Файл: Лабораторная работа 1 по курсу Прикладное программирование в машиностроении.doc

Лабораторная работа №1 по курсу: Прикладное программирование в машиностроении.

Среда графического программирования LabVIEW. Арифметические операции.

Цель работы: Изучение интерфейса LabVIEW, выполнение арифметических действий, создание виртуальных подприборов.

LabVIEW (Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench) – среда разработки прикладных программ, в которой используется язык графического программирования G и не требуется написания текстов программ, т.е. для создания приложений вместо строк текста используются значки (иконки). В отличие от языков программирования, основанных на тексте, где команды определяют выполнение программы, LabVIEW использует программирование потока данных, где поток данных определяет выполнение приложения. Интерфейс пользователя в LabVIEW формируется при помощи набора инструментальных средств и объектов. Интерфейс пользователя представляет собой лицевую панель (Front Panel). Для управления объектами лицевой панели необходимо добавить код, используя графические представления функций. Этот код располагается на блок-диаграмме (Block Diagram). До некоторой степени, блок-диаграмма напоминает блок-схему. Программы LabVIEW называются виртуальными приборами (виртуальными инструментами), или ВП (VI – virtual instrument), потому что их внешний вид и функциональные действия повторяют традиционные физические приборы, типа осциллографов и мультиметров. Каждый ВП использует функции, которые управляют входом от пользовательского интерфейса или других источников и выводят эту информацию на экран или перемещают ее в другие файлы или другие компьютеры.

Вход в среду LabVIEW

При запуске LabVIEW появляется диалоговое окно (ДО). В верхней части ДО находится панель меню со стандартными пунктами: File, Edit, Tools, Help. В нижней части – набор кнопок:

- New – создание нового ВП;

- Open – открытие созданного ранее ВП;

- Configure – настройка DAQ устройств;

- Help – запуск встроенной помощи.

Создание нового ВП

При нажатии кнопки New открывается ДО Create New (создать новый ВП), где расположено меню, из которого можно выбрать либо пустые окна ВП (Blank VI), либо окна с различными шаблонами (VI from Templates). Выберем пустые окна ВП и нажим кнопку OK.

На экране появляются две совмещенные панели, расположенные каскадом. Одна из них Лицевая панель (Front Panel) – имеет серый цвет рабочего пространства и используется как пользовательский интерфейс, другая – панель

---

Блок-диаграмм (Block Diagram) – имеет белый цвет и содержит графический исходный код, который определяет функциональные возможности ВП.

Главное меню

Главное меню в верхней части окна ВП содержит пункты общие с другими Windows-приложениями, такие как Open, Save, Copy, Paste, а также специфические пункты меню LabVIEW:

- File используется для открытия, закрытия, сохранения и печати ВП;

- Edit используется для поиска и внесения изменений в компоненты ВП;

- Operate используется для запуска, прерывания выполнения и изменения опций ВП;

- Tools используется для связи с приборами и DAQ-устройствами, сравнивания ВП, формирования приложений и конфигурации LabVIEW;

- Browse используется для перемещения по ВП и его иерархии;

- Windows используется для отображения окон LabVIEW и его палитр;

- Help используется для получения информации о палитрах, меню, инструментах, ВП и функциях, для получения пошаговой инструкции использования LabVIEW и информации о компьютерной памяти.

Палитра инструментов

Палитра инструментов LabVIEW дает возможность создавать или редактировать лицевую панель и блок-диаграмму. Термин инструмент подразумевает специальный операционный режим курсора мыши. При выборе определенного инструмента значок курсора изменяется на значок данного инструмента. Палитра инструментов Tools Palette доступна на лицевой панели и блок-диаграмме и вызывается через пункт главного меню Window/ShowToolsPalette. Палитру инструментов Tools можно разместить в любой области рабочего пространства. Вид палитры инструментов показан на рис. 1.


Рис. 1.1. Палитра инструментов

Палитру Tools Palette можно вывести на экран удерживая нажатой клавишу Shift и щелкнув правой клавишей мыши. Автоматический выбор инструмента включается нажатием клавиш Shift+Tab.

Инструменты:

Если включен автоматический выбор инструмента (Automatic Selection Tool), то при наведении курсора на объект лицевой панели или блок-диаграммы автоматически выбирается соответствующий инструмент из палитры Tools.

Инструмент УПРАВЛЕНИЕ (

---

Operating Tool) используется для изменения значения элементов управления или ввода текста.

Инструмент ПЕРЕМЕЩЕНИЕ (Positioning/Resizing Tool) используется для выбора, перемещения или изменения параметров объектов.

Инструмент ВВОД ТЕКСТ (Labeling Tool) используется для редактирования текста и создания свободных меток.

Инструмент СОЕДИНЕНИЕ (Wiring Tool) создает проводники данных, соединяя объекты на блок-диаграмме.

Инструмент ВЫЗОВ КОНТЕКСТНОГО МЕНЮ (Shortcut Menu Tool) вызывает контекстное меню, соответствующее объекту при щелчке левой кнопки мыши.

Инструмент БЫСТРАЯ ПРОКРУТКА ЭКРАНА (Scrolling Tool) используется для просмотра окна без использования полосы прокрутки.

Инструмент ВВОД КОНТРОЛЬНОЙ ТОЧКИ (Breakpoint Tool) позволяет расставлять контрольные точки на ВП, функциях, узлах, проводниках данных, структурах и приостанавливать в них выполнение программы.

Инструмент УСТАНОВКА ОТЛАДОЧНЫХ ИНДИКАТОРОВ (Probe Tool) дает возможность исследовать поток данных в проводниках блок-диаграммы. Используется для просмотра промежуточных значений при наличии сомнительных или неожиданных результатов работы ВП.

Инструмент КОПИРОВАНИЕ ЦВЕТА (Color Copy Tool) предназначен для копирования цвета с последующей вставкой с помощью инструмента РАСКРАШИВАНИЕ.

Инструмент РАСКРАШИВАНИЕ (Coloring Tool) позволяет изменить цвет объекта. Он также отображает текущий передний план и параметры настройки цвета фона.

Лицевая панель

Лицевая панель имитирует панель реального физического устройства (прибора). На ней располагаются элементы управления и индикации, которые являются диалоговыми терминалами входов и выходов ВП. Элементы управления - кнопки, тумблеры, ручки регулировки, лимбы и другие входные устройства. Индикаторы - графы, светодиоды и другие указатели. Элементы управления моделируют устройства входа и передают данные блок-диаграмме ВП. Элементы индикации моделируют выходы ВП и отображают данные, которые получает или генерирует блок-диаграмма. Лицевая панель создается с использованием палитры инструментов под общим названием

---

Controls. Палитра Controls доступна только на лицевой панели. Для вызова палитры Controls необходимо выбрать в пункте главного меню Window / ShowControlsPalette или щелкнуть правой кнопкой мыши на свободном поле лицевой панели. По умолчанию палитра элементов появляется в экспресс – виде (рис. 2) и содержит лишь наиболее часто используемые элементы. Для получения полной палитры используется кнопка All Controls.



Рис. 1.2. Палитра Controls

Инструментальная панель лицевой панели

Инструментальная панель (рис. 3) используется для запуска и редактирования ВП.


Рис. 1.3. Инструментальная панель лицевой панели

Кнопка запуска Run – запускает ВП. Во время работы ВП кнопка Run меняет свой вид, если этот ВП высокого уровня.

Кнопка Run выглядит в виде «сломанной» стрелки во время создания и редактирования ВП. В таком виде кнопка показывает, что ВП не может быть запущен на выполнение. После нажатия этой кнопки появляется ДО Error List, в котором перечислены допущенные ошибки.

Кнопка непрерывного запуска Run Continuously – ВП выполняется до момента принудительной остановки.

Во время выполнения ВП появляется кнопка Abort Execution. Используется для немедленной остановки выполнения ВП.

Кнопка Pause приостанавливает выполнение ВП. После нажатия на кнопку подсвечивает на блок-диаграмме место остановки выполнения. Повторное нажатие – продолжение работы ВП.

Text Setting –меню установок текста включая размер, стиль и цвет.

В меню Align Objects производится выравнивание объекта по осям.

---

В меню Distribute Objects производится выравнивание объектов в пространстве (промежутки, сжатие и т.п.).

В меню Resize Objects производится приведение к одному размеру многократно используемых объектов лицевой панели.

Меню Reorder используется при работе с несколькими объектами, которые накладываются друг на друга.

Блок-диаграмма

После создания лицевой панели и размещения на ней элементов управления и индикации, указанные объекты появляются как терминалы на блок-диаграмме. Дополнительно, блок-диаграмма содержит функции и структуры встроенных библиотек ВП LabVIEW. Провода соединяют каждый из узлов на блок-диаграмме, включая терминалы управления и индикации, функций и структур.

Палитра функций блок-диаграммы

Палитра функций Functions используется для создания блок-диаграммы и доступна только в окне блок-диаграммы. Для того, чтобы отобразить палитру функций, следует выбрать пункт главного меню Window/ShowFunctionsPalette или щелкнуть правой кнопкой мыши в рабочем пространстве блок-диаграммы. Вы можете разместить палитру Functions в любом месте экрана. По умолчанию палитра функций Functions появляется в экспресс – виде (рис. 4).


Рис. 1.4. Палитра функций
Инструментальная панель блок-диаграммы

При работе с блок-диаграммой на инструментальной панели, показанной на рис. 1.3, становятся доступными следующие кнопки:

Кнопка Highlight Execution предназначена для просмотра потока данных через блок-диаграмму (режим отладки). Повторное нажатие кнопки отключает режим.

Кнопка Step Into используется при пошаговом выполнении цикла от узла к узлу, подпрограммы ВП и т.п. При этом узел мигает, обозначая готовность к выполнению.

Кнопка Step Over позволяет пропустить при пошаговом режиме цикл, подпрограмму и т.п.

---