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LabVIEW中的队列使用详解

2022-9-5 00:07:51

68757 LabVIEW

2

1现实中的队列

队列估计是我们生活中出现的最频繁的数据形式，各种类型的排队例如银行叫号办理业务，购买火车票飞机票、排队打饭、汽车灯等待红绿灯然后放行、流水线上下架的产品或零部件等都属于队列，与之相反的数据结构是栈后者堆，例如冲锋枪弹夹里的子弹，先打出的子弹是后装填进去的，堆起的货物，一般先取出来的是后放置的。

2队列的定义和数据模型

队列是一种先进先出的数据结构，具体工作如下图：

先入队的数据被优先取出。

1662307478688j8imxdvqgb

3.LabVIEW中提供的队列函数

队列函所在的位置如下图

1662307479095vt5g411yc0

3.1获取队列引用

1662307479452ojanhls8t1

功能是创建一个队列，

3.1.1名称：指向队列内存的地址，队列已经创建时，再次使用同名称获取队列时，取得的是已经创建好的队列内存地址。

3.1.2元素类型：可以是任意合法的数据。

3.1.3队列最大值：限定队列的长度，-1时无限长。

3.1.4队列输出：为队列的引用。

3.2元素入队列

1662307479759uzncqh4fbn

向队列中添加元素

3.2.1队列：队列的数据引用。

3.2.2元素：需要添加的元素输入端。

3.2.3超时：设置写入时间，-1一直等待直到元素写入。

3.3元素出队列

1662307480073o26979gcvm

从队列中取出元素

3.3.1队列：队列的数据引用。

3.3.2超时：等待时间直到有数据出队，如果超过限定时间没有数据出队，则超时输出为真，如果超时设置为-1，则一直等待直到元素出队，此时如果释放队列时，元素出队会报错，可以利用这一特性t停止循环结构，如下图：

1662307480408iekkjbk70s

3.3.3元素：队列中去取的元素。

3.3.4超时：超时标志位。

3.4释放队列引用

16623074809756gzc9l8dxr

释放队列所占的内存空间，此时队列内存地址值为0x00000000，如果再次使用其进行元素入队出队操作就会报错。

3.5获取列队状态

16623074812763twhmkbiqe

获取列队中的各种信息

返回元素为True时元素输出为队列中的元素组成的数组。

返回元素为False时只输出信息，不获取队列中的元素。

3.6队列最前端插入

1662307481652f5odw4vlag

这个函数目的就是插队，让该元素获取更高的优先级，这个在一些软件架构中用比较多。

3.7清空队列

16623074820047a54sbe47a

一次性取出当前队列中所有的元素，返回一个元素数组。

3.8有损耗元素入队列

1662307482290yulon67fb1

在队列中添加元素。如队列已满，函数可通过删除队列前端的元素使新元素入队。

以上重点掌握1-4四种函数，其它的了解用法即可。

4.队列的应用范围

4.1异步状态机：面我写过一篇异步状态机，在循环间传递状态就是用的队列。

如下图1处是写入状态，2初是出队执行状态

1662307482604abxu91ygfk

4.2消息队列处理器（QMH）

这个是LabVIEW自带的模板

具体创建位置为文件-》创建项目-》消息队列处理器

16623074829602j5xu80xt1

1662307483323ckd4ptq8d1

修改项目名称，路径，文件前缀，图标即可，也可以直接点完成。

1662307483653w8hok6d7uy

大开Maim显示程序框图,里面有详细的说明，其中上部分事件是命令的产生的位置，下部分是命名的执行主体，每个命令对应一个条件结构，如果需要新添加命令，必须添加对应的条件结构。

1662307484029f6haizqieu

其中最重要的一个函数是消息入队。里面的优先级使用了队列前端插入元素。

1662307484505nwmvtndxzy

4.3AMC异步消息处理器

这个工具包可以在VIPM里可以直接下载，以下是工具包的具体位置：

166230748484638c6rr6i3g

新建一个空白VI,在程序框图放置Templates,结果如下：

1662307485243g85c5jhyxw

AMC与QMH类似,但增加了以下功能：

a可以一次发送多条消息

b增加了对网络通信的支持，在性能要求不高的情况下通过UDP进行消息异步通信。

4.5命令模式

命令模式作为LVOOP 23种设计模式之一，主要使用的是队列传输命令，这个在后面的章节中会详细讲解。

4.6Actor Framework中的消息队列。

下图为操作者消息队列的结构，我能看到的部分，具体还有些设计没有看懂，但是不影响使用。后面章节会针对Actor Framework做专题讲解。

1662307485669h1o5wql9gc

166230748597052a7qswes6

5队列的使用实例

5.1队列的使用顺序要求如下：

5.1.1获取队列引用；

5.1.2元素入队列、出队列等操作；

5.1.3释放队列。

5.2注意：

5.2.1使用顺序一定是先创建队列，后使用队列；

5.2.2当队列完成使用或程序退出是释放掉，以免内存泄漏。

5.3创建实例

我们创建一个生成消费者来演示队列的用法。

5.3.1创建一个工程命名为queue。

5.3.2创建一个VI命名为Product and cost

5.3.3放置两循环，并在上边循环里添加事件结构

166230748634580ovv3bax5

5.3.4放置获取队列引用并如下图连线。

1662307486654jfcdjfxspi

5.3.5前面板添加运行和停止控件和波形图表

1662307486974qqdjo7ij6d

5.3.6停止按钮值改变事件中添加释放队列，下边循环添加元素出队,并如图连线。

1662307487299idutlxv0lm

5.3.7将运行按钮的机械动作改成第一个，然后添加stop值改变事件,添加可控的定时事件，注意所有的事件分支全部连好线。

1662307487669lq9z0bo47t

1662307487984qo54el93p3

5.3.8在超时事件中添加元素入队，正弦函数计算，如下图连线。

1662307488279gllstzyku3

5.3.9看看运行效果

5.4如果我们还要对数据分别数据分析和保存数据怎么办

同理我们可以继续增加循消费循环如下图：

5.4.1增加两个队列，然后根据功能分别命名。

1662307488703b53j596fmw

在Stop事件中将队列合并成数组，批量关闭

1662307488964bdfr2l4lsl

在超时事件中将队列合并成数组，批量发送数据。

16623074892480ffaf2qly0

添加循环将队列传递过来的数据保存。

1662307489506ntgnlb4862

添加循环将队列传递过来的数据进行频谱分析。

1662307489783fmhtmt5mqz

最后运行结果如下：

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4 条评论

只看该作者

汪刚刚 2022-9-5 00:14:38

本帖最后由 wyq95361977 于 2022-9-5 23:58 编辑

附件里是源代码

464.9 KB , 下载次数: 122

赞回复

xinjiangku 2022-9-6 14:36:09

感谢分享下载学习下

赞回复

wasdada 2023-10-9 14:31:16

代码不能下载了

赞 1回复

汪刚刚 2023-10-12 13:40
关注下我的公众号。里面有相同的分享知识

赞回复举报

第七弦 2023-10-11 11:07:09

感谢分享下载学习下

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