labview第八章

第八章文件I/O的实现8.1 文件的类型当把LabVIEW用于测控领域时，通常需要对不同类型的测试数据进行实时存储，以供日后进行数据分析、波形回放或生成各种类型的报表。

LabVIEW提供了丰富的文件类型用于满足用户对存储格式的需求。

常用的文件类型有8种，下面就简要介绍这8种文件的格式。

1．文本文件文本文件是一种最通用的文件类型，它可以将多种文件类型进行格式转换，以ASCII 码的形式存储在记事本，word等常用字处理软件中。

大多数仪器的控制命令或其它字符串类型的数据以文本形式进行保存和读取，但当存入数据中有二进制数据、浮点型数据时使用文本文件格式进行存储会占用较大的磁盘空间，保存和读取数据较慢，极端情况时会使数据存储速度跟不上生成速度。

产生这些不利现象的原因在于用这种格式进行I/O操作时首先要将原数据进行格式转换，转换为字符串格式才能存储。

例如，一个八位二进制数11001110，以二进制文件形式存储占一个字节，如果要以文本格式存储，就要占8个字节，并且需要先把二进制文件转换为ASCII码的文本文件，再将文本文件还原为二进制的形式进行读写，因此即减慢了读写速度，又占用了硬盘空间。

以这种文件方式进行数据存储，由于存储数据字符数不同，因此所占的字节数也不同，不利于用户在制定位置进行所需数据的查找。

2．电子表格文件电子表格文件输入的是一维或二维的数组，这些数组首先被转换为ASCII码，然后存储在Excel等电子表格中。

这些数组的内容可以是字符串类型的、整型的或浮点型的。

电子表格文件内有一些特殊的表格符号，如空格符、换行符等，用于满足表格数据的填入要求。

可以用电子表格制作一些简单的数据存储和显示报表，当用户需要生成功能较多的高级报表时可以使用报表生成工具包。

3.二进制文件二进制格式是所有文本文件格式中读写速度最快的一种文件存储格式，用这种方式存储数据不需要进行数据格式的转换，并且存储格式紧凑，占用的硬盘空间小。

labvi课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解并掌握LabVIEW编程基础，包括数据类型、结构、函数和子VI 的使用。

2. 学生能够运用LabVIEW创建虚拟仪器，进行数据采集、分析、显示与存储。

3. 学生能够理解并运用LabVIEW中的循环结构、条件结构和事件结构进行程序设计。

技能目标：1. 学生能够运用LabVIEW软件进行基本的程序编写和调试。

2. 学生能够独立设计并实现简单的虚拟仪器系统，解决实际问题。

3. 学生通过LabVIEW编程实践，提高逻辑思维和问题解决能力。

情感态度价值观目标：1. 学生在课程学习中，培养对科学实验和工程技术的兴趣和热情。

2. 学生通过小组合作完成任务，培养团队协作精神和沟通能力。

3. 学生能够认识到LabVIEW在工程领域的应用价值，激发对相关领域的学习和研究兴趣。

课程性质分析：本课程为信息技术课程，以实践操作为主，注重培养学生的动手能力和实际应用能力。

学生特点分析：学生为初中生，具备一定的计算机操作基础，对新鲜事物充满好奇，但注意力容易分散，需要结合实际应用激发学习兴趣。

教学要求：结合课本内容，以实践为导向，注重理论与实践相结合，引导学生主动探究，培养学生的创新精神和实践能力。

通过具体的学习成果分解，使学生在课程结束后能够达到上述目标。

二、教学内容本课程教学内容主要包括以下几部分：1. LabVIEW基础入门：介绍LabVIEW软件的安装与界面认识，学习数据类型、控件、函数和子VI的使用，使学生掌握LabVIEW编程的基本概念。

教材章节：第一章 LabVIEW概述与安装、第二章 数据类型与控件、第三章 函数与子VI。

2. 程序设计：讲解循环结构、条件结构、事件结构等程序设计方法，以及程序调试技巧。

教材章节：第四章 程序结构、第五章 程序调试与优化。

3. 虚拟仪器设计：学习虚拟仪器的创建，包括数据采集、分析、显示与存储等模块的应用。

教材章节：第六章 虚拟仪器设计基础、第七章 数据采集与处理。

Additionally, the Classic State Machine is a more flexible and organized alternative to the Continuous Loop design pattern. For example, Figure 8-10 contains two implementations of the Torque Hysteresis application's data acquisition routine. This routine acquires a finite number of torque and angle measurements using DAQmx VIs and publishes each sample to a shared variable. Figure 8-10A implements the DAQ routine as a Continuous Loop, with initialization VIs on the left of the loop and shutdown VIs on the right. Figure 8-10B contains a functionally similar routine implemented as a Classic State Machine. This implementation requires less horizontal space, contains better documentation via state labels, and expands more gracefully than the Continuous Loop by adding new states as cases within the Case structure instead of adding more objects horizontally.另外，经典的状态机是一种更为灵活的和有组织的用来替代连续循环的设计模式。

MODBUS-RTU通讯协议简介在本章主要讲述如何利用软件通过通讯口来操控该系列仪表。

本章内容的掌握需要您具有MODBUS协议的知识储备并且通读了本册其它章节所有内容，对本产品功能和应用概念有较全面了解。

本章内容包括：MODBUS协议简述，通讯应用格式详解，本机的应用细节及参量地址表。

MODBUS 通讯协议实际应用案例简介 PLC伺服驱动器使用RS-232/485 串联通讯接口时，每一台伺服驱动器必须预先在参数『0300』上设定其伺服驱动器局号，电脑便根据局号对个别的伺服驱动器实施控制。

通讯的方法是使用MODBUSnetworks 通讯，其中MODBUS 可使用下列两种模式：ASCII（American Standard Code forinformation interchange）模式或RTU（Remote Terminal Unit）模式。

使用者可于参数『0302』上设定所需的通讯协议。

以下说明MODBUS 通讯。

编码意义ASCII 模式：每个8-bits 数据由两个ASCII 字节所组成。

例如：一个1-byte 数据64H（十六进位表示法），以ASCII”64”表示，包含了’6’的ASCII 码（36H）及’4’的ASCII 码（34H）。

数字0 至9 与字母A 至F 的ASCII 码，如下表图示：字节符号‘0’ ‘1’ ‘2’ ‘3’ ‘4’ ‘5’ ‘6’ ‘7’对应ASCII 码30H 31H 32H 33H 34H 35H 36H 37H字节符号‘8’ ‘9’ ‘A’ ‘B’ ‘C’ ‘D’ ‘E’ ‘F’对应ASCII 码38H 39H 41H 42H 43H 44H 45H 46HRTU 模式：每个8-bits 数据由两个4-bits 的十六进位字节所组成。

例如：1-byte 数据64H。

字节结构10 bits 字节框（用于7-bits 字节）7N2Startbit 0 1 2 3 4 5 6 Stopbit7-data bits10-bits character frameStopbit7E1EvenparityStartbit 0 1 2 3 4 5 6 Stopbit7-data bits10-bits character frame7O1OddparityStartbit 0 1 2 3 4 5 6 Stopbit7-data bits10-bits character frame第八章通讯功能Revision Apr, 2011 8-911 bits 字节框（用于8-bits 字节）8N2Startbit 0 1 2 3 4 5 6 Stopbit8-data bits11-bits character frameStop7 bit8E1Startbit 0 1 2 3 4 5 6 Stopbit8-data bits11-bits character frame7 Evenparity8O1Startbit 0 1 2 3 4 5 6 Stopbit8-data bits11-bits character frame7 Oddparity通讯数据结构通讯数据格式框：ASCII 模式：STX 起始字节’：’（3AH）ADR 通讯地址：1-byte 包含了2 个ASCII 码CMD 指令码：1-byte 包含了2 个ASCII 码DATA（n-1）…….DATA（0）数据内容：n-word =2n-byte 包含了4n 个ASCII 码，n<=12LRC 指令码：1-byte 包含了2 个ASCII 码End 1 结束码1：（0DH）（CR）End 0 结束码0：（0AH）（LF）RTU 模式：STX 超过10ms 的静止时段ADR 通讯地址：1-byteCMD 指令码：1-byteDATA（n-1）…….DATA（0）数据内容：n-word =2n-byte，n<=12CRC 指令码：1-byteEnd 1 超过10ms 的静止时段第八章通讯功能8-10 Revision Apr, 2011通讯数据格式框内各项细目说明于下：STX（通讯起始）ASCII 模式：’：’字节。

提纲第1章虚拟仪器及LabVIEW门1.1虚拟仪器概述1.2LabVIEW什么？1.3LabVIEW运行机制1.3.1LabVIEWZ用程序的构成1.3.2LabVIE的操作模板1 . 4 LabVIEW初步操作1.4.1创立Vffi调用子V1.4.2程序调试技术1.4.3子VI的建立1. 5 图表〔Chart入门第2章程序结构2.1 循环结构1.1 1 Whilst环1.1.2移位存放器1.1.3Fo循环1.2分支结构：Case1.3顺序结构和公式节点1.3.2顺序结构1.3.3公式节点第3章数据类型：数组、簇和波形〔Waveform3. 1 数组和簇4. 2 数组的创立及自动索引1.1.1创立数组1.1.2数组限制对象、常数对象和显示对象1.1.3自动索引3.3数组功能函数3.4什么是多态化〔Polymorph〕sr?3.5簇3.5.1创立簇限制和显示3.5.2使用簇与子VI传递数据3.5.3用名称捆绑与分解簇3.5.4数组和簇的互换3 . 6 波形〔Waveform类型第4章图形显示1.1概述1.2Graph 件1.3Cha的独有控件1.4X'®形控件〔XY Graph1.5强度图形控件〔Intensity Graph1.6数字波形图控件〔Digital Waveform Graph1.73DS形显示控件〔3D Graph第5章字符串和文件I/O5. 1 字符串6. 2 文件的输入输出〔I/O5.2.1文件I/O功能函数5.2.2将数据写入电子表格文件5.3 数据记录文件〔datalog file第6章数据采集6.1概述6.1.1采样定理与抗混叠滤波器6.1.2数据采集系统的构成6.1.3模入信号类型与连接方式6.1.4信号调理6.1.5数据采集问题的复杂程度评估6 . 2 缓冲与触发6.2. 1 缓冲〔Buffers1.2.2 触发〔Triggering6. 3 模拟UO 〔Analog I/O6.3.1根本概念6.3.2简单Analog I/O6.3.3中级Analog I/O6.3.4. 4 数字UO 〔Digital I/O6.3.5. 5 采样考前须知6.5.1采样频率的选择6.5.26.5.3多任务环境6.6 附：PCI-MIO-16E相采集卡简介第7章信号分析与处理7 . 1 概述7 . 2 信号的产生7 . 3 标准频率7 . 4 数字信号处理7.4.1FF侵换7.4.2窗函数7.4.3频谱分析7.4.4数字滤波7.4.5曲线拟合第8章LabVIEW序设计技巧8 . 1 局部变量和全局变量8.2属性节点8.3V选项设置第9章测量专题9.1概述9.1.1模入信号类型与连接方式9.1.2信号调理9 . 2 电压测量9 . 3 频率测量9 . 4 相位测量9 . 5 功率测量9.6阻抗测量9.7示波器9.8波形记录与回放9.9元件伏安特性的自动测试9.10扫频仪9.11函数发生器9.12实验数据处理9.13频域分析9.1414 时域分析第10章网络与通讯第11章仪器限制第1章虚拟仪器及LabVIEW门1.1虚拟仪器概述虚拟仪器(virtual instrumentiO强于计算机的仪器.计算机和仪器的密切结合是目前仪器开展的一个重要方向.粗略地说这种结合有两种方式,一种是将计算机装入仪器, 其典型的例子就是所谓智能化的仪器.随着计算机功能的日益强大以及其体积的日趋缩小, 这类仪器功能也越来越强大,目前已经出现含嵌入式系统的仪器.另一种方式是将仪器装入计算机.以通用的计算机硬件及操作系统为依托,实现各种仪器功能.虚拟仪器主要是指这种方式.下面的框图反映了常见的虚拟仪器方案.虚拟仪器的主要特点有：尽可能采用了通用的硬件,各种仪器的差异主要是软件.可充分发挥计算机的水平,有强大的数据处理功能,可以创造出功能更强的仪器.用户可以根据自己的需要定义和制造各种仪器.虚拟仪器实际上是一个根据仪器需求组织的数据采集系统.虚拟仪器的研究中涉及的基础理论主要有计算机数据采集和数字信号处理.目前在这一领域内,使用较为广泛的计算机语言是美国NI公司的LabVIEW虚拟仪器的起源可以追朔到2cB纪7(#代,那时计算机测控系统在国防、航天等领域已经有了相当的开展. PCI出现以后,仪器级的计算机化成为可能,甚至在Micros噬司的WndoWS生之前,N公司已经在Macintosh算机上推出了LabVIEW2.0前的版本. 对虚拟仪器和LabVIE 晚期、系统、有效的研究开发使得该公司成为业界公认的权威.普通的PC有一些不可防止的弱点.用它构建的虚拟仪器或计算机测试系统性能不可能太高.目前作为计算机化仪器的一个重要开展方向是制定了VXI标准,这是一种插卡式的仪器.每一种仪器是一个插卡,为了保证仪器的性能,又采用了较多的硬件,但这些卡式仪器本身都没有面板,其面板仍然用虚拟的方式在计算机屏幕上出现.这些卡插入标准的VXI机箱,再与计算机相连,就组成了一个测试系统. VX仪器价格昂贵,目前又推出了一种较为廉价的PXI标准仪器.虚拟仪器研究的另一个问题是各种标准仪器的互连及与计算机的连接.目前使用较多的是IEEE 4威GPI的议.未来的仪器也应当是网络化的.1.2LabVIEW什么？LabVIE WLaboratorVirtual instrument Engin e&ing中图形化的编程语言, 它广泛地被工业界、学术界和研究实验室所接受,视为一个标准的数据采集和仪器限制软件. LabVIEW成了与满足GPIB VXI RS-23和RS-485议的硬件及数据采集卡通讯的全部功能.它还内置了便于应用TCP/IP Active警软件标准的库函数.这是一个功能强大且灵活的软件.利用它可以方便地建立自己的虚拟仪器,其图形化的界面使得编程及使用过程都生动有趣.图形化的程序语言,又称为语言.使用这种语言编程时,根本上不写程序代码,取而代之的是流程图或流程图.它尽可能利用了技术人员、科学家、工程师所熟悉的术语、图标和概念,因此,LabVIEW一个面向最终用户的工具.它可以增强你构建自己的科学和工程系统的水平,提供了实现仪器编程和数据采集系统的便捷途径.使用它进行原理研究、设计、测试并实现仪器系统时,可以大大提升工作效率.利用LabVIEVV可产生独立运行的可执行文件,它是一个真正的3 2位编译器.像许多重要的软件一样, LabVIEW供了Windows UNIX Linux Macinto鲍多种版本.1.3LabVIE枷运行机制1. 3. 1 LabVIE亚用程序的构成所有的LabVIEW；用程序,即虚拟仪器〔VI ,它包括前面板〔front pariel、流程图〔blockdiagram以及图标/连结器〔icon/conneCtO都分.前面板前面板是图形用户界面,也就是V的虚拟仪器面板,这一界面上有用户输入和显示输出两类对象,具体表现有开关、旋钮、图形以及其他限制〔contg和显示对象〔indicator.图1所示是一个随机信号发生和显示的简单V是它的前面板,上面有一个显示对象,以曲线的方式显示了所产生的一系列随机数.还有一个限制对象一吁F关,可以启动和停止工作.显然,并非简单地画两个控件就可以运行,在前面板后还有一个与之配套的流程图.限制对象〔输入〕图1 — 1 随机信号发生器的前流程图流程图提供V的图形化源程序.在流程图中对VI编程,以限制和操纵定义在前面板上的输入和输出功能.流程图中包括前面板上的控件的连线端子,还有一些前面板上没有,但编程必须有的东西,例如函数、结构和连线等.图1 — 2是与图1 — 1对应的流程图.我们可以看到流程图中包括了前面板上的开关和随机数显示器的连线端子,还有一个随机数发生器的函数及程序的循环结构.随机数发生器通过连线将产生的随机信号送到显示控件,为了使它持续工作下去,设置了一个Wiile Loop环,由开关限制这一循环的结束.。