LabVIEW学习分享（4）

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LabVIEW学习分享（4）

LabVIEW实用总结–数据存储子VI设计

小树不修不直溜，人不学习哏揪揪！盛夏将至，天气也开始变得越来越热了，即便办公室配备空调，面对高温与数台PC的散热烘烤，也变得苍白无力。今天(☄⊙ω⊙)☄本小学生总结分享一下有关LabVIEW对于数据存储的程序设计以及子VI创建的方法，因为设计LabVIEW的程序思想即为基于数据流的设计，而拥有大量的数据样本，是计算机程序设计的重要基础，无论是检验算法还是调试控制器效果，都需要大量的检测数据，而这些数据的获取来源实在是十分有限，对于许多研究算法的小伙伴们来说可用的样本库真的是少的可怜，而大多数研究机构中的数据又几乎不可能轻易得到，因此利用仿真软件建模并模拟实际中的工作流程，同时将仿真的数据存储下来，并作为调试或训练用的数据，可以作为解决该问题的办法。
本文利用LabVIEW函数库设计了将仿真波形数据存储为文本格式（.txt）的程序，并将其封装成子VI模块，以便适用于多场合下调用与修改。本文程序中将仿真数据存储成
文本文件格式，主要考虑到LabVIEW所能存储的文件格式主要有文本格式（.txt）、电子表格（.xls）、二进制格式（.dat），从本质上说文本文件不过是特殊形式的二进制文件，而LabVIEW中的电子表格文件实质上也是一种特殊格式的文本文件，只不过可以利用Excel打开罢了，但其本质上与Excel格式的文件又较大的区别。电子表格文件（.xls）是纯文本文件，可以利用记事本编辑，而Excel文件则是特殊格式的文件，只能通过Excel软件进行编辑，用记事本打开会出现乱码。
数据存储子VI程序框图设计
（1）首先考虑实际问题，对于数据存储功能的实现，根据实际需求，用户自身对于当前数据是否需要存储可以做出选择，因此反应程序中需要设计存储选择的按键，以便于用户选择是否存储当前仿真数据，如图1所示，利用“条件结构”则可基本构建此功能的程序框架。

图1 条件结构
（2）从结果出发，既然需要存储数据成文本文件格式，那就需要利用“文件I/O”库中的“写入文本文件”函数，如图2所示。根据对于该模块的使用帮助（Ctrl+H），如图3所示可知需要的输入变量主要有两个：文件的路径句柄（指针）、文件所存储的数据（文本格式），即输入此模块的数据格式，也应该是文本格式，下文中会对此问题给出具体的解决方案。

图2 写入文本文件函数

图3 写入文本文件模块提示
（3）作为数据的存储模块，存储时希望能将数据存成一列或者一行的形式，以便后期分析处理，此外还希望可以将多次仿真的数据写入同一个文件中，因此可以利用如图4所示的“设置文件位置”函数实现此功能。主要的选择设置如图5所示，其中的输入端“自（0：起始）”。添加“设置文件位置”函数至程序框图后，选中输入端“自（0：起始）”，单击右键弹出菜单选择“创建”，再选择“常量”如图6所示。创建输入端常量后，鼠标左键单击此常量“Start”，选项菜单中选择“end”即每次存储的数据都从上一次的结尾处起始，这样就避免了写入新数据缺替换了老数据的问题，如图7所示。

图4 设置文件位置函数

图5 设置文件位置模块提示

图6 创建输入常量

图7 写入端位置修改
（4）在LabVIEW中对于文件读写操作都需要对文件进行打开或者创建的工作，即打开现有的文件进行数据存储，或者直接新建文件存储当前数据，完成此功能则需要“打开/创建/替换文件”函数，如图8所示为该模块的选取位置。根据如图9所示的函数提示，此模块功能实现的主要输入端为“操作（0：open）”。添加此函数模块到程序面板后，同样在“操作（0：open）”输入端口，单击右键弹出菜单选择“创建”，再选择“常量”如图10所示。创建输入端常量后，鼠标左键单击此常量“open”，选项菜单中选择“open or create”即实现打开现有文件与新建文件的功能，如图11所示。

图8 打开/创建/替换文件函数

图9 打开/创建/替换文件函数提示

图10 添加操作输入端常量

图11 操作输入端修改
（5）上述步骤中的各个文件操作模块都需要“文件路径”作为输入量，才能继续实现函数功能。LabVIEW学习分析（2）中介绍过一种利用“当前VI路径”文件常量来组合文件路径的方法，本文中采用新的设计方案，相比之前的设计方案更加灵活，如图12所示，直接选取“创建路径”函数。添加到程序框图后，在“基路径”输入端口，单击右键弹出菜单选择“创建”，再选择“输入控件”如图13所示。选中添加的输入控件，单击右键，再选择下拉菜单中的“属性”选项，如图14所示。修改“属性”中的“外观”的“名称”，更改为“文件存储路径”如图15所示。为配合打开已有文件与新建未知文件的功能，修改“浏览选项”中的“选择模式”，修改为“文件或文件夹”与“新建或现有”如图16所示，最后点击“确定”选项即可。最后在“创建路径”函数的“名称或相对路径”输入端处，单击右键弹出菜单选择“创建”，再选择“输入控件”如图17所示，效果可参照下文的整体程序框图展示。至此文件路径部分程序框图设计基本完成。

图12 创建路径模块

图13 创建路径输入端控件

图14 调整路径输入控件属性

图15 外观属性修改

图16 浏览选项属性修改

图17 添加文件名输入控件
（6）数据端问题解决：上文中在选取“写入文本文件”函数存储数据分析时提及过，此函数模块的输入数据格式为“文本格式”，而LabVIEW中数值数据的格式通常为“DBL”或“SGL”精度的浮点数，因此需要利用如图18所示的“数值至字符串转换”函数进行格式转换，此外此模块的输入端需要以数组或数值的形式作为输入量，此处为封装子VI做准备，本小学生在前面板上添加“数组”控件如图19所示，并选择如图20所示的“数值输入控件”作为数组的内部量。“数组”控件在添加数值输入控件前后的对比效果如图21所示，程序框图的接线效果如图22所示。最后添加数据是否存储的选择按键，如图23所示，即完成了数据文本格式存储的程序框图，如图24所示。

图18 数值至小数字符串转换函数

图19 前面板添加数组控件

图20 数组内部数值输入控件

图21 数组控件前后对比效果

图22 数据部分程序框图接线

图23 数据存储按键

图24 数据文本格式存储程序框图
最后适当调整并修饰，前面板控件显示效果如图25所示。

图25 数据文本格式存储前面板
子VI封装操作
（1）为了便于程序的灵活调用，将数据文本格式存储程序封装为子VI模块，首先双击如图26所示的前面板窗口右上角的图标，在打开的图标编辑器对话框选择“图层”选项如图27所示，选中当前的用户图层，点击右侧的删除图层选项。然后得到如图28所示的效果，再选择右侧工具栏中的“矩形”绘制工具，注意下侧“颜色”工具中的色彩设定，如图29所示。按住鼠标左键在绘制框内拖拽适当大小，再松开按键，此时左侧用户图层会出现新图层，如图30所示。然后切换到“图标文本”选项，在适当的“行”中输入文字，此处第一行输入“数据”，第二行输入“存储”如图31所示，单击右下侧的“确定”选项完成图标修改操作。修改前后的图标对比效果如图32所示。

图26 双击图标

图27 删除原图层

图28 删除后效果

图29 矩形绘图工具

图30 矩形边框绘制效果

图31 图标文本绘制

图32 图标修改前后对比效果
（2）添加模块的输入输出端，LabVIEW的程序面板函数中都存在着多个输入或者输出端，封装的子VI要想实现设计的功能也需要设计输入输出端口，才能在程序框图中使用。本文程序中，存在着四个输入量，而没有输出量。四个输入量即“是否存储数据按键”、“文件存储路径”、“文件存储名称”、“数组数据源”，以添加“是否存储数据按键”接线端为例，首先点击图标左侧“接线端”选板的其中一个接线端，选中即显示为黑色，在用鼠标选中前面板中的“是否存储”布尔按键控件，最后会发现刚才“接线端”选板的黑色接线端变成了绿色接线端，即该接线端设定为了布尔输入量，其过程如图33从左至右所示。最后添加完所有输入端的效果如图34所示，路径输入量、文本输入量与数值输入量。

图33 添加接线端操作

图34 添加接线端完成效果
（3）最后将封装好的子VI，保存至适当的位置，如图35所示。

图35 保存子VI
验证程序功能
（1）为验证程序运行效果，首先需要设计一个波形输入源，本文中选取“信号处理”库中的“信号生成”下的“正弦信号”函数，用来产生波形数据，如图36所示。

图36 正弦信号函数
（2）调用封装的子VI：在程序框图选板中选择下侧的“选择VI”选项，如图37所示，弹出对话框中选择之前存储子VI的路径位置，如图38所示，点击“确定”选项后即添加到程序框图。完成添加子VI操作后，再为其添加输入控件，此处可以直接右键单击子VI模块，弹出菜单选择“创建”再选择“所以输入控件和显示控件”，如图39所示即为操作与最终控件添加效果。

图37 选择VI选板

图38 选择数据存储子VI

图39 子VI添加控件操作与效果
（3）为了观察波形数据的实际效果，添加如图40所示的“波形图表”控件，用作显示当前数据波形。对应于程序框图中着利用“创建波形”函数来实现波形数据输出给波形图表显示控件，如图41所示。其中“创建波形”函数的输入“t0”量选取“获取日期/时间（秒）”函数，如图42所示。

图40 波形图表控件

图41 创建波形函数

图42 获取日期/时间函数
（4）连接程序框图中的各个函数模块，如图43所示，其中直接将波形数据接到数据存储子VI的数据端入口处，虽然存在着红色点，表明数据类型可能存在需要强制转换的需要，为了测试需要嘛。此外在前面板上调整并修饰了显示效果，如图44所示。

图43 程序框图接线效果

图44 验证程序前面板
仿真测试操作
（1）首先选取文件的存储路径，如图45所示，弹出对话框中点击“当前文件夹”选项。再在文件名称中添加文件名称如图46所示。

图45 添加路径输入量

图46 添加文件名输入量
（2）首先点击工具栏中的“连续运行”按钮，运行仿真程序效果如图47所示，此时先不点击存储按键。运行一段时间后，再点击存储按键，开始保存数据，如图48所示。存储的文本文件如图49所示，存储在图46所示的路径下，文件名为设定的文件名。用记事本打开存储好的文本文件，如图50所示，可以看到存储数据效果。

图47 存储按键未按下运行效果

图48 存储按键按下运行效果

图49 文本文件存储效果

图50 数据存储效果
至此完整的LabVIEW存储文本格式数据程序，分享完毕，总结至此，希望能为有需求的小伙伴提供思路，也希望能在这个“金钱至上”的社会，给大家提供更多免费的学习资源
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