LabVIEW設計模型——狀態(tài)機
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狀態(tài)機是由一系列的狀態(tài)構成的，其中包括一個(gè)“初始化”狀態(tài)，和一個(gè)“停止”狀態(tài)。程序油“初始化”狀態(tài)開(kāi)始，由“停止”狀態(tài)結束。一般來(lái)說(shuō)，在“初始化”狀態(tài)中進(jìn)行控件與變量的初始化、打開(kāi)文件以及創(chuàng )建引用等操作，而在“停止”狀態(tài)中進(jìn)行清除臨時(shí)數據、關(guān)閉文件和結束引用等操作。在狀態(tài)機中，每一個(gè)狀態(tài)都可能導致一個(gè)或多個(gè)狀態(tài)的發(fā)生，其下一狀態(tài)是由用戶(hù)的輸入信息和當前狀態(tài)所決定的。
在決定使用狀態(tài)機作為我們的設計模型后，我們首先要畫(huà)出一個(gè)狀態(tài)轉換圖。在圖中要列出系統中的所有狀態(tài)，以及各個(gè)狀態(tài)之間的轉換關(guān)系。而且要標明轉換所需要的條件。
舉個(gè)例子，要編程實(shí)現以下功能：隨機生成100個(gè)[0,100]內的自然數，并判斷生成的自然數是否在[30,60]的區間內。如果不在該區間內給出報警信息，如果在區間內則將該數累加。
實(shí)際上如果我們把生成的隨機數看作系統采集到的數據的話(huà)，這到題就是模擬了一個(gè)采集數據并且在數據不符合要求時(shí)報警，并將復合要求的數據進(jìn)行進(jìn)一步分析的系統。
要完成這道題目，需要要先畫(huà)出它的狀態(tài)轉換圖：
有了這個(gè)狀態(tài)轉換圖，我們就可以清晰的看到程序要實(shí)現的所有狀態(tài)以及狀態(tài)之間的關(guān)系。
畫(huà)好狀態(tài)轉換圖，我們就可以清晰的看到程序要實(shí)現的所有狀態(tài)以及狀態(tài)之間的關(guān)系。下面的工作就是用LabVIEW來(lái)實(shí)現這個(gè)狀態(tài)機。
狀態(tài)機是由一個(gè)While循環(huán)、一個(gè)條件結構和一個(gè)移位寄存器組成的。其中While循環(huán)用來(lái)保證程序可以連續的運行；條件結構的各種分支中的代碼用來(lái)描述狀態(tài)機的各種狀態(tài)，以及下一狀態(tài)的選擇；移位寄存器用來(lái)將之前狀態(tài)所作出的選擇傳遞到下一次循環(huán)的選擇端子。
下面我們就一步一步的實(shí)現這個(gè)狀態(tài)機。
首先，新建一個(gè)工程，并且在工程中建立“控件”和“子VI”兩個(gè)虛擬文件夾來(lái)放置自定義控件和子VI。在“控件”文件夾中新建一個(gè)控件。
在控件的編輯面板上放置一個(gè)枚舉類(lèi)型的控件，并且編輯枚舉類(lèi)型控件的項目，輸入所有狀態(tài)裝換圖中的狀態(tài)的名稱(chēng)。如下圖所示。
可以看到，上圖中的項目比狀態(tài)轉換圖中多了一個(gè)“空白”狀態(tài)。這只是為了修改程序方便才添加的，具體情況會(huì )在下文中提到。
編輯完成之后，將控件的類(lèi)型更改為嚴格自定義類(lèi)型（Strict Type Define)，然后保存。建立這樣一個(gè)嚴格自定義類(lèi)型控件用來(lái)控制狀態(tài)的轉換有很大的好處，就是在我們萬(wàn)一要添加新的狀態(tài)或者要刪除一些無(wú)用的狀態(tài)時(shí)，只要修改我們建立的控件就可以了，不用在程序中一處一處的尋找、修改，可以節省很多時(shí)間，且不易出錯。
做好以上控件后，就要在工程中新建一個(gè)狀態(tài)機VI。我們可以先新建一個(gè)空白VI，然后在里面添加狀態(tài)機所需要的While循環(huán)、條件結構和移位寄存器。而更方便的方法是，點(diǎn)擊“文件-->新建”，然后在彈出的“新建”對話(huà)框中選擇“標準狀態(tài)機”（Standard State Machine)，來(lái)建立一個(gè)狀態(tài)機VI。如下圖所示。
在利用模版建立了狀態(tài)機VI后，我們要刪除其中的介紹性文字，因為這些文字是用來(lái)介紹模版功能和提醒編程者某些注意事項的。在最終程序中保留這些文字是非常不專(zhuān)業(yè)的。
接下來(lái)就是把我們事先建立好的嚴格自定義類(lèi)型的枚舉控件拖入程序框圖中，來(lái)獲得它所對應的常量，用來(lái)替換原模版中的枚舉類(lèi)型常量。然后，在條件結構中加入足夠的分支來(lái)放置不同狀態(tài)下的代碼；添加足夠的移位寄存器來(lái)在各個(gè)狀態(tài)之間傳遞參數；在各個(gè)狀態(tài)（分支）下添加代碼，包括實(shí)現狀態(tài)功能的功能代碼以及確定下一個(gè)狀態(tài)的流程代碼。如下圖所示。
大家可以看到，程序在執行時(shí)是不會(huì )進(jìn)入最后一個(gè)“空白”狀態(tài)的，添加這個(gè)狀態(tài)的目的就是為了在添加新的狀態(tài)時(shí)，可以通過(guò)復制空白狀態(tài)來(lái)得到，可以大大提高編程效率。
以上所說(shuō)的狀態(tài)機叫做標準狀態(tài)機，是最常用也是最基本的狀態(tài)機。其實(shí)狀態(tài)機還有一些變種的形式，以后再介紹吧。
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