2 Лекция №2. Основные понятия программной среды LabView и вп
Содержание лекции: основные компоненты виртуального прибора; инструментальные панели Tools Palette, Controls и Functions, контекстное меню объектов блок-диаграммы.
Цель лекции: ознакомление с компонентами ВП – лицевая панель, блок-диаграмма, пиктограмма (иконка) и соединительная панель. Изучение назначения инструментальных панелей лицевой панели и блок-диаграммы, главного и контекстного меню, палитры инструментов, элементов и функций.
Запуск среды программирования LabVIEW осуществляется либо двойным кликом мыши на ярлыке LabVIEW, который находится на рабочем столе, либо из раздела Пуск-Программы – National Instruments LabVIEW. При входе в главное меню LabVIEW пользователю предлагается создание нового виртуального инструмента (New VI) или открытие уже существующего (Open VI).
Разработка VI (ВП) осуществляется на двух панелях, находящихся в двух окнах, – передней (лицевая панель) и функциональной (блок-диаграмма). Лицевая панель − интерфейс пользователя создается с использованием палитры Элементов (Controls). Эти элементы могут быть либо средствами ввода данных – элементы управления, либо средствами отображения данных – элементы отображения. Элементы управления – кнопки, переключатели, ползунки и другие элементы ввода.
Элементы отображения – графики, цифровые табло, светодиоды и т.д.
Инструментальные панели. После открытия ВП на блок-диаграмме осуществляется программирование с использованием палитры Функций (Functions), которая включает графическое представление функций для управления объектами на лицевой панели.
Структура панелей одинакова. Основным элементом каждой панели является рабочая область, снабженная горизонтальным и вертикальным скролингами, в которой и размещаются элементы. Также на панелях имеются верхнее меню и набор управляющих кнопок (рисунок 2.1):
Рисунок 2.1- Управляющие кнопки
кнопка «стрелка» – пуск выполнения программы; если в программе имеются ошибки, то данная кнопка расколота на две части;
кнопка «стрелки в цикле» – запуск программы в циклическом режиме;
кнопка «красный круг» – остановка выполнения программы;
кнопка «две вертикальные черты» – пауза в выполнении программы.
Для обеих панелей доступна панель Tools Palette (рисунок 2.2), включающая набор управляющих кнопок для изменения режима редактирования.
Рисунок 2.2 - Панель Tools
Перечислим некоторые из них:
кнопка «указательный палец» служит для изменения позиций выключателей и кнопок, управления значениями цифровых регуляторов, настройки виртуальных осциллографов и др.;
кнопка «стрелка» – выделение, перемещение объектов, изменение их размера;
кнопка «А» – открытие и редактирование текстового окна;
кнопка «катушка» служит для соединения объектов на функциональной панели;
кнопка «кисть» – раскрашивание объектов или фона;
кнопка «рука» – перемещение рабочей области панели в окне;
кнопка «пипетка» – выбор текущего цвета из имеющихся на панели;
кнопка «красный круг» – для размещения и снятия точек остановки выполнения программы на функциональной панели;
кнопка «Р» – для размещения на функциональной панели локальных окон для отображения текущих значений данных, передаваемых в ходе выполнения программы.
При активной передней панели становится доступной панель Controls (рисунок 2.3), которая вызывается либо щелчком правой кнопки мыши в рабочем пространстве лицевой панели, либо необходимо выбрать в пункте главного меню Window → Show Controls Palette. С ее помощью осуществляется визуальное размещение элементов управления и элементов отображения на лицевой панели ВП. В панели Controls они распределены по отдельным группам по некоторым признакам числовые, логические, строковые, массивы, диалоговые, ActivX, Internet и др.
Рисунок 2.3 - Панель Controls
Рассмотрим основные подпанели панели Controls:
Numeric (числовые значения). Состоит из элементов управления и элементов отображения для числовых данных;
Boolean (булевы значения). Состоит из элементов управления и элементов отображениядля булевых величин;
String&Table (строковые значения и таблицы). Состоит из элементов управления и элементов отображения для ASCII строк и таблиц;
List & Ring (списки и закольцованные списки). Состоит из элементов управления и элементов отображения для меню, выполненных в форме списков и закольцованных списков;
Array & Cluster (массивы и кластеры). Состоит из элементов управления и элементов отображения для группировки наборов типов данных;
Graph (виртуальные осциллографы). Состоит из элементов отображения для построения графиков данных в графах или диаграммах в реальном масштабе времени;
Path & Refnum (пути и ссылки). Состоит из элементов управления и элементов отображения для путей и ссылок;
Decorations (оформление). Состоит из элементов управления и элементов отображения графических объектов для настройки дисплеев лицевой панели;
Select Control (выбор регулятора). Отображает диалоговое окно для загрузки самодельных элементов управления;
User Controls (средства управления пользователя). Состоит из специальных средств управления, которые формирует сам пользователь;
ActiveX (объекты ActiveX). Состоит из средств управления, позволяющих внедрить объекты ActiveX на лицевую панель;
Dialog (диалоговая панель). Состоит из стандартных объектов для формирования диалога с пользователем;
IMAQ Vision (обработка изображений). Состоит из средств обработки и анализа изображений;
Internet Toolkit (работа с Internet). Состоит из средств управления, располагаемых на передней панели, позволяющих организовывать работу виртуальных инструментов в сети Internet (ftp, электронная почта, telnet, CGI и другие).
После помещения элементов управления или отображения данных на лицевую панель они получают свое графическое отображение (в виде терминала данных) на блок-диаграмме. Символы на терминале соответствуют типу данных терминала. Например, DBL – терминал представляет данные в виде вещественных чисел с двойной точностью, TF – логический терминал, I16 – терминал 16-битных целых и др.
При активировании функциональной панели становится доступной палитра Functions (рисунок 2.4), которая аналогично панели Controls включает систематизированные наборы стандартных элементов в виде отдельных пиктограмм, из которых осуществляется составление блок-схемы ВП.
Палитра Functions вызывается либо щелчком правой кнопки мыши в рабочем пространстве блок-схемы, либо путем выбора в пункте главного меню Window → Show Function Palette.
Рассмотрим основные подпанели панели Functions:
Structures (структуры). Состоит из управляющих структур программы, таких как циклы For Loop, While Loop и др.;
Numeric (числовые функции). Состоит из тригонометрических, логарифмических и других функций;
Boolean (булевы функции). Состоит из логических и булевых функций;
String (строковые функции). Состоит из функций для работы со строковыми величинами;
Array (массивы). Состоит из функций для обработки массивов;
Cluster (кластеры). Состоит из функций для обработки кластеров;
Comparison (сравнение). Состоит из функций для сравнения переменных;
Time & Dialog (время и диалог). Состоит из функций для диалоговых окон, синхронизации и обработки ошибок;
File I/O (ввода/вывода файла). Состоит из функций для осуществления операций по вводу/выводу файлов;
Instrument I/O (инструменты ввода/вывода). Состоит из ВП для связи и управления приборами различной архитектуры;
Рисунок 2.4 - Панель Functions
Instrument Drivers (драйверы приборов). Состоит из ВП, способных управлять внешними приборами, осциллоскопами, генераторами и т.д., через последовательный порт или интерфейс GPIB;
Data Acquisition (сбор данных). Состоит из ВП для использования плат сбора данных;
Signal Processing (обработка сигналов). Состоит из ВП для генерации и обработки сигналов;
Mathematics (математические). Состоит из оптимизационных, алгебраических, интегральных, дифференциальных и других функций;
Graphics & Sound (графика и звук). Состоит из ВП для работы с трехмерной графикой, изображениями и звуком;
Communication (связи). Состоит из виртуальных приборов для работы с сетями TCP, DDE и др.;
Application Control (управление приложением). Состоит из ВП, управляющих виртуальными приборами;
Advanced (расширенная). Состоит из разных функций типа функции библиотечного запроса, манипуляции данных и др.;
Report Generation (генерация отчета). Состоит из ВП, используемых для подготовки отчетных документов;
Tutorial (обучающие программы). Состоит из ВП, используемых в обучающей программе LabVIEW;
User Libraries (пользовательские библиотеки). С помощью нее организуется быстрый доступ к нужному vi;
Select VI (выбор ВП). Состоит из диалогового окна для внедрения подпрограмм в текущий ВП;
IMAQ Vision (обработка изображений). Состоит из ВП, используемых для обработки и анализа изображений;
Image Acquisition (получение изображения). Состоит из ВП, используемых для получения и обработки изображений;
Internet Toolkit (работа с Internet). Состоит из ВП, используемых для работы в сети Internet (ftp, электронная почта, telnet, CGI и др.);
SQL (SQL запросы). Состоит из ВП, используемых для организации связи с SQL сервером и обработки запросов.
Объекты блок-диаграммы включают графическое отображение элементов лицевой панели, операторов, функций, подпрограмм ВП, констант, структур и проводников данных, по которым производится обмен данными между объектами блок-диаграммы.
Проводники данных между терминалами аналогичны переменным на обычных языках. Данные идут в только одном направлении, с исходного терминала на один или более терминалов адресата. Провода имеют различную толщину и цвет. Синий цвет соответствует целым числам, оранжевый – вещественным числам, зеленый – логическим, лиловый – строковым данным и т.д.
При нажатии правой кнопки мыши на регуляторе/индикаторе (как на передней, так и на функциональной панели) появляется контекстное меню, с помощью которого возможно осуществить:
замену элемента управления (регулятора) на элемент отображения (индикатора) и наоборот (Change to Control, Change to Indicator);
быстрый поиск терминала на функциональной панели (Find Terminal) и регулятора/индикатора на передней панели (Find Control, Find Indicator);
демонстрацию или отказ от названия для описания регулятора/индикатора (Show → Label, Show → Caption);
настройку параметров регулятора/индикатора (Data Operations);
замену на другой регулятор/индикатор (Replace);
получение справки по используемой функции (Online Help);
открытие для функций соответствующих им констант, индикаторов и регуляторов (Create Constant, Create Indicator, Create Control) и др.