 |
Стислі теоретичні відомості
|
|
|
|
Одним із основних етапів проектування ВІ в середовищі LabVIEW є розробка програмного забезпечення, яка базується на методах графічного програмування. Головним принципом побудови програм в середовищі LabVIEW є принцип модульності. Цей принцип припускає ієрархічну (багаторівневу) структуру пограмного забезпечення, коли ВІ більш високого рівня використовує модулі нижчих рівнів. Це дозволяє розділяти великі та складні проекти на окремі прості фрагменти – модулі. Таким чином програмування в LabVIEW реалізується внапрямку від простого до складного. Модулі в LabVIEW отримали назвупідвіртуальних інструментів (ПВІ або SubVI) йвиконують таку саму функцію, як підпрограма в традиційних мовах лінійного текстового програмування.
На базі вже розроблених ВІ у LabVIEW формуються бібліотеки ПВІ, елементи яких разом із вбудованими модулями пакета активно використовуються для розробки нових ВІ. Це дозволяє скоротити час проектування нових ВІ за рахунок використання бібліотек вже розроблених ПВІ, а також за рахунок можливого розпаралелювання процесу розробки окремих ПВІ.
Для того, щоб розроблений ВІ можна було використовувати як ПВІ, йому ставиться у відповідність іконка - графічне умовне позначення, що може містити рисунок та напис. Іконка використовується для ідентифікації ПВІ серед інших, а також для переносу функції ПВІ на функціональну панель та з’єднання з іншими модулями пограми.
Розробка ПВІ виконується в два етапи:
- створюєтся зовнішній вигляд іконки, що відповідає основним функціям;
- розробляєтся панель з’єднань, яка призначає вхідні та вихідні виводи для підключення відповідних даних до ПВІ на функціональній панелі.
|
|
|
Іконка, що пропонується програмним забезпеченням LabVIEW при розробці ВІ за замовчуванням, розташована у верхньому правому куту обох основних панелей і має стандартний вигляд. Для того, щоб їй придати відповідного ПВІ вигляду іконку потрібно відредагувати. Відкрити вікно редагування можна командою Edit Icon (Редагування іконки) із контекстного меню іконки або подвійним клацанням ЛКМ на її зображенні. Вікно редагування містить збільшений прототип іконки по центру, палітру інструментів зліва та варіанти реального зображення іконки в чорно-білому та кольровому форматах праворуч. Палітра інструментів дозволяє рисувати та стирати зображення по точках, проводити лінії, фігури, виділяти й пересувати ділянки та заповнювати їх кольором, писати текст. Після закінчення редагування й натискування на кнопку ОК зовнішний вигляд іконки закріплюється за ПВІ.
Розробка панелі з’єднань ПВІ виконується тільки на передній панелі ВІ. Із контекстного меню іконки вибирається команда Show Connector (Показати панель з’єднань). Ця команда зворотної дії. LabVIEW запропонує панель з’єднань, яка містить входи для ПВІ ліворуч, а виходи – праворуч. Кількість входів та виходів відповідає числу елементів введення та виведення даних на передній панелі. В разі потреби число виводів та їх взаємне положення можна змінити командами контекстного меню панелі-іконки. Для позначення виводів панелі з’єднань необхідно:
- виділити конкретний вивід на панелі з’єднань клацанням миші, при цьому показник має прийняти вигляд котушки;
- піднести показник миші у вигляді котушки до відповідного елементу передньої панелі та зафіксувати цей вибір клацанням, при цьому обраний елемент виділяється пунктиром, що біжить;
- зробити клацання на відкритій частині передньої панелі, при цьому пунктир зникне, а вивід на панелі з’єднань буде забарвлений у колір, що відповідає типу даних елемента передньої панелі;
|
|
|
- почергово виконати операції, наведені вище для інших відводів панелі з’єднань та елементів передньої панелі.
Розроблений таким чином ПВІ зберігається в пам’яті ЕОМ в директорії, що буде використовуватись як бібліотечна. Для використання ПВІ при розробці нових ВІ, його можна викликати на функціональну панель через меню панелі Functions» Select a VI.. із пошукового вікна, що відкриється. Потрібно знайти бібліотечну директорію та вибрати відповідне ім’я потрібного ПВІ. Після підтвердження вибору іконка ПВІ з’явиться на функціональній панелі.
Призначення виводів іконки можна переглянути на функціональній панелі, якщо вибрати опції Visible Item» Terminals (при наведенні показчика миші в режимі з’єднання на відвод) або за допомогою вікна контекстної допомоги, яке відкривається через опцію меню основної панелі Window. Якщо зробити подвійне клацання на іконці викликаного ПВІ, можна переглянути його передню та функціональну панелі, які відповідають основним панелям прототипа ВІ.
Існує ще один спрощений спосіб формування ПВІ, який виконується із функціональної панелі. На функціональній панелі ВІ виділяється фрагмент-прототип, що має стати майбутнім ПВІ. Із меню основної панелі Edit вибирається опція Create SubVI (Створити ПВІ). Виділений фрагмент замінюється іконкою стандартного вигляду. Іконку потрібно відредагувати у спосіб, описаний вище, а ПВІ присвоїти ім’я та зберегти в бібліотечній директорії ЕОМ. Призначення виводів ПВІ виконується автоматично відповідно до типу даних, що входили та виходили до виділеного фрагмента. Створений таким чином ПВІ також має передню та функціональну панелі, що відкриваються клацанням миші на іконці ПВІ. На передній панелі також автоматично встановлюються елементи введення та виведення даних, які відповідають типу вхідних та вихідних даних, виділеного при його створенні фрагмента-прототипа. Функціональна панель містить блок-діаграму фрагмента-прототипа, що з’єднує елементи передньої панелі ПВІ.
Створений таким чином ПВІ, разом із розробленими раніше, може бути використаний для розробки ВІ, рівень яких вищий за складові ПВІ. На базі нового ВІ також може буде створений ПВІ, що у свою чергу може вбудовуватись у ВІ ще більшого рівня і так далі. Якщо виникає потреба переглянути з яких елементів складається остаточний ВІ, то можна просто поступово відкривати ПВІ один за одним. Але така процедура громіздка з огляду на велику кількість можливих вкладень одних ПВІ в інші. Для більш ефективного перегляду ієрархічної структури ВІ в середовищі LabVIEW передбачено вікно Hierarchy Window (Вікно ієрархії), яке викликається за допомогою лінійки меню основної панелі Browse» Show VI Hierarchy. В цьому вікні відображаються іконки всіх ПВІ, які входять до складу ВІ, у вигляді ієрархічної схеми з їх розподіленням по рівням ієрархії. Рівень ієрархії визначається кількістю вкладень ПВІ один в один. Вікно ієрархії показує які та скількі ПВІ входять до складу ВІ, як вони взаємодіють між собою, який їх рівень ієрархії. Вікно також дозволяє переглянути любий відображений ПВІ. Викликається ПВІ подвійним клацанням миші на іконці обранного ПВІ, після чого з’явиться його передня панель.
|
|
|
Налагодження ВІ. Під час проектування ПВІ особливу увагу потрібно приділяти правильності його роботи. Якщо в роботі ПВІ будуть присутні помилки його функціонування, особливо приховані, це поставить під загрозу правильність функціонування всього приладу. Виявлення та ліквідація помилок виконується на етапі налагодження ВІ, який включає кілька етапів і прийомів:
- пошук неправильних з'єднань і усунення помилок;
- підсвічування порядку виконання програми;
- покрокове виконання програми;
- контроль виконання програм за допомогою пробників;
- зупинку програми в окремих точках та її подальше налагодження.
При неправильному з'єднанні елементів блок-діаграми або відсутності деяких з'єднань програма ВІ стає невиконуваною. Програмне середовище виявляє помилки, що викликають невизначеність даних для пристроїв ВІ або суперечать принципам їх роботи (наприклад, з'єднання між собою двох і більше виходів, відсутність окремих вхідних даних, неправильне, непослідовне керування циклічними структурами, уведення поточних не збережених виправлень у ПВІ й ін.). Свідченням того, що виявлено помилку, є кнопка Пуск (Run) у вигляді надламаної стрілки. При натисканні на таку кнопку замість запуску програми з'являється список помилок із поясненням і описом місця їх виникнення. При виділенні окремої помилки натисканням ЛКМ в окремому вікні приводяться рекомендації з усунення помилок. При подвійному натисканні ЛКМ автоматично відбувається перехід до блок-діаграми з вказівкою (за допомогою мерехтіння) місця можливої помилки. Після усунення усіх виявлених помилок (синтаксичних) кнопка Пуск здобуває нормальний вигляд і програма ВІ може бути запущена на виконання.
|
|
|
Але програмне середовище не виявляє всіх помилок, що можуть бути зроблені програмістом, тому в результаті виконання програми можна не одержати очікуваного результату. Для пошуку помилок використовується візуалізація процесу виконання програми й порядку проходження даних за допомогою режиму підсвічування даних, що вмикається при натисканні на кнопку із зображенням лампочки на лінійці керування (див. рис. 3). У цьому випадку разом з пуском програми виконується анімація процесу її виконання (проходження даних зображується кульками, що рухаються по проводах) із висвітленням проміжних даних.
Для більш детального аналізу процесу виконання програми кожним елементом ВІ застосовують її покрокове виконання (із підсвічуванням або без нього). Для цього застосовуються три кнопки, розташованих на лінійці керування (лив.рис. 3), за допомогою яких виконуються такі дії:
- крок через елемент (у тому числі з входом у ПВІ і можливим покроковим проходженням його програми),
- крок, минаючи елемент (дані проходять через елемент без деталізації проходження усередині його);
- крок виходу з підпрограми ПВІ за відсутності необхідності детального проходження підпрограми.
Для перегляду даних при виконанні програми у звичайному або покроковому режимі можуть застосовуватися пробники, установлювані на з'єднувачах на блок-діаграмі (рис.12). Пробники викликаються покажчиком миші в режимі установки пробника (у вигляді кола зі знаком Р на жовтому фоні), що встановлюється із допоміжної панелі Tools. При установці пробника на лінії з’єднання з’являється мітка з номером цього пробника. Одночасно з’вляється вікно пробника з тим самим номером, яке показує тип даних та величини, що протікають через з’єднання. Особливо корисні пробники під час перегляду даних у вигляді масивів та кластерів. Вікно пробника не зв’язано з блок-діаграмою і залишається на екрані монітора при перемиканні на передню панель. Це дозволяє контролювати перебіг даних в контрольованих точках також і з передньої панелі.
|
|
|
Для перегляду та налагодження великих програм, починаючи з визначеного місця, варто використовувати зупинку програми в окремій точці. Зупинка відбувається на обраному елементі блок-діаграми. Вибір елемента виконується за допомогою покажчика миші у вигляді знака «Стоп» в режимі установки точок зупину (призначається за допомогою панелі Tools). При цьому обраний елемент підсвічується червоною окантовкою. При досягненні програмою обраного елемента відбувається зупинка у режимі паузи, вмикається кнопка «Пауза» на лінійці інструментів, після чого можна продовжити виконання програми відключивши режим паузи або в покроковому режимі виконання програми. Відключення точок зупинки виконується повторним клацанням покажчика миші у вигляді знака «Стоп».
Варто пам'ятати, що виконання налагоджувальних операцій значно сповільнює процес виконання програми і тому, після налагодження, цей режим необхідно вимикати.
Документування ВІ. Для пояснення функціональних особливостей розробленого ВІ або ПВІ для інших користувачів (а також для самого себе через деякий час) в LabVIEW є можливість задокументовувати анотацію на цей ВІ. Анотація записується у вікні VI Description панелі Documentation. Для відкриття панелі Documentation спочатку відкривається панель VI Properties.. (Властивості ВІ) через меню основних панелей File» VI Properties.. або через однойменну опцію контекстного меню іконки у верхньому правому куті основних панелей. Панель VI Properties.. маєвікно Category (Категорія), в якому йвибирається опція Documentation. Анотація, що записана у вікні VI Description, буде відтворюватись як підказка у вікні контекстної допомоги Context Help при наведенні показника миші на іконку ВІ або ПВІ на основних панелях LabVIEW.
Найпростішим способом анотування функціональних можливостей ВІ є створення пояснюючих записів безпосередньо на основних панелях, через використання показника миші у режимі редагування тексту. Клацанням показника миші встановлюється вільне місце на панелі, куди й вводиться текст за допомогою клавіатури.
Для оформлення звітів передня панель розробленого ВІ (або ПВІ), його блок-діаграма та ієрархічна схема можуть бути задокументовані в один із способів, передбачених в ЕОМ. Документування визивається з лінійки меню основної панелі File» Print. З’являється вікно під тією самою назвою Print, що має декілька сторінок-анкет, за допомогою яких можливо задокументувати результати розробки ВІ в повному або в скороченому обсязі (окремо передня та функціональна панелі, ієрархічна схема, іконка і т.ін. або комбінації цих елементів за вибором). Вигляд документів може бути попередньо переглянутий опцією Preview.. (Перегляд).На останніх сторінках вікна Print пропонується вибрати друк результатів розробки ВІ на принтер або їх збереження у файлах різного формату на диску, а також пропонується вибрати параметри цього документування. Збереження у файлах інших форматів, ніж прийнятих у середовищі LabVIEW (HTML або Word), дозволяє виконати друк у відповідному середовищі в подальшому. Наприклад, збереження в форматі RTF дозволяє виконати друк у додатках Word.
В середовищі LabVIEW передбаченийще й оперативний друк вмісту основних панелей, а також вмісту ієрархічного вікна. Для цього достатньо скористатися опцією лінійки меню File»Print Window ( Друк вікна). Особливо це корисно при друкуванні передньої панелі, яка може містити й результати виконання програм.
|
|
|
