 |
Стислі теоретичні відомості
|
|
|
|
LabVIEW (Lab oratory V irtual I nstrument E ngineering W orkbench) – це програмний пакет із мовою графічного програмування, що використовує умовні графічні позначення програмних модулів – іконки. LabVIEW, як засіб прикладного програмування, зберігає основні структурні особливості традиційних мов лінійного програмування, таких як, наприклад, С або Бейсик.
LabVIEW використовується для створення інформаційно-вимірювальних систем і приладів на базі сучасних комп'ютерів і інтерфейсних модулів аналого-цифрового перетворення. На відміну від мов текстового програмування, в яких послідовність виконання програм визначається інструкціями, у LabVIEW виконання програми визначається даними, а саме: готовністю даних для кожного програмного модуля.
LabVIEW підтримує інтерактивний режим роботи створюваних систем та приладів. Для цього на екрані монітора відтворюється передня панель системи або приладу зі всіма органами керування та відображення режимів роботи і результатів вимірювання. Панель створюється із окремих модулів, що зберігаються в бібліотеках програмного забезпечення пакета і являють собою окремі вузли, блоки, прилади, розроблені раніше. Це дозволяє спростити й скоротити в часі процес розробки нових вимірювальних пристроїв і систем та виконувати вимірювальні операції точніше за реальний фізичний прилад. Створена на базі комп'ютера вимірювальна система (або прилад), яка може виконувати функції реального вимірювального пристрою, одержала назву віртуального інструмента (ВІабо Virtual Instrument -VI).
Під віртуальним інструментом будемо розуміти імітатор (математичну модель) фізичного багатофункціонального вимірювального пристрою, що створений за допомогою апаратно-програмних засобів.
|
|
|
Для створення ВІ в LabVIEW передбачено дві основних панелі: передня панель і функціональна панель. Зовнішній вигляд пристрою створюється в спеціальному вікні – передній панелі (або інтерфейсній панелі). Для з'єднання окремих елементів передньої панелі у вимірювальний пристрій передбачене інше вікно – функціональна панель (або панель блок-діаграм). На цій панелі знаходяться термінали пристроїв, розташованих на передній панелі, що відображають функціональні властивості цих пристроїв (вхідні й вихідні параметри). Крім цього, на функціональній панелі є можливість розміщувати іконки функціональних модулів, що дозволяють виконувати операції обробки даних – математичні дії, цифрову фільтрацію, спектральний аналіз, статистичний аналіз, розпізнавання, збереження даних у комп'ютері та ін.
Обидві панелі мають оболонки із функціональними елементами аналогічно вікнам у Windows. Керування панелями виконується мишею або комбінацією клавіш, як це робиться в Windows. Кожна з основних панелей має свою допоміжну панель інструментів, які дозволяють вибирати елементи, необхідні для створення приладу. Для передньої панелі - це панель Controls, за допомогою якої вибираються пристрої введення, виведення, керування й індикації даних. Для функціональної панелі - це панель Functions, яка містить елементи програмування - функціональні модулі, структури тощо. Редагування й керування елементами основних панелей здійснюється за допомогою ще однієї загальної панелі Tools. Панель Tools перепризначує функціональні можливості покажчика миші залежно від того, на якій панелі він застосовується.
Кожна з основних панелей має лінійку меню загального призначення (рис. 1).
| F ile E dit O perate T ools B rowse W indows H elp |
Рис. 1. Лінійка меню основних панелей LabVIEW
Меню File використовується для відкриття, створення й запису файлу створеного віртуального інструмента. У підменю File містяться команди, що позначають:
|
|
|
- New VI - створення нового віртуального інструмента;
- New… - створення нового компонента: віртуального інструмента (ВІ), глобальної змінної, елемента керування/індикатора, шаблона ВІ, шаблона глобальної змінної, шаблона елемента керування/ індикатора, поліморфного ВІ та ін.
- Open… - відкриття вже існуючого ВІ;
- Close - закриття активного ВІ;
- Close All - закриття всіх відритих додатків;
- Save - збереження поточного віртуального інструменту на диску;
- Save As… - збереження ВІ з новим ім'ям;
- Save All - збереження усіх відкритих додатків;
- Save with Options… - запис ВІ з опціями;
- Revert… - повернення ВІ до останньої збереженої версії;
- Page Setup - установка опцій друку на принтер;
- Print - друк ВІ на принтер із можливістю вибору змісту;
- Print Window… - друк змісту поточного вікна на принтер;
- VI Properties… - установка властивостей ВІ;
- Recently Open Files - список останніх ВІ, що відкривалися (до 10-ти файлів);
- Exit -завершення роботиз LabVIEW.
Меню редагування Edit застосовують для зміни, вбудовування, копіювання й видалення об'єктів панелей LabVIEW:
- Undo... - скасування дії;
- Redo... - "повернення" скасованої дії;
- Cut - видалення обраного об'єкта й копіювання його у буфер обміну;
- Copy - копіювання виділеного об'єкта у буфер обміну;
- Paste - вставка об'єкта з буфера обміну;
- Clear - видалення обраного об'єкта;
- Find... - пошук зазначеного ВІ, об'єкта або тексту;
- Show Search Results - відображення результату пошуку;
- Customize Control... - відкриття вікна редагування елементів керування й індикації;
- Scale Object With Panel - рисування координатних осей для обраного об'єкта;
- Set Tabbing Order... - встановлення послідовності активізації об'єктів інтерфейсної панелі під час виконання програми за допомогою клавіші Tab;
- Import Picture from File - копіювання обраного рисунка у буфер обміну для подальшої вставки;
- Remove Broken Wires - видалення незадіяних або неправильних зв'язків на функціональній панелі;
- Create SubVI - створення підпрограми з обраних об'єктів на функціональній панелі;
- Run-Time Menu... - редагування меню.
Команди, що пов'язані із запуском віртуального інструмента на виконання, містяться в меню Operate:
- Run - запуск програми на виконання;
- Stop - припинення виконання програми;
- Suspend when Called -пауза під час виклику ВІ;
|
|
|
- Print at Completion -друк інтерфейсної панелі VI після завершення його роботи;
- Log at Completion - реєстрація даних після завершення роботи програми;
- Data Logging - настроювання реєстрації даних;
- Make Current Values Default -встановлення поточних значень елементів керування або індикаторів, як значень за замовчуванням;
- Reinitialize All To Default - встановлення всіх значень елементів керування та індикаторів у значення за замовчуванням;
- Change to Run Mode - перемикач між режимами виконання програми й редагування.
Меню Browse призначене для перегляду компонентів і функцій ВІ, які використовувались та не використовувались у процесі програмування:
- Show VI Hierarchy - відображення ієрархії ВІ (порядку виклику функцій);
- This Vl's Callers - виведення списку "викликів" ВІ;
- This Vl's SubVIs - підпрограми, які використовуються поточною ВІ;
- Unopened SubVIs -список невикористаних підпрограм;
- Unopened Type Defs -список невикористаних визначень типів;
- Breakpoints - інструментарій для керування точками зупину програми при налагодженні.
Для керування проектом служить меню Tools:
- Measurement & Automation Explorer... -запуск програм конфігурування пристроїв DAQ, GPIB, IMAQ, IVI, Motion, VISA, VXI;
- Instrumentation -відновлення VXI-драйверів та інших функцій;
- Data Acquisition - запускпрограми конфігурування DAQ-пристроїв і перегляду каналів;
- Compare - порівняння віртуальних інструментів, їх ієрархій, порівняння файлів;
- Source Code Control - адміністрування проекту;
- VI Revision History - додавання записів, що пояснюють призначення поточної версії віртуального інструмента;
- User Name... - зміна імені користувача;
- Build Application or Shared Library (DLL)... -виклик компілятора додатків, дозволяє створювати додатки, що запускаються (ЕХЕ), або DLL-бібліотеки (Windows);
- VI Library Manager... - менеджер керування бібліотеками;
- Edit VI Library... - програма редагування бібліотек;
- Web Publishing Tool... - програма публікації ВІ у Web;
- Advanced - опція, що дозволяє включати у свої проекти компонент Active, здійснювати компіляцію, встановлювати метрики VI; дозволяє імпортувати й експортувати текстові файли у/з проекту;
- Options... - опції віртуального інструмента.
Меню Window служить для перемикання між вікнами, відкриття, закриття панелей і т. ін.:
|
|
|
- Show Diagram/Panel -перемикання або відкриття інтерфейсної панелі або функціональної панелі;
- Show Controls Palette/Functions - відображення панелі Controls або панелі Functions;
-Show Tools Palette -відображення панелі Tools;
- Show Clipboard - відображення змісту вікна буфера обміну;
- Show Error List - відображення списку помилок;
- Tile Left and Right - розташування основних панелей ліворуч та праворуч;
- Tile Up and Down – розташування основних панелей зверху та знизу;
- Full Size - збільшення активного вікна до розмірів екрана.
Одним з найважливіших є меню Help, яке забезпечує розробника необхідною інформацією про характеристики та основні операції над ВІ, містить підказки, інструкції та засоби навчання основним прийомам роботи у LabVIEW, приклади та бібліотеки віртуальних пристроїв з їх описом:
- Show Context Help -відображення контекстної підказки;
- Lock Context Help -закріплення контекстної підказки;
- Contents and Index -зміст і пошук довідкових даних;
- View Printed Manuals... - технічнадокументація LabVIEW;
- Help for This VI - допомога для поточного ВІ;
- Examples... - приклади програм;
- Web Resources - з'єднання із сайтом фірми National Instruments;
- Explain Error... - пояснення помилок програми, якщо вони існують;
- Flex Motion VI Online Help... - допомога через Інтернет для FlexMotion VI;
- IMAQ Vision... - допомога по програмі IMAQ Vision;
- NI-IMAQ VIs... - допомога по бібліотеках NI-IMAQ;
- ValueMotion VI Online Help... -допомога через Інтернет для ValueMotion VI;
- About LabVIEW - про середовище розробки LabVIEW.
Обидві основні панелі (як передня панель, так і функціональна) мають лінійки керування, що містять службові кнопки й індикатори стану віртуальних інструментів.
Лінійка керування передньої панелі містить 8 кнопок (рис. 2):
1 - запуск програми на разове виконання (за наявності помилок кнопка має надламаний вигляд, при цьому програма на виконання не запускається, а при натисканні кнопки з'являється повідомлення про помилки);
2 - запуск програми на виконання у циклічному режимі;
3 - завершення виконання програми (коли програма працює кнопка активна -яскравіше забарвлена);
4 - ПАУЗА, припиняє виконання програми до наступного натискання;
5 - випадаюче меню редагування властивостей шрифту: тип, розмір, стиль і колір;
 |
6 - випадаюче меню, що дозволяє здійснити вирівнювання і позиціонування об'єктів на передній панелі;
7 - випадаюче меню, що містить команди просторового розподілу графічних об'єктів передньої панелі;
8 - випадаюче меню для розміщення об'єктів поверх або під бажаним при накладенні об'єктів.
Лінійка керування функціональної панелі (рис. 3) має такі самі кнопки, як і передньої панелі, та ще й свої власні, призначені для налагодження програми.
|
|
|
Натиснувши кнопку 1 й запустивши програму на виконання, можна налагоджувати програму і стежити за проходженням даних. Натискання кнопки 2 дозволяє «входити» у структури, наприклад, у цикли й підпрограми. Натискання кнопки 3 активує покроковий режим виконання програми. Натискання кнопки 4 дозволяє вийти зі структури, наприклад, із циклу і перейти до наступного вузла.
Один з основних службових компонентів, що дозволяє створювати, модифікувати й налагоджувати ВІ - це додаткова панель Tools. Викликається панель з основного меню Window» Show Tools Palette (рис. 4). Панель містить 10 кнопок, вигляд, назва й призначення яких наведені нижче в порядку їх розташування (зліва направо та зверху вниз).
Кнопка 1. Operating Tool - керування об'єктами, наприклад, для переміщення повзунка або повороту ручки.
Кнопка 2. Position Tool – виділення об'єкта з метою установки, "перетягування", переміщення, зміни розмірів об'єкта (стрілочка змінює свій зовнішній вигляд, коли доступна опція зміни розмірів об'єкта) та ін.
Кнопка 3. Labeling Tool - редагування тексту.
Кнопка 4. Wiring Tool - з'єднання об'єктів функціональної панелі.
Кнопка 5. Object Shortcut Menu Tool - виклик контекстного меню, інструмент виконує аналогічну функцію, що і натискання на праву клавішу миші (ПКМ) на бажаному об'єкті.
Кнопка 6. Scroll Tool - переміщення (прокручування) змісту всього вікна одночасно.
Кнопка 7. Breakpoint Tool - установка точок (міток) зупинення програми при її налагодженні.
Кнопка 8. Probe Tool - установка пробника на функціональній панелі, який показує значення параметра під час виконання або налагодження програми в місці його встановлення.
Кнопка 9. Color Copy Tool - копіювання кольору (для цього необхідно підвести покажчик і натиснути ліву клавішу миші);
Кнопка 10. Color Tool - установка кольору об'єкта та його фону.
Після натискання кнопки панелі за допомогою покажчика миші, відповідно міняється вигляд покажчика і його функціональні можливості, що виявляється в процесі роботи при натисканні лівої кнопки самої миші (ЛКМ).
У зв’язку з тим, що покажчик миші являє собою важливий інструмент при проектуванні та використанні ВІ в LabVIEW, крім панелі Tools передбачена можливість оперативної зміни основних функцій покажчика за допомогою клавіш клавіатури Tab і Space. Одночасно із зміною функцій відповідно змінюється і вигляд покажчика.
Порядок виконання роботи
Перед початком виконання роботи необхідно вивчити структурні елементи пакета LabVIEW, меню основних панелей, звернути особливу увагу на меню File, Edit, Window, Help, призначення кнопок керуючих лінійок основних панелей, призначення кнопок панелі Tools.
|
|
|
