高科技產業需要好的生產設備作為進攻市場的利器。而如何控制生產設備的自動化則是決定此設備優劣的要件之一。

在一個公司考慮採用何種系統來控制生產機器，選擇多數日系機器都採用的PLC　(Programmable Logic Controllers)系統(如三菱的FX2或A系列)，或藉由PC介面(如ISA、PCI、GPIB等)來控制機器的系統，是最優先考慮的難題，因這兩種截然不同的控制系統需用不同的軟體及各有優劣，因此往往也很難下決定。

當初本公司在決定要採用PLC系統或是PC-based系統確實經過一番掙扎，由於大部分工程師的背景並非機械或控制科系出身，要想建立公司自行發展的技術基礎，無論是採用PLC系統或是PC-based系統均需重新學習。最後決定採用PC-based 的系統來作自動化控制，並使用軟體為National Instruments 公司的LabVIEW，主要著眼於其發展的彈性與潛力比PLC系統來的大，不僅可隨全世界的軟體進展而不斷改良，而使其應用範圍越來越廣，舉凡機械運動、儀器量測、網路通訊、影像處理…等均可應用，除此之外，更可支援active X的物件(objects)的插入連結應用於LV中，進而使LV的能力也越發強大到令人咋舌的地步。

在LabVIEW程式設計的技巧與觀念上，以下提供一些個人心得供大家參考：

if敘述的寫法

：

在LabVIEW中並沒有if的語法，這對寫慣了text-based程式語言的人來說，剛開始還真有點綁手綁腳，施展不開。解決的方法為所有的if判斷敘述均改用case結構來取代即可，原本就有寫過C語言的工程師很快就能上手了，但還是要花一小段時間來適應。

a=a+1的寫法

：

有沒有搞錯？這麼基本的寫法還要討論嗎？程度也未免太低了吧！沒錯，它是很簡單，但剛開始時也確實有些小困擾，因LabVIEW中，一個變數在一般情形下只能出現在block diagram中一次，將一個數值變數加一後再連回自己本身是最直覺的想法，但若如此，便會因data flow的方向相互牴觸的關係出現斷線，解決的方法有兩種：

1. 1.使用local variable，如：

2. 2.若是在迴圈中便可使用shift register來幫忙達成目的，如下圖所示，但記得shift register最好要給初值，否則初值將預設為0。

getch( )與kbhit( )﹔

對C語言有經驗的人一定很懷念這兩個函式：getch( )與kbhit( )，這兩個函式的功用差不多，差異是kbhit( )只會偵測到鍵盤是否有按鍵被按下，而getch( )則除了kbhit( )的功用外，還會傳回被按下按鍵的ASCII code。這兩個函式可讓程式暫停去等待某些鍵盤指令，非常好用也非常常用，例如：按下”y”或”Y”代表YES，”n”或”N”代表NO等等。

但一到LabVIEW中就發現，當程式執行時想要即時讀取鍵盤有何輸入並不是很方便，常用的做法是設一個numeric control或string control，用滑鼠去移動到control上及按滑鼠鍵，然後再由鍵盤輸入某些鍵，再按enter或移動滑鼠到toolbar上按下一個勾勾的按鍵，才能將鍵入的鍵值由程式讀入，對於只為了單純目的讓程式繼續的單擊動作(如按下”y”或”n”)而言，似乎太麻煩了，然而這類單擊動作顯然還是非常有需要的。

以下提供一個簡單的subVI：getch( ).vi，具有C語言中getch( )的功能，如此便很容易加到一般程式中了。當程式讀到鍵盤有按鍵被按下時，將按下的鍵值傳出後即結束。因其中有用到一個read keyboard.vi的subVI，使用時要注意在主程式呼叫getch( ).vi前，要先呼叫過Open Keyboard.vi，否則getch( ).vi中的Read Keyboard.vi會讀不到鍵盤，而主程式結束前要呼叫Close Keyboard.vi。

程式中有while 迴圈的結束方法

：

一般而言，當程式執行完所有的程式碼後就自動結束，這種情形也就沒什麼需要討論的。所以以下針對程式中有while 這種無限迴圈在程式裡面的情形作討論。

1. 1.程式在執行時，按下上方tool bar中的紅色圓形停止鍵。這個方法看起來方便但實際上並不理想，理由是你並沒有真正在程式中寫使程式結束的程式碼，而是用LabVIEW本身去終止你的程式，程式的data flow將停止在你按下停止鍵那一刻的地方。

2. 2.稍微改良的簡便方法，是用一個Boolean Control(如stop)來連在迴圈中的停止符號前，按下此control 即停止迴圈，而結束程式。如下圖：

要注意的是，當按下stop時，程式並不是馬上停止，而是要等到下一次重複迴圈時，做完迴圈內的動作才會停止。

3. 3.用一個Boolean Control(如stop)來連在迴圈中的一個case，在true的情形中放進Functions> Application Control中的Stop，當按下此Control時強迫此程式停止。

不過使用這個方法要注意一點，就是其實用Stop這個vi來終止程式的話，和用tool bar中的紅色圓形停止鍵的效果是一樣的，也就是由LabVIEW硬生生地將程式終止，若在程式結束前有些所謂結束動作，例如關閉某些介面檔案的stream或channel，或是讓儀器機械手臂復歸到某狀態或位置等，那麼就可能無法執行了。

4. 但若程式中有兩個(以上)的平行迴圈均需停止才能結束程式的話，一般的方法為在一個迴圈的停止符號前連一個Boolean control，如2.中所述，而在其他迴圈的停止符號前連上此Boolean control的local variable即可。如下圖所示：

此法看來甚為理想，但實際上仍有其缺點，這是由於LV的while loop設計為當迴圈的停止符號收到停止訊號時，並不會立即停止迴圈，必須要執行完下一次在迴圈中的程式碼後才會停止迴圈，這在某些情形下會發生預期外的結果。例如，我的程式中有兩個while loop，第一個每1秒重複一次，第二個則每1小時重複一次，當我按下Boolean control同時給兩個迴圈停止訊息，希望立即終止程式時，第一個迴圈最壞的情形在2秒內便停止了，但第二個迴圈可能要超過1小時才停止！

那要如何解決這種現象呢？可以考慮使用上述3.的方法，或請參考Occurrence 的功能及使用方法中的說明。

Occurrence 的功能及使用方法

：

當程式在等待某種事件發生，如甲事件，然後立即去做乙事件，常用的寫法為用一個while loop去等待甲事件的發生，若甲事件的發生了，則終止此等待迴圈去做乙事件，但為了增進程式效率，通常這個等待迴圈中會加上delay一段時間，若delay的時間短，如一秒以下，甲事件發生到乙事件開始的時間差可能可以在容忍範圍內，但若delay的時間長，如一小時，那麼甲事件發生到乙事件開始的時間差顯然不符合要求。這時就可以利用Occurrence 的功能了。

Occurrence 的icon在Functions> Advanced> Synchronization中可找到，是LabVIEW中同步控制的功能之一。這邊用下面的例子來說明，有兩個平行迴圈，左邊的每一秒計時一次，右邊的每10秒計時一次，希望當stop鍵按下時，兩個迴圈同時終止。若用前述local variable的方法來控制，結果是當第一個迴圈停止了，但第二個迴圈卻要等10秒才停止。而以下這個程式則可達到同時結束的目的。當stop鍵按下時，由第一個迴圈Set Occurrence產生一個訊息，傳出第一個迴圈外由Generate Occurrence產生Occurrence的訊號，再傳到每一個迴圈中的wait on occurrence去產生true訊號已終止迴圈。順帶一提，使用wait on occurrence可在其ms timeout(-1)的connector上連上一數字作為delay的時間，可不用再使用其他的delay功能。

平行迴圈執行時的同步性

：

當程式中有數個平行迴圈同時進行時，大部分的情形是希望各平行迴圈每次開始時均能夠同步，可避免一些出乎預期的狀況發生。常用有兩種方法敘述如下﹔

1. 1.使用Wait Until Next ms Multiple﹔

在迴圈中加入Wait Until Next ms Multiple的icon並均連上相同的常數做為delay的時間長短，並於程式執行時，同時啟動這兩個迴圈，如此可確保之後各迴圈每次開始時均同步開始，如下圖所示﹔

但注意，這並不表示各迴圈所執行的次數也一樣，如上例，若Task A 執行一次費時少於100ms，而Task B執行一次費時大於100ms，可確定的Task A的迴圈每執行過一次必為100ms，Task B的迴圈每執行過一次必為100ms的整數倍，因此有可能甲迴圈執行了兩次或多次，但乙迴圈只執行了一次而已。若要各迴圈執行的次數也相同的話，便需利用下面第2.中所敘述的功能了。

2. 2.使用Rendezvous﹔

Rendezvous為集合地、會合點的意思，這個功能可在Functions> Advanced> Synchronization中找到，使用時要先Generate Rendezvous給固定個數的迴圈，而各迴圈中則要加入Wait at Rendezvous這個icon。當程式執行時，即使有某迴圈先結束，也會等到使用這個Rendezvous的所有迴圈均結束後，然後再一起同步重新執行迴圈。注意，要結束程式前要記得Destroy Rendezvous。使用這個方法便可確定各迴圈每個迴圈必定同時開始，且各迴圈執行的次數也一定相同。下面是一個簡單的例子，可注意到各迴圈所執行的次數均相同，且迴圈中delay的時間長短並不會影響到迴圈執行次數，反正各迴圈等待的時間必相同，就是耗時最長的那個迴圈的等待時間啦。

巢狀if結構的改良

﹔

if…else的語法往往造成了複雜的結構，如C語言中：

if (a==FALSE) b=TRUE

else if (c==FALSE) b=TRUE

else if (d==FALSE) b=FALSE ….;

這樣寫出來似乎很厲害 (因別人要花點時間才能了解如何做邏輯判斷)，但也有可讀性不佳的缺點。尤其寫在LabVIEW中，因其是graphic language之故，可讀性更差(看起來還真是”巢狀”啊)。例如下例，要看完並了解程式如何邏輯判斷，恐怕要花上一段時間(因false的case中也可能藏有程式碼)，另一個缺點是程式編譯完後的VI檔較佔硬碟空間。

雖然有時如同上圖的巢狀結構無法避免，但當判斷的條件增多時，可考慮將數個條件以Build Array的方法再加上case結構來改寫，自己再做個真值表來決定各case中的內容即可。下圖為一個寫法的示意圖。

要注意的小地方是Boolean Array並不能直接連上case結構，要將之轉成數字後才可以，因此程式中用了一個Boolean Array To Number的功能。

State Machine 的觀念及寫法

：

先讓我們來看看State Machine的標準寫法吧。基本上一個State Machine也祇不過是一個迴圈內加上一個case結構而已。每當迴圈重做(iterate)一次時，就只做眾多case中的一個，再用enum type的constant決定下一次迴圈重做時所要進入的case。

下面舉一個簡單例子，說明有三件順序性的工作用State Machine方法所寫出的結果。

State Machine依其用法可視作是sequence的變形，但是比單用sequence的結構具有更多的彈性與優點，敘述如下：

• 因使用enum type做為各步驟的說明，因此可將state machine中各case的title均寫成文字敘述，這也使得程式的敘述性及可讀性較好。
• 比較容易將流程圖寫成程式，也可很容易調整流程中各步驟的順序，當程式出現多個路徑時(如若選YES時去做task 1，選NO時去做task 2之類或更複雜的情況)，只要在最後選擇next state時稍加改變即可，換個角度來看，也就是很容易達成其它程式語言中的goto的效果，卻能保持程式結構的完整性。
• 因為有一個error state專門處理各state傳來的error或exception的訊息，使得程式設計時，可集中也較容易處理Error Handler的訊息。而當處理完成時，又可選擇回到哪一個state去，或是走到close state來結束這個State Machine的迴圈。
• 在最後有一個close state，也就是在此不論程式執行有無錯誤發生，最終都會到這個state進行一定結束程式的步驟，使程式可以順利結束。如此一來，便不致因錯誤發生時，因某些關閉動作沒有做而產生意想不到的結果或”掛”在那裡了。