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1、第二章程序结构分析第二章 程序结构21 循环结构21 While 循环While 循环可以反复执行循环体的程序，直至到达某个边界条件。它类似于普通编程语言中的 Do 循环和 Repeat-Until 循环。While 循环的框图是一个大小可变的方框，用于执行框中的程序，直到条件端子接收到的布尔值为 FALSE。 该循环有如下特点： 计数从0开始（i=0）。 先执行循环体，而后i+1，如果循环只执行一次，那么循环输出值i=0。 循环至少要运行一次。 图While 循环示意图练习使用While循环和图表 目的：用 While 循环和图表获得数据，并实时显示。创建一个可以产生并在图表中显示随机数的V

2、I。 前面板有一个控制旋钮可在0到10秒之间调节循环时间，还有一个开关可以中止VI的运行。学习怎样改变开关的动作属性，以便不用每次运行VI时都要打开开关。操作步骤如下： 前面板图练习的前面板1 选择FileNew，打开一个新的前面板。2 选择ControlsBoolean，在前面板中放置一个开关。设置开关的标签为控制开关。3 使用标签工具创建 ON 和 OFF 的标签，放置于开关旁。4 选中ControlsGraph，在前面板中放置一个波形图（是chart，而不是graph）。设置它的标签为随机信号。这个图表用于实时显示随机数。5 把图表的纵坐标改为0.0 到 1.0。方法是用标签工具把最大值

3、从10.0改为1.0。6 选择ControlsNumeric，在前面板中放置一个旋钮。设置旋钮的标签为循环延时。这个旋钮用于控制While 循环的循环时间。流程图7 开流程图，按照下图创建流程图。图练习的流程图a. 从 FunctionsStructures 中选择 While 循环，把它放置在流程图中。将其拖至适当大小，将相关对象移到循环圈内。b. 从 Functions Numeric中选择随机数（0-1）功能函数放到循环内。c. 在循环中设置Wait Until Next ms Multiple函数 （FunctionsTime & Dialog），该函数的时间单位是毫秒，按目前面板旋钮

4、的标度，可将每次执行时间延迟0到10毫秒。d. 照上面所示的流程图连线，把随机数功能函数和随机信号图表输入端子连接起来，并把启动开关和While 循环的条件端子连接。8 返回前面板，调用操作工具后单击垂直开关将它打开。9 把该 VI 保存为 LabVIEWActivity目录中的Random Signal.vi。10 执行该 VI。While循环的执行次数是不确定的，只要设置的条件为真，循环程序就会持续运行。在这个例子中，只要开关打开（TRUE），框图程序就会一直产生随机数，并将其在图表中显示。11 单击垂直开关，中止该VI。关闭开关这个动作会给循环条件端子发送一个FALSE值，从而中止循环。

5、12 用鼠标右键单击图表，选择Data OperationsClear Chart，清除显示缓存，重新设置图表。练习结束附注与说明布尔开关的机械动作：布尔开关有6种机械动作属性可供选择。在前面板上用鼠标右键单击开关，在快捷菜单中选择Mechanical Action就可以看到这些可选的动作。LabVIEW还提供了一个范例示范这些动作，它是位于ExamplesGeneralControlsbooleans.llb的Mechanical Action of Booleans.vi。212 移位寄存器（Shift Register）移位寄存器可以将数据从一个循环周期传递到另外一个周期。在程序设计中，

6、经常要用到它创建一个移位寄存器的方法是，用鼠标右键单击循环的左边或者右边，在快捷菜单中选择 Add Shift Register。如右图所示。移位寄存器在流程图上用在循环边框上相应的一对端子来表示。右边的端子中存储了一个周期完成后的数据，这些数据在这个周期完成之后将被转移到左边的端子，赋给下一个周期。移位寄存器可以转移各种类型的数据数值、布尔数、数组、字符串等等。它会自动适应与它连接的第一个对象的数据类型。下图表示了它的工作过程图Shift Register的工作过程可以令移位寄存器记忆前面的多个周期的数值。这个功能对于计算数据均值非常有用。还可以创建其他的端子访问先前的周期的数据，方法是用鼠

7、标右键单击左边或者右边的端子，在快捷菜单中选择Add Element。例如，如果某个移位寄存器左边的端口含有三个元素，那么就可以访问前三个周期的数据。练习 使用移位寄存器 目的：创建一个可以在图表中显示运行平均数的VI。前面板1 打开一个新的前面板，按照下图所示创建对象。2 把波形图表的坐标范围改为0.0到2.0。3 在添加竖直坐标之后，用鼠标右键单击它，在快捷菜单中选择Mechanical ActionLatch When Pressed，再选择OperateMake Current Values Default，把ON状态设置为默认状态。图练习的前面板流程图4 按下图创建流程图。图练习的流

8、程图5 在流程图中添加 While 循环(FunctionsStructures)，创建移位寄存器。a. 用鼠标右键单击While循环的左边或者右边，在快捷菜单中选择Add Shift Register。b. 用鼠标右键单击寄存器的左端子，在快捷菜单中选择Add Element，添加一个寄存器。用同样的方法创建第三个元素。6 Random Number (01)函数（FunctionsNumeric）产生0到1之间的某个随机数。7 Compound Arithmetic 函数（FunctionsNumeric）在本练习中，它将返回两个周期产生的随机数的和。如果要加入其他的输入，只需用右键单击某

9、个输入，从快捷菜单中选择Add Input。8 除法函数（FunctionsNumeric）在本练习中，它用于返回最近四个随机数的平均值。9 数值常数（FunctionsNumeric）在While循环的每个周期，Random Number (01)函数将产生一个随机数。VI就将把这个数加入到存储在寄存器中的最近三个数值中。Random Number (01)再将结果除以4，就能得到这些数的平均值（当前数加上以前的三个数）。然后再将这个平均值显示在波形图中。10 延时Wait Until Next ms Multiple函数 （FunctionsTime & Dialog）它将确保循环的每个周

10、期不会比毫秒输入快。在本练习中，毫秒输入的值是500毫秒。如果用鼠标右键单击图标，从快捷菜单中选择VisibleLabel，就可以看到Wait Until Next ms Multiple的标签。11 用鼠标右键单击Wait Until Next ms Multiple 功能函数的输入端子，在快捷菜单中选择Create Constant。出现一个数值常数，并自动与功能函数连接。12 将Constant设置为500。这样连接到函数的数值常数设置了500毫秒的等待时间。因此循环每半秒执行一次。注意，VI用一个随机数作为移位寄存器的初始值。如果没有设置移位寄存器端子的初始值，它就含有一个默认的数值，

11、或者上次运行结束时的数值，因此开始得到的平均数没有任何意义。13 执行该 VI，观察过程。14 把该 VI 保存为LabVIEWActivity目录下的Random Average.vi。练习 结束。附注：移位寄存器的初值：上面的练习中对移位寄存器设置了初值0.5。如果不设这个初值，默认的初值是。在这个例子中，一开始的计算结果是不对的，只有到循环完次后移位寄存器中的过去值才填满，即第次循环执行后可以得到正确的结果。213 For循环For循环用于将某段程序执行指定次数。和While 循环一样，它不会立刻出现在流程图中，而是出现一个小的图标，而后您可以修改它的大小和位置。具体的方法是，先单击所有

12、端子的左上方，然后按下鼠标，拖曳出一个包含所有端子的矩形。释放鼠标时就创建了一个指定大小和位置的For循环。For循环将把它的框图中的程序执行指定的次数，For循环具有下面这两个端子：N: 计数端子（输入端子）用于指定循环执行的次数。I: 周期端子（输出端子）含有循环已经执行的次数。上图显示了一可以产生100个随机数并将数据显示在一个图表上的For循环。在该例中，i 的初值是0，终值是99。练习 2-3 使用For循环目的：用For循环和移位寄存器计算一组随机数的最大值。打开一个新的前面板，按照下图创建对象。a. 将一个数字显示对象放在前面板，设置它的标签为“最大值”。b. 将一个波形图表放在

13、前面板，设置它的标签为“随机数”。将图表的纵坐标范围改为0.0到1.0。c. 在图表的快捷菜单中选择Visible ItemsScrollbar和Digital Display，并隐藏Plot Legend。d. 用移位工具修改滚动栏的大小。图5练习3的面板和流程图按照上图画流程图。在流程图中放置一个For循环（FunctionsStructures）。在For循环的边框处单击鼠标右键，在快捷菜单中选择Add Shift Register。将下列对象添加到流程图。a Random Number (01)函数（FunctionsNumeric）产生0到1之间的某个随机数。b 数值常数（Funct

14、ionsNumeric）在这个练习中需要将移位寄存器的初始值设成0。c Max&Min函数（FunctionsComparison）输入两个数值，再将它们的最大值输出到右上角，最小值输出到右下角。这里只需要最大值，只用连接最大值输出。d 数值常数（FunctionsNumeric）For循环需要知道需要执行的次数。本练习中是100次。按照上图连接各个端子。运行该VI。将该VI保存为LabVIEWActivity 目录下的Calculate Max.vi。练习 2-3 结束。22 分支结构：CaseCase结构含有两个或者更多的子程序（Case）,执行那一个取决于与选择端子或者选择对象的外部接口

15、相连接的某个整数、布尔数、字符串或者标识的值。必须选择一个默认的Case以处理超出范围的数值，或者直接列出所有可能的输入数值。Case结构见下图，各个子程序占有各自的流程框，在其上沿中央有相应的子程序标识：Ture、False或、。按钮用来改变当前显示的子程序（各子程序是重叠放在屏幕同一位置上的）。练习 - 使用 Case结构 目的：创建一个VI以检查一个数值是否为正数。如果它是正的，VI就计算它的平方根，反之则显示出错。前面板1 打开一个新的前面板，并按照下图所示创建对象。控制对象用于输入数值，显示对象用于显示该数值的平方根。流程图照下图创建流程图。图练习的面板和流程图3. 从FunctionsStructures中选择一个 Case结构，并放置在在流程图中。Case 结构是一个可以改变大小的方框。先来做T