（part 2）LabVIEW的复合数据

1、1,济南大学 自动化与电气工程学院 授课教师：谢锦丽 E-mail：cse_ 联系方式虚拟仪器技术,2,数组、二维数组,数组：是一系列相同数据类型元素的集合。 数组元素是根据其索引来访问的：每个元素的索引值在0到N-1之间，N是数组元素的个数。 创建数组是将数组框架与数据对象结合起来创建数组控件和指示器。 所有的元素要么都是控件，要么都是指示器，不能混合使用。 For循环和While循环可以在边界上自动索引并累加数组每次迭代创建一个新的元素，该功能称为自动索引。 自动索引功能在For循环中是默认打开的，但是在While循环中是默认关闭的。,3,数组、二维数组,For循

2、环边界上的自动索引数组，每次迭代时都创建下一个数组元素。在循环结束后，循环输出数组到指示器，而在循环结束之前，所有的数组数据都是不可用的。 关闭自动索引，只有随机数函数的最后一个值从循环输出 在打开For循环输入数组上的自动索引后，LabVIEW会将循环次数自动设置成数组的大小，因此就不需要连接值到计数端子。如果赋给LabVIEW的循环次数发生冲突例如，同时使用外部定义循环次数和自动索引（或者自动索引两个不同大小的数组），LabVIEW设置循环次数为其中最小的值。 二维数组以类似表格的形式存储元素，需要使用两个索引来定位一个元素：列索引和行索引。,4,数组处理函数,初始化数组：该函数创建并初始

3、化具有指定值的n维数组。 数组大小：该函数返回输入数组中元素的个数。 创建数组：该函数可以将两个数组合并或组合成一个数组，或为数组添加额外的元素。 数组子集：该函数返回从“索引”端子指定索引开始，长度为“长度”端子指定值的部分数组元素子集。注意，由于索引是从0开始的，第n个元素的索引是n-1。 索引数组：该函数范围数组中特定的元素。 删除数组元素：该函数删除数组的一部分，从“索引”开始，长度为“长度”指定的值的元素。与数组子集函数一样，删除数组元素函数返回数组的一部分，但是它返回的是原数组被删除后剩下的部分。,5,复合运算,复合运算函数能够同时处理多个数据。在需要多次使用加、乘、与、或和异或函

4、数时，复合运算函数避免了一次性使用多个这样的函数。 在输出端子的弹出菜单上选择“更改模式”改变函数的功能。同样可以使用操作工具单击函数来改变模式。 弹出菜单中“逆操作”选项来反转数字输入或输出的极性或布尔值（从假到真，或真到假）。输入和输出上的小圈表示极性反转。,6,4.6 簇,簇是一个组合数据类型结构。 簇元素数据具有绑定和释放概念。释放元素后可以访问其中的元素，可以一次性全部释放，也可以按索引释放指定元素，这取决于选择使用的函数。 不像数组可以动态的改变大小，簇有固定的大小，相当于其内部有固定数量的线，每根线代表一个元素。 簇里面的对象必须全都是控件或者全都是指示器，在同一个簇中不能既有控

5、件又有指示器。簇是控件还是指示器取决于首次放入其内部的对象属性。 创建簇两个步骤：在前面板或程序框图中放置簇框架；添加需要的控件、指示器或常数到框架内。 簇内元素具有固定的逻辑顺序，与它们在框架内的位置无关。第1个放入簇的对象为元素0，第2个为元素1，以此类推。,7,4.6 簇,使用簇将一些控件和指示器绑定起来，就可以使用单个端子连接子VI，传输多个值，减少连接到子VI的连线和端子的数量。 只有类型相同的簇之间才可以连接。即：两个簇必须有相同的元素个数，且对应元素必须有相同的顺序和数据类型。只要数据类型相同，数组中的多态性同样适用于簇。 释放函数，将簇分解成单个的元素，根据索引访问元素，必须访

6、问整个簇并且考虑簇中元素的顺序。按名称释放函数，同样是分解簇为单个元素，但是根据标签访问元素，可以访问任意数量的元素。 绑定函数，将单个的元素组成新的簇或者使用簇代替元素。按名称绑定函数不能绑定簇，但是能够替换簇中的单个元素而不需要访问该簇，另外，使用按名称绑定函数，不需要担心簇顺序和正确的绑定函数大小，只需要确认所有元素都有名称即可。,8,4.6 簇,练习：创建VI，检测输入簇中的Numeric 1数值控件的值是否大于等于0。如果小于0，VI 计算所有控件的绝对值。如果大于等于0，VI不用计算任何空间的绝对值。无论Numeric 1的绝对值是什么，VI 都将所有的值乘以0.5并将结果显示在O

7、utput Cluster上。,9,4.6 簇,1. 打开新的前面板并放置簇框架（新式数组、矩阵与簇），标记为Input Cluster。 2. 函数编程数值子选项卡创建Numeric 1、Numeric 2和Slide控件，从选项卡选取控件时，要放置在簇框架的内部，且一定要以指定的顺序创建，分别为其设置标签。 3. 根据同样的方法使用指示器创建Output Cluster，放置元素的到簇的顺序要与Input Cluster相同。（可通过复制Input Cluster 来创建Output Cluster ，更改标签。） 创建程序框图，包括选择（Case）结构的True和False两个分支。,1

8、0,4.6 簇,按名称释放函数（编程簇、类与变体）：从Input Cluster中提取Numeric 1，然后与0比较，如果“Numeric 1”没有出现在输入出名称区域，使用操作值工具单击，从簇元素列表中选择Numeric 1。 大于或等于0函数（编程比较）：如果数字输入是正数或者0就返回True。,11,4.6 簇,绝对值函数（编程数值）：输入数值大于等于0时，返回输入数值；输入数值小于0时返回输入数值的相反数。在本练习中，取整个簇的绝对值。 5. 运行VI，给Numeric 1既输入正数又输入负数。注意使用多态性，给簇中的所有值一次性乘以0.5并计算整个簇的绝对值。 6. 保存,12,第

9、4章 LabVIEW的复合数据,4.1 数组 4.2 二维数组 4.3 数组处理函数 4.4 多态性 4.5 复合运算 4.6 簇 4.7 数组和簇的转换 4.8 错误簇和错误处理函数,13,4.7 数组和簇的转换,LabVIEW中包含的数组操作函数比簇操作函数多，因此数组和簇之间的转换非常有用。 例如：如果想要把前面板上按钮簇中所有按钮的值都反转，那么“反转一维数组”函数是很好的选择，此时可以使用“簇至数组转换”函数将簇转化成数组，再用“反转一维数组”函数反转数组的值，最后再使用“数组至簇转换”函数转换回簇。 函数编程数组/簇、类与变体,14,4.7 数组和簇的转换,簇至数组转换函数：将具有

10、相同数据类型的N元素簇转换成相同数据类型的N元素数组。数组的索引对应于簇顺序（例如：簇元素0编程数组中索引0的值）。 LabVIEW不允许创建数组的数组，不能对包含以数组为元素的簇使用此函数。 在使用该函数时，簇中的所有元素的数据类型必须相同。 数组至簇转换函数：函数将N个元素的一维数组转换成相同数据类型的N元素簇，必须在函数端子的弹出菜单上选择簇大小指定输出簇的大小，因为簇不会像数组一样自动调整大小。,15,4.7 数组和簇的转换,簇大小的默认值是9，如果数组非空且小于簇大小所规定的元素数量，LabVIEW会自动填入额外的值到簇，这些值就是簇内元素数据类型的默认值（数值型：0；字符串型：空字

11、符串；布尔型：假）。如果输入数组的元素数量大于指定簇大小，输入数组会被截断以适合簇大小所规定的元素数量。 输入簇大小必须与连接到其输入数据的元素数量匹配，否则，输出连线会保持中断直到簇大小调整合适。,16,4.7 数组和簇的转换,数组和簇的比较函数模式 一些比较函数在比较数组和簇的数据时有两种模式：集合比较模式和元素比较模式。在比较节点的弹出菜单的比较模式子菜单中选择需要的模式。 集合比较模式下，比较函数返回集合整体比较厚的布尔值。当且仅当所有元素的比较结果都为真时返回值才是真。在元素比较模式下，返回一个布尔型的数组或簇，里面数据是基于每个元素的比较结果。,17,第4章 LabVIEW的复合数

12、据,4.1 数组 4.2 二维数组 4.3 数组处理函数 4.4 多态性 4.5 复合运算 4.6 簇 4.7 数组和簇的转换 4.8 错误簇和错误处理函数,18,4.8 错误簇和错误处理函数,错误是函数或子VI因为资源不可用或接收到的消息不正确而不能完成请求的事件。 错误输入/错误输出函数：控件新式数组、矩阵与簇子选项卡，可以用于许多VI和函数的输入/输出上。 LabVIEW中错误簇是一个特殊的数据类型：由布尔型状态、I32型错误代码和字符串型错误源组成。用来传送LabVIEW代码运行时产生的错误信息。 在LabVIEW中使用数据流传输错误簇数据类型中的错误信息。,19,4.8 错误簇和错误

13、处理函数,4.8.1 错误簇数据类型 错误簇包含了3个元素： 1. 状态：布尔型，表示是否有错误发生（真或假）。 2. 代码： I32型，错误代码，用于标志错误的有符号整数。 a. 错误代码为正数表示错误； b. 错误代码为负数表示警告。 c. 0表示没有错误 3. 源：字符串型，包含错误源描述信息的字符串。通常包含调用链，调用链是一个VI列表，从错误发生处的子VI（或函数）开始，然后根据调用的层次，列出直到顶层的所有VI。,20,4.8 错误簇和错误处理函数,4.8.2 传输错误信息：错误流 LabVIEW本身就是一个基于数据流的编程语言，对于错误信息的传递也是使用数据流的形式在LabVIE

14、W的程序框图中实现。如下图中的红点标识处所示，错误簇数据在框图中是按顺序、连续的在程序中传递。 很多LabVIEW 函数以及子VI 都有错误输入（Error In）以及错误输出（Error Out）端点，一般这两个端点分别位于函数节点图标的左下侧以及右下侧。,21,4.8 错误簇和错误处理函数,4.8.3 子VI中错误的产生和响应 关于错误的产生和响应，希望函数和VI 能完成以下的功能。 1. 如果“错误输入”包括错误（状态为“真”），不需要做任何处理，除非进行“结尾”工作，例如： a. 关闭相关的文件。 b. 关闭相关的设备或断开相关的连接。 c. 使系统回到空进程安全状态（关闭电机等）。

15、2. 如果错误发生在函数或者VI内部，函数就必须通过“错误输出”端子输出错误信息，除非已经有错误信息从“错误输入”端子输入，这种情况下只需要将从“错误输入”进入的错误信息原封不动的输出到“错误输出”。,22,4.8 错误簇和错误处理函数,错误选择结构 通过使用错误选择结构，可以轻易的实现上述第2条的常规错误处理动作。 错误选择结构就是一个有错误簇连接到其条件端子的选择结构。选择结构允许错误簇数据类型连线到条件选择器端子。连线之后，选择结构的帧名改变为“无错误”和“错误”。在执行时，如果错误簇不包含错误，那么执行“无错误”帧，反之，如果错误簇包含错误，那么就执行“错误”帧。 实现上面提到的第2条

16、功能只需要将错误帧中错误簇直接连接到VI 的错误输出端，将没错误的情况下的执行代码放到无错误帧中。,23,4.8 错误簇和错误处理函数,错误数据融合 在程序中如果上游的函数就已经出错了，这是需要做清理工作该怎么办？这时就不便使用错误选择结构了，最好就是使用合并错误（Merge Error）函数将所有的上游错误融合在一起。 函数编程对话框与用户界面。 使用这个函数的时候要注意，错误簇只能包含一个错误信息，而这个合并错误函数将多个错误融合为一个错误，最终得到的错误是按照该函数的输入端至上而下的优先级得到的，也就是说优先级最高的输入端上如果有错误数据，最终的输出就是该错误数据。在实际的编程中，就需要

17、按照程序中实际需要连接这个函数的错误输入数据。如果所有的输入端都没有错误发生，最后该函数的输出也是无错误的。,24,4.8 错误簇和错误处理函数,错误代码至错误簇转换函数：将错误或警告代码转换成错误簇。例如：由于调用的VI产生了不正确的输入，可以使用该函数产生一个新错误。 简单错误处理器函数：显示包含错误信息的对话框，指出是否有错误产生。例如：子VI和顶层的应用程序不能处理错误，放弃执行，显示错误消息给用户。如果有错误产生，该VI返回错误的描述信息和可选择的对话框。该VI调用通用错误处理器函数，这两个错误处理器功能基本相同，只是选项不同。,25,小结,错误簇是LabVIEW中一种特殊的数据类型

18、，用来传输LabVIEW代码运行时产生的错误信息。LabVIEW中的许多函数和VI都有错误输入和错误输出端子，通常分别位于连接器窗格的左下方和右下方。连接VI的错误输入和错误输出端子来增强数据流，保证错误信息在应用程序中的传递。 创建子VI时，遵循有关错误处理和错误传递的标准是很重要的。将功能代码放入错误选择结构，当有错误流进入VI时，此段代码就不会执行。错误汇总来源于并行执行的VI 。不要在子VI中弹出错误对话框。只有在错误无法用合适的方式处理时，才在主应用程序上使用错误对话框。,26,上机练习题,6. 创建一个计算器VI，在前面板上用数值控件输入两个数值，数值指示器显示VI的运算结果（加、减、乘除）。使用滑动控件指定执行的运算。,27,上机练习题,28,上机练习题,29,上机练习题,7. 只能用一个