LabVIEW数据流控制方法研究

　　0 引言

　　LabVIEW(Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench)是虚拟仪器概念的首创者，是世界上最优秀的虚拟仪器软件开发平台[1][2]。它使用图形化数据流编程语言，这种新兴的编程方式给编程人员带来了新的困难，主要体现于对数据流的控制上。LabVIEW编程人员遇到困难往往求助于C语言[3]。随着虚拟仪器的广泛应用，为提高编程效率，真正理解并灵活掌握LabVIEW数据流语言是必要的。

　　1 数据流编程的特点

　　数据流语言的每个节点在执行之前需要提供其所有输入端口的有效数据，LabVIEW允许用户在一个图表上拥有任意数量的不同节点，所有的节点可以并行执行。LabVIEW环境还支持多个VI并行执行，而不管操作系统或者计算机的功能如何。这些功能使得用户无须做任何特殊编程工作就可以非常自由地同步执行各种不同的任务。

　　LabVIEW数据流编程克服了文本语言编程内存管理中的许多困难。在LabVIEW中，不必给变量分配内存，也不必为变量赋值或者从变量取值，只需创建一个带有描述数据转换关系的内部联系的框图程序。产生数据的函数可以精心地为数据分配内存，当数据不再使用时，相应的内存被释放。当向数组或字符串添加新数据时，管理新数据的足够内存资源会自动进行分配，这种自动的内存分配操作是LabVIEW的主要优势之一。

　　2 数据流编程的难点及若干解决方案

　　LabVIEW程序的内存管理是自动进行的，中间状态的捕捉和控制十分困难。例如，实时显示现场采集数据串的最大值问题、通过按钮手动控制现场采集数据串某一时刻数据作为比较对象的问题以及单选功能按钮的实现问题等等，似简实难。经编程实践，总结方案如下：

　　(1)结构控制

　　循环结构，如For循环和while循环结构;顺序(Sequence)结构，适当使用Sequence结构能提高程序可读性，让数据清晰流动;分支结构(case Structure);事件结构(Event Structure)，允许用户在前面板的直接干预或程序不同部分之间的交流影响程序的执行;定时循环(Timed Loop)结构，可创建多采样率(multi-rate)的、对时间要求严格(time-critical)的数据采集应用程序，并定义不同优先级的循环。

　　(2)移位寄存器(Shift Register)控制

　　移位寄存器与While或For循环结合能够保存各种状态信息，未初始化的移位寄存器则保留着以前的内容。

　　(3)变量控制

　　变量在这里指局部变量和全局变量。局部变量用来在一个VI程序内部传递数据，它不仅可以解决连线的困难，而且可以对同一个控件多次写入和读出数据。全局变量则可用于在不同程序之间传递数据，全局变量也是用一个控件的形式存放数据，但是这个控件独立于调用它的VI，以一个特殊的VI作为自己的容器。