如初始化接線端未連接任何值，反饋節(jié)點將使用數(shù)據(jù)類型的默認值，并在此后的運行中不斷在之前所得結果的基礎上產(chǎn)生值。,4.10.3 共享變量,共享變量表示程序框圖上的一個共享變量。要將程序框圖中的共享變量節(jié)點和處于活動狀態(tài)的項目中的共享變量進行綁定，可在程序框圖中放置一個共享變量節(jié)點。雙擊或右擊該共享變量節(jié)點，從快捷菜單中選擇選擇變量以顯示選擇變量對話框。也可將項目瀏覽器窗口中的共享變量拖放至相同項目中VI的程序框圖，從而創(chuàng)建一個共享變量節(jié)點。,4.10.4

17、局部變量,創(chuàng)建局部變量時，該對象的局部變量的圖標將出現(xiàn)在程序框圖上。寫入一個局部變量相當于將數(shù)據(jù)傳遞給其他接線端。但是，局部變量還可向輸入控件寫入數(shù)據(jù)和從顯示控件讀取數(shù)據(jù)。事實上，通過局部變量，前面板對象既可作為輸入訪問也可作為輸出訪問。,4.10.5 全局變量,全局變量用于在多個VI之間訪問和傳遞數(shù)據(jù)。如此看來它非常方便不同程序間的數(shù)據(jù)傳輸。但實際它在編程中不是經(jīng)常用到。因為全局變量在運行中，要占用大量的系統(tǒng)內(nèi)存，傳輸速度也不高。,4.11 小結,本章對LabVIEW中編程結構進行了詳細的說明。這也是對所有編程中要用的控制函數(shù)和編程用法進行了系統(tǒng)的講解。本章的難點是循環(huán)結構和公式節(jié)點的應用。循環(huán)在編程中經(jīng)常用到，也是最重要的用法之一。公式節(jié)點在一些