實驗三LabVIEW編程的數組和簇與圖形顯示（一）LabVIEW編程的數組和簇一、 實驗目的掌握如何創建、使用數組；數組函數的功能和應用，掌握它們的區別以及相應操作。掌握如何創建、使用簇；簇函數的功能和應用，掌握它們的區別以及相應操作。二、 實驗原理數組是一些具有相同類型的元素組成的集合。數組包含兩方面的內容：元素和維數。數組中的元素可以是數字、布爾、字符、路徑、波形和簇等數據類型。一個數組可以是一維或者多維，如果必要，每維最多可有23L1個元素。可以通過數組索引訪問其中的每個元素。數組元素不能是數組、圖表或者圖形。LabVIEW提供了很多用于操作數組的功能函數，位于函數Functions〉〉數組Array中。其中包括創建數組、初始化數組、數組大小、數組子集、索引數組等。創建數組：用于根據標量值或者其他的數組創建一個數組。初始化數組：創建所有元素值都相等的數組。數組大小：返回輸入數組中的元素個數。數組子集：選取數組或者矩陣的某個部分。索引數組：用于訪問數組中的某個元素。建立數組的步驟如下：1） 從數組和類子模板（Controls-AllControls-Array&Cluster）上選中數組，放置在前面板中，此時為數組空殼，可以向里邊添加（用拖拽的方法）數字、布爾、字符等數據類型的控制器或指示器，來建立相應的數組控制器和指示器。此時可以看到數組上有兩個顯示窗口：?標號顯示窗：標號從0開始，每單擊一次“增加”鍵，標號顯示值順序遞增。這個標號就是數組元素的序號；對于一個含n個元素的數組，其標號為0?n-1。?元素顯示窗：用來顯示元素的數值。數組中的元素按序號排列。數組元素的查找按行/列標號進行。2） 右鍵單擊標號窗口，彈出一個快捷菜單，選擇AddDimension來增加數組的維數。簇（Cluster）是另一種數據類型，它的元素可以是不同類型的數據。它類似于C語言中的structure。使用簇可以把分布在框圖中各個位置的數據元素組合起來，這樣可以減少連線的擁擠程度，減少子VI的連接端子的數量。簇相當于一個容器，容器中的元素可以是各種不同的數據類型。也就是說，可以在一個簇中放置控制模板上的各種控件，如數字控件、布爾控件、數組控件等，但是不能將輸入控件和輸出控件同時放入其中。因此，在編輯流程圖時，可以減少連線數以及連線的節點數，最終簡化流程圖。它有多個輸入，一個輸出。要建立簇，可以選擇控制模板中數組和類子模板上的Cluster，將其調入前面板。向類控件中放入元素，即將控制模板中的相應控件放入其中，俗稱把元素，捆綁”在一起。捆綁（Bundle）數據 血如―Bundle功能將分散的元件集合為一個新的簇，或允許你重置一個已有的鄢嘛甜—■簇中的元素。可以用位置工具拖曳其圖標的右下角以增加輸入端子的個數。

最終簇的序是取決于被捆綁的輸入的順序。右圖中Bundle圖標中部的Cluster端子用于用新元素重置原簇中的元素。?分解(Unbundle)簇壬Unbundle是Bundle的逆過程，它將一個簇分解為若干分離的元素。如果要對一個簇分解，就必須知道它的元素個數°LabVIEW還提供一種可以根據元素的名字來捆綁或分解簇的方法。右鍵單擊簇控件的邊緣，彈出快捷菜單，如圖3-1。其中：ReorderControlsInCluster:用于設置類控件中各元素的排列順序，這個排列順序是輸出信號順序，如圖3-2所示。在Cluster輸出1和輸出2兩個簇控件中，元素輸出的排列順序不一樣。C1UEtEFNwiericHimeric2VisibleItems 卜FindTermirialCh：arigetoIndicatorDescriptionandTip...Crea卜Replace 卜DataOpei"ati皿弓 卜Adv：mced 卜ReorderContip"InCluster...AutoSizing 卜cluster?^-—componerit—C1UEtEFNwiericHimeric2VisibleItems 卜FindTermirialCh：arigetoIndicatorDescriptionandTip...Crea卜Replace 卜DataOpei"ati皿弓 卜Adv：mced 卜ReorderContip"InCluster...AutoSizing 卜cluster?^-—componerit—cumpcineritProperties選擇相應的選項，可自動調節類控制的邊框大小及排列方式。圖3-1簇控件快捷菜單Input1Output1InputlNijhieric;丿口Nijnieric2Input12Nunieric耳口Nunieric2Numeric2Output12Nunieric2NijiTieric21圖3-2ReorderControlsInCluster設置r.HVieibleIteiTiEFindTerrnin：alCh：angetoIndicatm-DescriptionandTip...CreateReplaceDataOperatioreAdv：dTLCfidReorderControlsInCIueter...圖3-3AutoSizing設置yNoneSizetoFitiriiticallyProperties：用來定義類控件的一些屬性，如“AutoSizing”改變標簽的名稱，是否顯示標簽等內容及填入描述信息。屬性頁將前面板的屬性特征集中到了一些簡單的配置對話框中。數組和簇的區別如下：?簇可以包含不同的數據類型，而數組僅可以包含相同的數據類型；?簇具有固定的大小。三、實驗內容練習數組的基本創建。利用循環的自動索引功能創建一個裝有10個隨機數的一維數組，并計算數組元素的平方和，同時求出該數組索引為3、長度為2的子數組。要求前面板顯示該一維數組及平方和結果、輸出的子數組。2.編輯下列VI,理解一維數組和二維數組的產生，存為TwoDimensionalArrayDemo.v。2-HAi-2-HAi-ray=，畫3-4TwoDimensionalArray創建一個VI,實現將輸入控件值與輸入數組合并連接起來生成新的數組。該VI使用數組大小和初始化數組兩函數來創建維數合適的新數組，并將新數組的所有元素初始化為1。最后，VI計算兩新數組間的差，并將結果顯示在前面板中。前面板和基本程序框圖組成如圖3-5所示，最后將該VI保存為PracticewithArrays.vi文件。圖3-5PracticewithArrays前面板和程序框圖創建由一個控件簇和一個顯示簇所組成的VI。要求輸入控件數值加一，開關二反相,顯示簇同時進行相應的顯示。前面板組成如圖3-6，最后將該VI保存為Cluster.vi文件。[7]輸心*數值開關1開關2字符串數值

開關[7]輸心*數值開關1開關2字符串數值

開關1開關2

字符串輸出簇停止Sb圖3-6Cluster前面板和程序框圖五、實驗報告要求調試編輯以上VI,按順序打印以上VI的前面板與程序框圖后，貼在實驗報告上；實驗報告中要求詳細說明設計步驟要點。2?心得體會及其它。

（二）LabVIEW編程的圖形顯示一、 實驗目的學習并掌握Chart和Graph的使用，理解它們的區別。掌握Chart的三種顯示模式。了解其它二維圖形的繪制。二、 實驗原理圖形顯示是虛擬儀器面板設計的重要內容。圖形是以曲線來顯示數組中的數據，常用的二維圖形控件有Chart、Graph和XYGraph,可顯示多條曲線。并可以改變曲線顯示的格式。在LabVIEW的圖形顯示中Graph和Chart是兩個基本的概念。一般說來Chart是將數據源（例如采集得到的數據）在某一坐標系中，實時、逐點地顯示出來它可以反映被測物理量的變化趨勢，例如顯示一個實時變化的波形或曲線，傳統的模擬示波器、波形記錄儀就是這樣。而Graph則是對已采集數據進行事后處理的結果。它先將被采集數據存放在一個數組之中，然后根據需要組織成所需的圖形顯示出來。它的缺點是沒有實時顯示，但是它的表現形式要豐富得多。例如采集了一個波形后，經處理可以顯示出其頻譜圖。如數字示波器。LabVIEW的Graph子模板中有許多可供選用的控件，其中常用的見下表：ChartGraphWaveform(波形)**XY*Intensity(強度圖)**Digital（數字圖）*3DCurve（三維曲線）*由表中可以看出，Chart方式盡管能實時、直接地顯示結果，但其表現形式有限，而Graph方式表現形式要遠為豐富，但這是以犧牲實時為代價的。1.Graph控件（波形圖）以Graph為例，圖3-7為它的控件，這些控件都包含在圖形菜單的VisibleItems選項下。WaveformGraph說明標簽(Label)標簽(Label)WaveformGraph曲線圖例lO.O-iPlot0說明(Caption)5.0-5.0-(Caption)0.0-0.0--5.0--5.0-刻度圖例

(Scale

Legend)-10.0-1iTime10100圖形模板(Graph

WaveformGraph說明標簽(Label)標簽(Label)WaveformGraph曲線圖例lO.O-iPlot0說明(Caption)5.0-5.0-(Caption)0.0-0.0--5.0--5.0-刻度圖例

(Scale

Legend)-10.0-1iTime10100圖形模板(Graph

Palette)光標圖例

(CursorLegend)Time圖形模板(GraphPalette光標圖例(CursorLegend)Amplitude圖3-7Graph的圖形控件曲線圖例可用來設置曲線的各種屬性，包括線型（實線、虛色以及數據點的形狀等。Cui'Eor1圖3-7Graph的圖形控件曲線圖例可用來設置曲線的各種屬性，包括線型（實線、虛色以及數據點的形狀等。Cui'Eor10.000.00線、、點劃線等）、線粗細、顏圖形模板可用來對曲線進行操作，包括移動、對感興趣的區域放大和縮小等。光標圖例用來設置光標、移動光標，幫助你用光標直接從曲線上讀取感興趣的數據。刻度圖例用來設置坐標刻度的數據格式、類型（普通坐標或對數坐標），坐標軸名稱以及刻度柵格的顏色等。Chart（波形圖表）的獨有控件Chart的數據并沒有事先存在一個數組中，它是實時顯示的，為了能夠看到先前的數據，Chart控件內部含有一個顯示緩沖器，其中保留了一些歷史數據。這個緩沖器按照先進先出的原則管理，其最大容量是1024個數據點。?滾動條（Scrollbar）它直接對應于顯示緩沖器，通過它可以前后觀察緩沖器內任何位置的數據。?數據顯示（DigitalDisplay）選中它，可以在圖形右上角出現一個數字顯示器，這樣可以在畫出曲線的同時顯示當前最新的一個數據值。?刷新模式（UpdateMode）Chart提供了三種畫面的刷新模式，分別是：StripChartMode（條狀圖）：它與紙帶式圖表記錄儀類似。曲線從左到右連續繪制，當新的數據點到達右部邊界時，先前的數據點逐次左移。ScopeChartMode（示波器模式）：它與示波器類似。曲線從左到右連續繪制，當新的數據點到達右部邊界時，清屏刷新，從左邊開始新的繪制。它的速度較快。SweepChartMode（掃描模式）：與示波器模式的不同在于當新的數據點到達右部邊界時，不清屏，而是在最左邊出現一條垂直掃描線，以它為分界線，將原有曲線逐點向右推，同時在左邊畫出新的數據點。如此循環下去。?堆疊式圖區（StackPlots）在相同的縱坐標下，由于各種測量信號的差異，將幾條曲線顯示在同一個圖區有困難時,可以組織出一種縱坐標相同，而有各自橫坐標的堆疊式圖區。三、實驗內容1.Chart（波形圖表）和Graph（波形圖）的比較創建一個VI,用Chart和Graph分別顯示40個隨機數產生的曲線，比較程序的差別。Ro]-InTRo]-InT圖3-8Chart和Graph的比較顯示的結果是一樣的，但實現方法不同。Chart產生在循環內，每得到一個數據點，就立刻顯示。而Graph在循環外，40個數都產生之后，跳出循環，然后一次顯示出整個曲線。從運行過程可以看到這一點。還有For循環執行40次，產生的40個數據存儲在一個數組中，這個數組創建于For循環的邊界上（使用自動索引功能）。在For循環結束之后，該數組就將被傳送到外面的Graph。仔細看流程圖，穿過循環邊界的連線在內、外兩側粗細不同，內側表示浮點數，外側表示數組。2?設計一個VI來測量溫度（利用隨機數模擬產生溫度值：20*rand+70）,每隔250ms測一次，共測定10秒。在數