精讲LabVIEW设计模式

再次回顾“基本状态机模式”的6个缺点，只剩下第6个缺点无法在上述的“状态机和事件结构的结合模式”中被解决。

(1)任何时刻只能有一个状态在运行这个问题也许有些多余，但是在实际的应用中往往又是最常见的。

大多数比较复杂的应用至少应该有“菜单”和“采集”两个状态，如果数据采集程序在运行时仍然希望系统能够处理菜单的事件，这是在传统的状态机或者事件结构中无法实现的。

因为无论是状态机结构还是事件结构，都是由一个循环组成的，不同的状态是无法同时被响应和处理的。

解决这个问题的方式也比较简单，LabVIEW本身就是一种多线程的程序设计语言，可以再加一个循环或者另外开一个程序独立运行。

但是这样也会带来一些新的问题，比如：(1)两个循环（程序）之间如何交换和共享数据。

(2)两个循环（程序）都有着独立的错误处理系统，它们之间是如何协调的。

(3)两个循环如何分工呢？应该以哪种方式对状态进行分类以将不同的状态放置在不同的循环（程序）中？(4)一个程序如何控制另一个程序的运行和停止。

在上面提出的4个问题中，对循环和程序这两个解决方案而言，第（1）~（3）个问题的解决方式是一样的。

只有第（4）个问题是专门针对两个程序而言的，在LabVIEW中这种不同程序之间的相互调用称为“程序的动态调用”。

在介绍VI的动态调用之前有必要对LabVIEW在执行VI过程中的规则有个大致的了解。

众所周知，LabVIEW是通过VI的文件名（VI Name）来表示独立的VI的，并不是VI的路径。

因此，LabVIEW不允许具有相同名字的VI同时载入内存中，即使这些VI存储在不同的路径中。

在前面曾经提到，LabVIEW本身就是一种多线程设计的语言。

那么当同一背面板中放置两个VI的实例时代码应该如何执行呢？在图29中，右侧是测试VI运行的时间，左侧是Wait.vi的具体实现代码，仅仅是等待一定的秒数。

那么在右侧的VI中，输出的Time是多少呢？是3秒还是2秒？图29 Reentrant Execution打开VI的Highlight调试工具，可以看出两个Wait.vi实例的调用并不是同时执行的，而是依次按顺序执行的，至于哪一个实例先执行是不确定的。

LabVIEW程序设计模式(五)—生产者/消费者模式(3)_LabVIEW程序的动态调用LabVIEW程序设计2009-05-19 17:11:09 阅读696 评论0 字号：大中小订阅简单而言，动态调用指的是通过程序控制另外一个程序的运行、停止、赋值和获取值等。

LabVIEW提供了多种动态调用的方式，从底层而言是通过VI Server 技术实现的。

图31所示为LabVIEW中的Application Control选板，动态调用所使用的节点都位于这个选板。

当调用一个在硬盘、内存甚至是网络路径上的vi时，首先要使用Open VI Reference以将该VI载入内存并获取VI的“句柄（Reference）”；然后再使用该句柄进行其它的控制操作；最后再关闭该VI的句柄避免内存泄漏，这就完成了一次对VI的调用。

图31 Application Control选板图32是一个动态调用的具体实现代码，首先使用Open VI Reference获取被动态调用VI的Reference（例子中是C:\average.vi）；再使用Call By Reference Node 节电动态运行该VI；最后关闭VI的Reference。

在使用Call By Reference Node 时需要事先指定被调用VI的输入输出接口，也就是说这种动态调用的前提是必须知道被调用VI的输入输出接口，否则无法进行动态调用。

图32 VI的动态调用Open VI Reference的路径输入是一个多态的输入口，也可以使用String输入，如图33所示。

此时被调用的VI必须在内存中，且输入的是被调用VI的文件名。

值得一提的是这种“文件名”调用方式在可执行程序中是无法被调用的，因此建议最好采用路径的调用方式。

图33 Open VI Reference的多态性【应用5】本例将使用LabVIEW的动态调用方式实现斐波那契数列（Fibonacci数列）。

精讲LabVIEW设计模式培训概述LabVIEW是一种图形化编程语言，用于数据采集、控制、仪器仪表通信、图像处理等领域。

设计模式是一种经过验证的最佳实践方法，用于解决特定问题。

本文将精讲LabVIEW设计模式培训，帮助读者了解LabVIEW设计模式的基本概念和应用。

设计模式的概念设计模式是在软件工程中，根据问题的特点和需求的约束，提供一套解决方案的模式。

它可以提高代码的可读性、可维护性和可扩展性。

设计模式分为三大类：创建型模式、结构型模式和行为型模式。

在LabVIEW中，常用的设计模式包括状态机模式、发布-订阅模式、命令模式等。

状态机模式状态机模式是一种通过定义对象的状态来解决特定问题的设计模式。

在LabVIEW中，状态机模式常被用于处理事件驱动的程序。

它通过不同的状态和状态之间的转换来实现特定功能。

例如，一个简单的状态机模式可以用于控制流程的顺序执行，通过定义不同的状态和状态之间的转换条件，实现不同的程序逻辑。

发布-订阅模式发布-订阅模式是一种实现对象间松耦合的设计模式。

在LabVIEW中，发布-订阅模式被广泛应用于多任务编程和消息传递。

它通过将消息的发布和订阅分离，实现不同模块之间的通信。

例如，一个发布-订阅模式可以用于实现观察者模式，让观察者模块监听某个对象的状态变化。

命令模式命令模式是一种将请求封装为对象，以此来参数化客户端的设计模式。

在LabVIEW中，命令模式常被用于实现撤销和重做功能。

它通过将动作封装成命令对象，实现对动作的参数化和执行。

例如，一个命令模式可以用于实现对仪器的控制，每个命令对象代表一个具体的操作，可以被撤销和重做。

实例讲解下面，我们将通过一个简单的实例来讲解LabVIEW设计模式的应用。

假设我们需要编写一个程序来控制一个自动化实验装置，包括采集数据、处理数据和输出结果。

我们可以使用状态机模式来实现流程的顺序控制，使用发布-订阅模式来实现模块间的通信，使用命令模式来实现对仪器的操作。

labview架构设计思路实例LabVIEW是一种图形化编程语言，用于控制和测量系统。

在进行LabVIEW架构设计时，需要考虑以下几个方面：1. 模块化设计，模块化设计是LabVIEW架构设计的关键。

将系统分解为不同的模块，每个模块负责特定的功能。

例如，可以将数据采集、数据处理、用户界面等功能模块化设计，以便于维护和扩展。

2. 合理的数据流，在LabVIEW中，数据流是非常重要的。

设计时需要考虑数据的流向和处理方式，确保数据能够在不同模块之间流通，并且能够正确地被处理和显示。

3. 使用适当的设计模式，LabVIEW中可以使用一些常见的设计模式，例如状态机、观察者模式等。

这些设计模式可以帮助提高系统的可扩展性和灵活性。

4. 考虑性能和实时性，如果系统需要实时性能，需要特别关注数据处理的速度和系统的响应时间。

可以使用并行计算、硬件加速等技术来提高系统的性能。

5. 考虑可扩展性和可维护性，在设计LabVIEW架构时，需要考虑系统的可扩展性和可维护性。

合理的模块化设计和良好的代码结构可以帮助提高系统的可扩展性和可维护性。

举例来说，假设我们要设计一个数据采集和显示系统。

我们可以将系统分解为数据采集模块、数据处理模块和用户界面模块。

数据采集模块负责从传感器或设备中采集数据，数据处理模块负责对采集到的数据进行处理，用户界面模块负责将处理后的数据显示给用户。

我们可以使用状态机设计模式来管理数据采集的状态，使用观察者模式来更新用户界面。

同时，我们需要考虑数据的流向和处理方式，确保数据能够正确地在不同模块之间流通和处理。

总之，LabVIEW架构设计需要考虑模块化设计、合理的数据流、适当的设计模式、性能和实时性、可扩展性和可维护性等方面，以确保系统具有良好的可扩展性、可维护性和性能。

利用LabVIEW进行电路板设计与布局LabVIEW是一种功能强大的可视化编程语言和开发环境，它可以用于电路板设计和布局。

在本文中，将介绍如何使用LabVIEW进行电路板设计和布局的基本步骤和技巧。

一、概述电路板设计与布局是电子工程中非常关键的环节。

一个良好设计的电路板可以提高电路的性能与可靠性，并节省电路板的空间。

而LabVIEW作为一种流行的工具，为电路板设计和布局提供了丰富的功能和灵活性。

二、LabVIEW基础知识在开始之前，我们先了解一些LabVIEW的基础知识。

1. 控件和工具栏：LabVIEW提供了各种各样的控件和工具栏，用于实现电路板的设计和布局。

例如，我们可以使用按钮控件来表示开关，使用数值显示控件来表示电流和电压等。

2. 连线和框图：LabVIEW以框图的方式表示程序的流程和结构。

我们可以使用连线来连接各个控件和模块，实现电路的连接和信号传输。

3. 功能模块：LabVIEW提供了多种功能模块，用于完成各种电路板设计和布局的任务。

例如，我们可以使用滤波器模块来实现滤波功能，使用数据存储模块来保存数据等。

三、电路板设计与布局的基本步骤下面是使用LabVIEW进行电路板设计与布局的基本步骤：1. 理清电路结构：首先，我们需要根据电路的功能和需求，理清电路的结构和模块之间的关系。

这一步骤可以帮助我们确定所需的控件和模块。

2. 建立框图：在LabVIEW中，我们可以使用框图语言来建立电路的流程和结构。

使用LabVIEW提供的控件和工具栏，我们可以方便地创建和配置框图。

3. 连接控件和模块：使用LabVIEW提供的连线功能，将各个控件和模块连接起来。

确保信号的正确传输和连接。

4. 参数设置：根据电路的需求，对各个控件和模块进行参数设置。

例如，设置滤波器的截止频率，设置数据采集的采样率等。

5. 优化和测试：在完成电路的设计和布局后，我们可以使用LabVIEW提供的调试和测试功能，对电路进行优化和测试。

如何利用LabVIEW进行虚拟仪器设计和仿真利用LabVIEW进行虚拟仪器设计和仿真LabVIEW（Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench）是一种集数据采集、信号处理、仪器控制和虚拟仪器设计于一身的集成开发环境，广泛应用于各个领域的工程实验和测试中。

本文将介绍如何利用LabVIEW进行虚拟仪器设计和仿真，并提供一些实际案例来说明其应用价值。

一、LabVIEW介绍LabVIEW是由美国国家仪器公司（National Instruments, NI）于1986年推出的一种图形化编程语言。

与传统的文本编程语言相比，LabVIEW通过将函数块拖拽到界面上并进行连接来组成程序，使得程序的开发更加直观、易于理解。

LabVIEW提供了丰富的工具箱和函数库，可用于数据采集、信号处理、仪器控制和用户界面设计等方面。

二、虚拟仪器设计虚拟仪器是指利用计算机软件和硬件模拟真实仪器的功能。

利用LabVIEW可以轻松地设计各种虚拟仪器，如示波器、信号发生器、频谱分析仪等，用于实现数据采集和信号处理等功能。

LabVIEW提供了众多的仪器模拟器和控件，用户只需简单地拖拽和配置这些组件，即可实现一个功能完备的虚拟仪器。

三、虚拟仪器仿真利用LabVIEW进行虚拟仪器仿真可以帮助用户在设计阶段快速验证算法和性能，并且可以方便地进行多种参数的调整和测试。

LabVIEW提供了灵活且强大的仿真工具，用户可以根据需要配置仿真场景、定义仿真信号和操作流程，并通过动态调整参数和监测仿真结果来完成虚拟仪器的性能评估。

四、LabVIEW在工程实践中的应用1. 数据采集和处理利用LabVIEW可以方便地搭建数据采集系统，并通过各种传感器和硬件设备获取实时数据。

同时，LabVIEW提供了丰富的信号处理函数和算法，可以对采集的数据进行滤波、降噪、频谱分析等处理，从而提取出有效信息。

2. 仪器控制和自动化LabVIEW支持与各类仪器设备的通讯和控制，可以通过GPIB、USB、Ethernet等接口与仪器进行连接，并通过LabVIEW编写程序来实现仪器的自动化控制。

Labview程序设计模式LabVIEW程序设计模式，这个相对学术化的词语是对一系列用于LabVIEW程序设计结构的归纳和总结。

在建造房子时，需要针对房子的用途设计整个房屋的架构，确保房子在这个架构上的坚固性和可建造性。

写程序时同样如此，不同的应用需要使用不同的程序设计结构。

例如我们在LabVIEW中构建一个用户界面型程序时，往往首先在背面板中加入一个大的while循环以使程序持续运行。

如果需要响应用户界面事件则还需要加入一个Event事件结构。

那么我们是否曾经考虑过以下的这些问题：(1) 应用中是否存在并行响应的情况？如在持续的数据采集过程中，是否需要同时响应单击菜单的事件？(2) 底层获取的数据如何与上层的数据显示部分进行数据交互？(3) 上层的界面如何受底层程序的控制？(4) 同一个循环中采用哪种方式进行数据交换？是局域变量、全局变量、共享变量还是移位寄存器？(5) 程序是否具有可扩展性？(6) 如果程序运行过程中，发生系统错误或者硬件通讯错误，是否会停止运行？待错误排除后是否会继续运行？(7) 如何组织程序中的核心数据结构？是否需要采用面向对象程序设计？(8) 如何记录测试数据并生成报表？如何保存用户配置参数？(9) 如何处理程序运行中的断电情况？重新启动时的继续运行？数据的最低丢失？(10) 如何实现运行过程的采样触发和多点采样的同步？当然，也许只是使用LabVIEW临时地调试或开发某个小的应用，无需考虑上述的问题。

但是，如果使用LabVIEW开发一个典型应用的程序却无法回避这些问题。

因此，有必要对各种程序开发的应用进行归纳和总结，提取它们对应的LabVIEW程序结构中的共性。

此外，针对这些共性研究哪种结构更加适合于应用。

这些结论综合起来就形成了程序设计的模式。

对于初学者而言，理解和掌握程序设计模式往往能起到事半功倍的效果；而对高级用户而言，归纳各种程序设计模式又能够不断完善程序中遇到的问题，并衍生一套符合特定应用的特有的程序设计模式。

LabVIEW中的虚拟仪器设计和开发LabVIEW（Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench）是一款由国家仪器公司（National Instruments）开发的图形化编程平台，用于虚拟仪器设计和开发。

本文将介绍LabVIEW中的虚拟仪器设计和开发的基本原理、应用场景以及开发流程。

一、LabVIEW虚拟仪器设计的基本原理在LabVIEW中，虚拟仪器是由各种测量和控制模块组成的图形化程序，它们模拟了真实世界中的各种仪器和设备。

LabVIEW通过将这些模块连接起来形成数据流图（Dataflow Diagram），实现了虚拟仪器的设计和开发。

虚拟仪器的设计和开发过程中，首先需要选择和配置合适的模块，例如传感器、数据采集卡、执行器等。

然后利用LabVIEW提供的各种模块库，通过简单的拖拽、连接和配置，实现虚拟仪器中各个模块之间的功能关联。

LabVIEW的编程语言是一种图形化语言，称为G语言（G-language）。

用户可以使用G语言来编写虚拟仪器的程序，利用各个模块的输入和输出来实现数据采集、信号处理、控制执行等功能。

G语言的编程方法与传统的文本编程语言有所不同，它更加直观、易于理解，即使是对于没有编程经验的用户也能够很快上手。

二、LabVIEW虚拟仪器设计的应用场景LabVIEW的虚拟仪器设计和开发广泛应用于各个领域的科学研究、工程实验和生产制造等环节。

以下是几个典型的应用场景：1. 科学实验室：LabVIEW可以用于设计和开发各种科学实验的虚拟仪器，例如物理实验、化学实验、生物实验等。

通过LabVIEW可以实现实时数据采集、信号处理、曲线绘制、数据分析等功能，帮助科学家和研究人员更好地进行实验和研究工作。

2. 工程测试：LabVIEW可以作为工程测试的核心工具，用于开发各种测试仪器的虚拟化解决方案。

它支持多种通信协议和接口，可以与各种传感器、仪器和设备进行数据交互。

如何使用LabVIEW进行电路设计与分析LabVIEW是一种基于图形化编程的集成开发环境，广泛应用于各种科学与工程领域。

对于电路设计与分析而言，LabVIEW提供了丰富的工具和函数，可以帮助工程师和研究人员快速、准确地完成相关任务。

本文将介绍如何使用LabVIEW进行电路设计与分析，包括电路建模、仿真和结果分析等方面。

一、电路建模在使用LabVIEW进行电路设计与分析之前，首先需要将电路建模。

LabVIEW提供了各种电路元件的建模工具，可以根据实际情况选择适合的元件进行建模。

在建模过程中，需要考虑电路拓扑、元件参数、功率和信号等因素，并将其映射到LabVIEW的图形化编程框图中。

1.1 创建电路模型使用LabVIEW时，可以选择自带的电路元件库或者自定义的元件库进行电路建模。

打开LabVIEW，选择电路模块，拖动所需元件到框图中，并按照电路拓扑连接元件，完成电路的初始化。

1.2 设置元件参数在建模过程中，需要设置电路元件的参数。

LabVIEW提供了参数配置界面，可以通过输入/输出控件设置元件的数值和状态，并与其他元件进行连接。

1.3 建立连接关系建立电路元件之间的连接关系是电路建模的重要步骤。

LabVIEW 提供了连接线的工具，可以通过连接线将元件连接在一起。

在建立连接的过程中，需要确保连接的正确性和有效性。

二、电路仿真完成电路建模后，可以使用LabVIEW进行电路仿真，即模拟电路的运行情况。

LabVIEW提供了多种仿真工具和器件，可以模拟电路的输入和输出信号，并根据设定的参数计算电路的工作状态。

2.1 设置输入信号在进行电路仿真之前，需要设置电路的输入信号。

LabVIEW提供了多种信号源和波形发生器，可以生成各种形式的输入信号。

通过设置输入信号的幅值、频率和相位等参数，可以模拟真实电路的输入条件。

2.2 运行仿真设置好输入信号后，即可运行电路仿真。

LabVIEW会根据电路模型和输入信号计算电路的输出结果，并在仿真界面上显示相应的波形图和工作状态。