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虚拟仪器设计与应用 光电工程系 第十六讲 文件 I/O n文件 I/O：传递数据到文件中和从文件中读取数 据 n文件类型 n文本文件（.txt） n二进制文件（.dat） n数据记录文件（.dat） n电子表格文件（.xls；.txt）：一种特殊的文本文件 n波形文件（.dat）：特殊的数据记录文件 nLabVIEW测量文件（.lvm） n每种类型的文件操作都有专门的VI与之对应 文件类型特点 文本文件 电子表格文 件 优优点：通用性强（被word，excel，记事本等直接读取） ，最容易进行格式转换。 缺点：用这种格式存储的文件占用空间比较大，存取速度 相对比较慢；保存和读取文件时，需要进行文件格式转换 ；不能随机地访问其中的某个数据，需要找到文件中某个 位置的数据的时候，需将这个位置之前的所有数据全部读 出，效率比较低 二进制文件 优优点：存取速度最快、格式也最紧凑、冗余数据比较少； 占用空间比文本文件小，存取数据不需要格式转换。 缺点：用该种格式存储的数据文件无法被一般的字处理软 件读取，无法被不具备详细 文件格式信息的程序读取，通 用性较差。 数据记录 文 件 波形文件 数据记录 文件只能被LabVIEW读取，它以记录 的格 式存储数据，一个记录 中可以存放几种不同类型的 数据。 读/写文件的一般步骤 n新建或打开一个文件 n写入数据或读出数据 n关闭文件 n这三步对各种类型的文件都适用 n每个步骤都有对应的VI或函数 File I/O模板 n位置： Functions All Functions File I/O File I/O模板（续） n位置： FunctionsAll functions Waveform Waveform File I/O File I/O (续) n文件读写操作有两种实现办法 n用各种类型的专用VI。一个 VI就包含了文件读写操作的 三个步骤。 n用低级VI。文件读写操作的 每一步骤都用一个专门VI实 现。 文本文件电子表格 文件 二进制文件 波形文件 低级VI *.lvm文件 使用高层函数保存文本文件 n格式化字符串函数 Format into string n写字符串文件函数 Write Characters to File n格式化文件函数 Format into File 作用为上述Format into string + Write Characters to File 同样的效果，不同的是不 能向文件后追加数据。 nWrite Characters to File是高层文件操作函数，每执行一次 都要打开写入关闭，效率低。 举例文本文件的输入 低层函数保存文本文件 File I/O的基本VI nFile I/O分三个步骤 n打开/新建文件 n读/写文件 n关闭文件 n对应的三个基本VI nOpen/Create/Replace File VI nRead File VI / Write File VI nClose File VI Open/Create/Replace File VI, 打开/新建文件VI Read File VI / Write File VI, 读/写文件VI Close File VI 关闭文件VI Open/Create/ Replace File 打开/新建文件VI n功能：打开已有文件，或创建新文件，或替换 已有文件。 n输入端口 nPattern :文件类型模板，字符串型。用于 过滤显示在“文件”对话框中的文件类型。 例如*.txt，表示在“文件”对话框中只显示 所有txt文件。多个模板用“；”分隔，中间 不要留空格，如*.txt;*.dat。 nprompt ：提示；字符串型。显示在“文件 ”对话框中文件列表、目录或文件夹上方的 提示信息。 nfile path ：文件路径，路径型。即要打开 /创建/替换的文件的路径。如果该输入端 口为空或等于，该函数将打 开一个对话框以便选择文件的路径。 Pattern文件类型 prompt提示 Default name 缺省文件名 Open/Create/ Replace File n输入端口 nstart path ：起始路径，路径型。是“文件”对话框 打开时显示的默认目录或文件夹的路径名。缺省值 为，此时使用最近一次显示的路径名 。 nfunction ：功能，枚举型。用于定义该函数的功 能。功能表如下： 0 打开已有文件（缺省） 1 打开已有文件，如果文件不存在就创建新文件 2 创建新文件或者替换已有文件 3 创建新文件 4 打开已有文件用于只读 Open/Create/ Replace File n输入端口 nerror in ：错误输入簇，簇型。 ndefault name ：显示在“文件”对话框中的 缺省文件名，字符串型。缺省值为空字符串 。 nadvisory dialog? ：权限提示；逻辑型， 当它等于TRUE时，如果function端口等于0 或4并且文件不存在，或者function端口等于 2或3并且文件已存在，那么该VI将弹出一个 对话框。缺省值为TRUE。 Open/Create/ Replace File n输出端口 nrefnum ：文件标识，句柄型。打开或创建的文件 的句柄标识，通过它可实现对该文件的访问。如果 文件不能打开，该端口返回一个Not A Refnum 值 。 nnew file path ：打开或创建的文件的路径，路径 型。如果选择了“文件”对话框的Cancel 按钮，该端 口返回一个 值。 nfile size ：文件大小，以字节为单位，数值型。 nerror out ：错误输出簇，簇型。 Read File 读文件VI n功能：从文件中读取数据。 n输入端口 nconvert eol：行尾转换标志，逻辑型，该端口决定是 否将文件行尾标志转换为LabVIEW的行尾标志。如果 该端口为TRUE，则转换，反之则不转换。缺省值为 FALSE。（注意：该参数只适用文本文件） nline mode：逻辑型，该端口决定何时停止读取操作 。如果为TRUE，该函数一直读取到行尾或文件尾，如 果指定了读取的数量，则读取指定数量的数据。如果 为FALSE，该函数只读取指定数量的数据，若没有指 定数量则不读取数据。缺省值为FALSE。（注意：该 参数只适用文本文件） nrefnum：文件标识，句柄类型。 Read File（续） n输入端口 npos mode：起点位置，枚举型。 npos offset ：位置偏移量，整型。以pos mode为参考 位置，字节为单位。读取数据的起始位置由pos mode和 pos offset 两个参数共同确定。 nerror in ：错误输入簇，簇型。 0文件头。此时pos offset 须为正值 1文件尾。此时pos offset 须为负值 2当前位置 Read File（续） n输入端口 ncount：需读取的数据数量。 nbyte stream type：整型，用于指明该函数从字节流文 件中读取数据时应当使用的类型。（二进制文件和文本 文件都是字节流文件） n输出端口 ndup refnum：文件标识复件，句柄类型。 ndata：输出数据，读取返回的数据。 noffset：起点偏移量，整型，用于指明文件标志相对文件 起始点的新位置。 nerror out：错误输出簇。 Write File 写文件VI n功能：写数据到文件中。 n输入端口 nconvert eol：行尾转换标志，逻辑型，该端口决定是 否将文件行尾标志转换为LabVIEW的行尾标志。如果该 端口为TRUE，则转换，反之不转换。缺省值为FALSE。 （注意：该参数只适用文本文件） nheader：写头文件，逻辑型，当要写入文件的数据是 字符串或数组时，可以设置该参数。该参数为TRUE时 ，函数自动增加一个文件头，若为FALSE则不加。 nrefnum：文件标识，句柄类型。 Write File（续） n输入端口 npos mode：起点位置，枚举型。 npos offset ：位置偏移量，整型。以pos mode为参考 位置，字节为单位。读取数据的起始位置由pos mode和 pos offset 两个参数共同确定。 nerror in ：错误输入簇，簇型。 ndata：需要写入到文件中的数据。类型任意。 0文件头。此时pos offset 须为正值 1文件尾。此时pos offset 须为负值 2当前位置 Write File（续） n输出端口 ndup refnum：文件标识复件，句柄类型。 noffset：起点偏移量，整型，用于指明文件 标志相对文件起始点的新位置。 nerror out：错误输出簇。 Close File 关闭文件VI n功能：关闭打开的文件并返回该文件的路径 n图标 n输入端口 nrefnum：文件标识，句柄类型。 nerror in：错误输入簇，簇型。 n输出端口 npath：文件路径 nerror out：错误输出簇，簇型。 Write To Spreadsheet File VI 写电子表格文件VI n该VI的功能：将一维或二维数组转换成字符串 然后写入到新字节流文件或追加到已有文件中 。 n位置： Functions All Functions File I/O n图标 （续） n输入端口 nformat：格式，字符串型，数字转换为字符串的格式定义。 nfile path：路径型，文件全路径，空时为对话框。 n2D data：单精度二维数组 n1D data：单精度一维数组 nAppend to File?：添加至文件，逻辑型，是否追加到文件末 尾。TRUE，追加；FALSE，不追加。 ntranspose?：转置，逻辑型，是否将数组转置。 ndelimiter：字符串型，字符之间的分隔符。 n输出端口 nNew File Path：新建文件路径，路径型，返回的文件路径。 取消为非法 Read From Spreadsheet File 读电子表格文件VI n功能：从电子表格文件中读取数据并将 其转换为一维或二维数组。 n位置： Functions All Functions File I/O n图标 （续） n输入端口 nformat：格式，字符串型，字符串的格式定义。 nfile path：路径型，文件全路径,空时为对话框。 nnumber of rows ：读取的最大行数，整型。它值。 nexists：已建文件，逻辑型，如果Path参数返回 的是一个已有的文件或目录的路径，该参数为 TRUE。 ncancelled：取消，逻辑型，如果用户选择了“取 消”按钮或出现错误，该参数为TRUE。 图示说明 练习十(1) 温度数据的记录 n目标： n记录一段时间（一天，每隔半个小时测量一次） 的环境监测温度，并将数据记录到文件中（用三 种方法分别保存为txt、dat、lvm文件）。 n分析： n用随机函数发生器模拟环境温度的采集，用For 循环实现每隔半小时（以半秒表示半小时）采集 一次温度，采集时间自定（单位：天）。同时利 用For循环的自动索引功能将这些温度值记录下 来。然后用文件I/O函数将数据记录到文件中。 前面板 框图程序 补充说明 n已监测时间和天数的计算利用了Quotient & Remainder函数（求商和余数函数） n该函数的功能：求输入端的整数商和余数 n图标 n位置： Functions All Functions Numeric n端口 n输入端口：x是被除数，y是除数 n输出端口：x-y*floor(x/y) 是余数，floor(x/y) 是整数 商 练习十（2）温度历史数据的分析 n目标： n对记录的温度历史数据进行分析，求出这段 时间内的温度最大,最小值和平均值。 n分析：首先从保存的文件中读出记录的温度 数据，然后用最大最小值函数求出温度的最 大、最小值,用平均值函数求温度平均值。 Mean 求平均值VI n功能：求输入序列的平均值 n位置： Functions All Functions AnalyzeMathematicsProbability & Statistics n图标 n端口 n输入端口：X 是输入的序列（一维数组） n输出端口：mean是平均值；error 是错误代码 Array Max & Min 数组最大与最小值 n功能：返回输入数组的最大最小值及其 索引值。 n位置： Functions All Functions Array n图标 Array Max & Min n输入端口 narray：输入的数组 n输出端口 nmax value ：最大值 nmax index(es)：最大值的索引 nmin value ：最小值 nmin index(es)：最小值的索引 练习十一 实时温度监控系统 n要求： （1）利用随机数函数模拟生成温度采 样值，采样间隔时间0.5秒一次，温度范围0， 100 ；（2）能够根据需要分别设置温度报警 的上限和下限；如果用户设置的上限小于等于 下限，则立即停止运行该系统；（3）在同一 显示窗口，实时显示温度的变化曲线和上下限 ；该温度变化曲线用绿色空心圆点表示，上限 用红色实线表示，下限用蓝色实线表示；同时 显示当前最新一个温度和上下限的数值（4） 监控结束后，显示温度变化曲线，并给出整个 记录过程温度的最大和最小值。 练习十一 实时温度监控系统 练习十二 簇与字符串函数的应用 n任务：创建一个包含数值型、逻辑型和字符串型三 种对象的簇，并且给其中的字符串型对象赋值 “ 北京理工大学的英文名称是Beijing Institute of Technology，简称bit。” （不包括双引号）。然后 利用所学的簇和字符串函数将其中的字符串“bit”换 成大写后仍以簇的形式输出，同时提取出子串 “Beijing Institute of Technology”单独输出显示。前 面板要求如下图所示。 n提示：为了修改簇中某个对象的值需要先将簇分解 ，进行相应修改后，再重新打包成一个簇。字符串 的操作，需要注意中英文字符占有存储空间的不同 。 前面板