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知識(shí)

學(xué)習(xí)過LabVIEW的朋友都知道：LabVIEW是一個(gè)圖形化軟件開發(fā)環(huán)境，它所使用的編程語言是G語言，也稱為圖形化編程語言。由于LabVIEW是G語言中開發(fā)的比較早、且開發(fā)的最成功的，所以人們還是習(xí)慣上用LabVIEW來指代G語言。當(dāng)然，還有其它的G語言，比如像Agilent 的VEE等。

傳統(tǒng)文本編程語言根據(jù)指令的先后順序決定應(yīng)用程序執(zhí)行順序，也稱為：“控制流”；而LabVIEW則按照“數(shù)據(jù)流”的模式運(yùn)行VI。所謂數(shù)據(jù)流也就是說：當(dāng)所有的輸入端都具備了必要的輸入數(shù)據(jù)時(shí)，程序框圖節(jié)點(diǎn)將運(yùn)行。節(jié)點(diǎn)在運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生輸出數(shù)據(jù)并將該數(shù)據(jù)傳送給數(shù)據(jù)流路徑中的下一個(gè)節(jié)點(diǎn)。數(shù)據(jù)流經(jīng)節(jié)點(diǎn)的動(dòng)作決定了程序框圖上VI和函數(shù)的執(zhí)行順序。

使用LabVIEW進(jìn)行編程則必須按數(shù)據(jù)流的方式進(jìn)行程序設(shè)計(jì)。所以，養(yǎng)成良好的數(shù)據(jù)流編程習(xí)慣是非常必要的。那么根據(jù)數(shù)據(jù)流的特點(diǎn)，編程時(shí)要注意哪些問題呢？

01

根據(jù)自然的數(shù)據(jù)的依賴關(guān)系，從左向右進(jìn)行程序設(shè)計(jì)

圖1數(shù)據(jù)依賴關(guān)系

圖1 可以清晰的表明數(shù)據(jù)流是依據(jù)數(shù)據(jù)依賴關(guān)系從左向右流動(dòng)的。“差”只有在“和”完成后才能得到；以此類推，“積”必須在“差”完成后獲得；而“商”也必須在得到“積”后獲得。所以，這里是利用數(shù)據(jù)依賴關(guān)系實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)流的。圖1中的下圖比較好的呈現(xiàn)出數(shù)據(jù)流的關(guān)系，所以我們稱之為“好的習(xí)慣”，建議大家習(xí)慣用這種方式來進(jìn)行程序設(shè)計(jì)。

圖2 是一個(gè)數(shù)據(jù)采集任務(wù)設(shè)計(jì)的實(shí)例(良好的數(shù)據(jù)流概念)

圖2 數(shù)據(jù)采集任務(wù)設(shè)計(jì)

我們上面談到利用數(shù)據(jù)依賴關(guān)系很容易滿足數(shù)據(jù)流的要求(自然的數(shù)據(jù)依賴關(guān)系)那么，當(dāng)數(shù)據(jù)依賴關(guān)系不存在或不明顯時(shí)，怎么辦？

02

利用強(qiáng)制數(shù)據(jù)依賴關(guān)系之一：順序結(jié)構(gòu)

如果我們想要知道一個(gè)vi的運(yùn)行時(shí)間可以通過下面的實(shí)例程序進(jìn)行測(cè)試，程序如圖3所示。這 里我們利用強(qiáng)制數(shù)據(jù)依賴關(guān)系“順序結(jié)構(gòu)”來滿足數(shù)據(jù)流的要求。這里待測(cè)vi我們用一個(gè)“等 待”函數(shù)來代替。

圖3強(qiáng)制人工數(shù)據(jù)依賴關(guān)系“順序結(jié)構(gòu)”

順序結(jié)構(gòu)確保：第一幀：開始計(jì)時(shí)，第二幀：運(yùn)行“等待”函數(shù)或待測(cè)vi，第三幀：停止計(jì)時(shí)并顯示結(jié)果。

這里要注意兩點(diǎn)：

第一：Windows操作系統(tǒng)的定時(shí)精度為：1mS。所以，測(cè)量結(jié)果會(huì)出現(xiàn)100±1mS。

第二：如果vi的運(yùn)行時(shí)間很短小于1mS，可在第二幀內(nèi)的vi外面加個(gè)N次的for循環(huán)增加運(yùn)行時(shí)間。然后，在結(jié)果中再除個(gè)N。

現(xiàn)在，我們用“等待下一個(gè)整數(shù)倍毫秒”(定時(shí)選板)函數(shù)來替代“等待”函數(shù)，運(yùn)行后會(huì)發(fā)生什么情況？這應(yīng)該對(duì)理解這兩個(gè)函數(shù)的不同會(huì)有所幫助。

03

利用人工數(shù)據(jù)依賴關(guān)系之二：引用句柄

對(duì)于引用句柄LabVIEW的幫助文檔是這樣介紹的：引用句柄可作為對(duì)象(例如，文件、設(shè)備或網(wǎng)絡(luò)連接)的唯一標(biāo)識(shí)。可使用不同類型的引用句柄控件將引用句柄輸入或輸出VI。

由于引用句柄是一個(gè)打開對(duì)象的臨時(shí)指針，因此它僅在對(duì)象打開期間有效。如關(guān)閉對(duì)象，LabVIEW會(huì)將引用句柄與對(duì)象分開，引用句柄隨即失效。如再次打開對(duì)象，LabVIEW將創(chuàng)建一個(gè)與第一個(gè)引用句柄不同的新引用句柄。LabVIEW將為引用句柄指向的對(duì)象分配內(nèi)存空間。關(guān)閉引用句柄，該對(duì)象就會(huì)從內(nèi)存中釋放。

由于LabVIEW可以記住每個(gè)引用句柄所指的信息，如讀取或?qū)懭氲膶?duì)象的當(dāng)前地址和用戶訪問情況，因此可以對(duì)單一對(duì)象執(zhí)行并行但相互獨(dú)立的操作。如一個(gè)VI多次打開同一個(gè)對(duì)象，那么每次的打開操作都將返回一個(gè)不同的引用句柄。VI結(jié)束運(yùn)行時(shí)LabVIEW會(huì)自動(dòng)關(guān)閉引用句柄，如果用戶在結(jié)束使用引用句柄時(shí)就立即將其關(guān)閉，可最有效地利用內(nèi)存空間和其它資源，這是一個(gè)良好的編程習(xí)慣。關(guān)閉引用句柄的順序與打開時(shí)相反。例如，如果獲得了對(duì)象A的一個(gè)引用句柄，然后對(duì)對(duì)象A調(diào)用方法使獲得對(duì)象B的引用句柄，請(qǐng)先關(guān)閉對(duì)象B的引用句柄然后再關(guān)閉對(duì)象A的引用句柄。

圖4引用句柄的幾個(gè)示例

關(guān)于引用句柄我們要注意的是：“引用句柄”是有“生命周期“的。從我們打開引用句柄開始，它就進(jìn)入新的“生命周期”，直道關(guān)閉“引用句柄”后它的“生命周期”結(jié)束。如果一個(gè)引用句柄的生命周期無限長(zhǎng)，那么就意味著發(fā)生了“內(nèi)存泄露”。所以使用時(shí)必須注意“打開”與“關(guān)閉”必須是成雙成對(duì)出現(xiàn)的。

對(duì)于本地變量和全局變量來講，因無法保證數(shù)據(jù)按數(shù)據(jù)流的方式工作，所以要盡量避免大量使用。由于順序結(jié)構(gòu)是強(qiáng)制數(shù)據(jù)流也盡量甚用。

上面我們分別介紹了實(shí)現(xiàn)或確保數(shù)據(jù)流編程的幾個(gè)方法，供大家參考，希望對(duì)大家能有一定的幫助。

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總結(jié)

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