2.1. Prezentarea mediului de instrumentatie virtuala LabView

 LabView este un produs al firmei National Instruments USA şi este diferit de celelalte programe prin urmatorul aspect esential: in timp ce toate celelalte medii de programare folosesc limbaje bazate pe text pentru a crea linii de cod, LabView foloseşte un limbaj de programare grafic pentru a realiza o diagrama bloc, executabila ulterior.

Programele din LabView sunt instrumente virtuale notate VI (Virtual Instruments). Un VI consta dintr­un panou frontal şi o diagrama bloc. Panoul frontal (cu butoane, indicatoare, reprezentari grafice şi alte obiecte) specifica intrarile şi ieşirile şi creeaza partea operatiilor interactive (figura 2.1.).

 

 

Figura 2.1. ­ Panoul frontal

 

In spatele panoului frontal este diagrama bloc cu programul executabil. Componentele diagramei bloc (figura 2.2.) reprezinta subnivelul instrumentelor şi structura de control a programului. Se ataşeaza conexiunile intre obiecte pentru a se pune in evidenta cauzalitatea sistemului reprezentat şi a permite compilatorului sa ia cunoştinta de interconectarea sistemului.

 

 

Figura 2.2. ­ Diagrama bloc

LabView integreaza functiile de achizitii de date, analiza şi reprezentare a datelor.

Pentru achizitii de date şi instrumente de control, LabView suporta placi in standardele IEEE488 (GPIB), porturi seriale de tip RS­232/422 precum şi convertoare analog­numerice şi numeric­analogice.

Acest mediu este de asemenea dotat cu peste o suta de instrumente şi drivere necesare pentru simplificarea controlului aplicatiilor. Pentru realizarea aplicatiilor care folosesc concepte din analiza matematica se poate folosi biblioteca de analiza. Aceasta biblioteca contine functii pentru generare de semnale, prelucrare de semnale, filtre, statistici, algebra liniara şi tabele aritmetice.

Deoarece LabView este conceput ca mediu grafic este foarte convenabila prezentarea datelor sub forma de diagrame, grafice şi grafice predefinite.

In forma actuala de achizitie, analiza şi prezentare a aparatelor, LabView este complet functional, astfel ca orice aplicatie realizata intr­un limbaj de programare conventional este posibil de a fi realizata folosind acest mediu de instrumentatie virtuala.

 

 

2.1. Ferestrele panoului frontal şi a diagramei bloc

 

Cand se lanseaza LabView, apar doua ferestre:

­ o fereastra corespunde panoului frontal (figura 2.3.a.) şi infatişeaza tabloul de comanda al instrumentului virtual care se doreşte a fi creat;

­ cea de a doua fereastra corespunde diagramei bloc (figura 2.3.b.).

 

 

Figura 2.3.a. ­ Panoul frontal

Figura 2.3.b. ­ Diagrama bloc

 

Panoul frontal şi diagrama bloc constau dintr­o colectie de obiecte grafice fiecare reprezentand elemente de programare in LabView. Panoul frontal contine diferite tipuri de instrumente de control şi indicare. Diagrama bloc contine terminalele corespunzatoare instrumentelor de control şi indicare de pe panoul frontal, precum şi constante, functii, structuri şi legaturile de la un obiect la altul.

 

 

2.1.1. Paleta frontala

 

Fiecare panou frontal şi diagrama bloc contine o paleta cu butoane de comanda şi indicatoare despre statutul unui VI, folosite pentru control. Una sau cealalta dintre palete este functionala la un moment dat depinzand de modul de lucru.

 

Paleta din panoul frontal pentru modul editare:

 

 

Paleta din diagrama bloc pentru modul editare:

 

 

Butonul pentru modul pornit. La apasarea acestui buton, daca instrumentul virtual este functional, butonul se schimba in . Acest buton trece instrumentul virtual din modul editare in modul operare. In modul pornit se poate executa un instrument virtual, dar nu se poate edita. Pentru a realiza şi modifica un program se trece in modul editare.

 

Daca programul este in modul editare butonul de stop nu este activ . In timp ce programul se executa butonul de stop devine activ. Daca se apasa acest buton se obtine oprirea imediata a programului.

 

Butonul pentru modul pornit arata ca programul nu este functional, ca exista erori, prin apasarea pe el se obtine o fereastra in care sunt afişate erorile (figura 2.4.).

 

 

Figura 2.4. - Fereastra de indicare a erorilor de executie

 

Butonul de rulare continua a programului. Daca se apasa pe acest buton programul

respectiv se executa in mod repetat. Butonul se schimba in .

 

Butoane pentru modul de executie pas cu pas a programului. Prin apasare cu mouse­ul pe ele se trece in modul de executie pas cu pas, butonul schimbandu­se in .

 

Butonul pentru executia in modul pas cu pas fara a intra in structuri (asemanator cu F8 in Pascal şi C).

 

Butonul pentru executia in modul pas cu pas cu intrare in structuri, proceduri, subrutine (asemanator cu F7 in Pascal şi C).

 

Butonul care indica paşii de executie. Prin activarea acestui buton se trece in stadiul in care se poate urmari, pe diagrama bloc, fluxul informatiei de la un element la altul. La activare butonul se schimba in .

 

In modul de editare se poate crea sau modifica un program. Daca este deschisa fereastra panoului frontal şi se alege din meniul Windows comanda Show Tools Palette, se deschide o paleta cu toate uneltele ce sunt necesare pentru construirea unui VI.

 

 

2.1.2. Paleta pentru editare

 

 

Unealta de modificare. Se foloseşte acest buton pentru diverse ajustari aduse obiectelor. La activarea acestei functii butonul se schimba in .

 

Unealta de pozitionare. La activarea acestei functii butonul se schimba in . Se foloseşte pentru a selecta, muta şi redimensiona obiectele.

 

Unealta de etichetare. La activarea acestei functii butonul se schimba in .Se foloseşte pentru a introduce text sau de a crea etichete noi.

 

Unealta de trasat legaturi (fire) intre aparate in diagrama bloc. La activarea acestei functii butonul se schimba in .

 

Unealta pentru modificarea proprietatilor aparatelor. La activarea acestei functii butonul se schimba in .

 

Unealta pentru mutarea aparatelor (fara a modifica legaturile intre aparate sau obiecte). La activarea acestei functii butonul se schimba in .

 

Butonul de breakpoint. Prin apasarea lui se seteaza breakpointuri in cadrul unui VI. Butonul se schimba in cand un breakpoint este setat.

 

Unealta pentru verificarea datelor in diagrama bloc. La activarea acestei functii butonul se schimba in .

 

Unealta pentru citirea culorii. La activare butonul se schimba in .

 

Unealta pentru colorarea obiectelor. La activare butonul se schimba in

 

 

2.2. Meniul principal

 

Acest meniu contine, ca şi alte meniuri, diverse optiuni de lucru cu LabView cum ar fi Open (deschide), Save (salveaza), Copy (copiaza) şi multe altele.

Cand este activ panoul frontal, vom avea configuratia:

 

 

din care pot fi selectate submeniurile.

Cand se activeaza File din meniu se obtine:

 

 

crearea unui nou program;

deschiderea unui program existent;

inchiderea programului activ;

 

salvarea programului curent;

salvarea programului curent cu un nume nou;

salveaza o copie sub un nume nou;

salvare cu optiune;

aduce programul curent la ultima forma salvata;

 

seteaza imprimanta şi formatul paginii pentru tiparire;

seteaza optiunile pentru tiparire;

tipareşte fereastra curenta;

 

rearanjeaza programele VI in biblioteca;

compileaza toate programele VI intr­o biblioteca;

importa fişiere grafice;

 

inchide sesiunea de lucru LabView.

 

 

Pentru a se construi panoul frontal şi diagrama bloc a programului se foloseşte optiunea Edit din meniu:

 

 

elimina obiectele selectate;

copiaza obiectele selectate;

amplaseaza obiectele selectate;

şterge obiectele selectate;

 

incarca un fişier (desen);

şterge legaturile (firele) rele;

selecteaza uneltele apartinand aceluiaşi obiect;

invoca editarea controlului;

selectarea unui subVI;

 

muta articolul selectat o pozitie in sus;

muta articolul selectat o pozitie in jos;

muta articolul selectat in capul stivei;

muta articolul selectat in coada stivei;

 

seteaza preferintele pentru memorie, HDD, director de lucru;

selectarea numelui utilizator;

 

selectarea paletei de lucru;

editarea controlului paletei de lucru.

 

 

Folosim comanda Operate din meniu pentru a executa programul realizat:

 

 

executa programul;

opreşte executia;

 

 

 

 

 

 

seteaza toate aparatele la valorile initiale;

initializeaza valorile curente;

 

schimba modul de lucru rulare cu editare.

 

 

Daca se alege Windows din meniu se poate realiza deschiderea rapida a ferestrelor şi aducerea pe ecran a altor programe active deja.

 

 

face fereastra diagramei activa;

afişeaza o fereastra de ajutor (descriere, informatii) pentru functii VI

afişeaza o descriere a Vl­ului daca exista;

 

afişeaza paleta cu instrumente;

afişeaza paleta cu unelte;

afişeaza continutul clipboard­ului;

afişeaza lista cu erori;

 

afişeaza ferestrele aranjate stanga şi dreapta;

afişeaza ferestrele aranjate sus şi jos;

afişeaza o fereastra pe tot ecranul;

 

lista cu toate ferestrele cu panouri şi diagrame deschise. Semnul indica fereastra curent deschisa.

 

 

Daca este deschisa fereastra panoului frontal şi se alege din meniul Windows comanda Show Controls Palette, se deschide o paleta cu toate instrumentele existente, care pot fi folosite pentru crearea unui program. Aceasta se poate folosi doar daca este activ panoul frontal. Instrumentele sunt clasificate in mai multe categorii cu urmatoarea semnificatie:

 

­ aparate cu date numerice (a);

­ aparate cu valori booleene (b);

­ aparate cu şir de caractere ASCII (c);

­ aparate cu tipuri de date (liste...) (d);

­ aparate cu tablouri şi vectori (e);

­ indicatoare pentru grafice (f);

­ instrumentele de control pentru fişiere: cai, directoare (g);

­ obiecte de decorare (h);

­ fereastra cu instrumentele de control definite de utilizator (i);

­ fereastra pentru deschiderea instrumentelor de control definite (j).

 

 

a

b

c

 

 

d

e

f

g

 

 

h

j

 

Pentru schimbarea literelor, stilului şi a culorilor din text se poate folosi butonul:

 

afişeaza optiunile pentru definirea stilului literelor;

afişeaza fontul existent;

 

 

 

 

afişeaza marimea literelor;

afişeaza un tabel cu stilul literelor;

afişeaza optiunile de aliniere a textului;

afişeaza o paleta de culori pentru colorarea textului;

 

tipuri de fonturi.

 

 

Show Functions Palette (functii) din meniu inlocuieşte Show Controls Palette (instrumente de control) atunci cand ne aflam in fereastra diagramei bloc, celelalte parti ale meniului sunt identice.

Daca este deschisa fereastra diagramei bloc şi se alege din meniu Show Functions Palette, se deschide o paleta cu toate functiile existente, care pot fi folosite pentru crearea unui program. Aceasta se poate folosi doar daca este activa diagrama bloc. Functiile sunt clasificate in mai multe categorii, cu urmatoarea semnificatie:

 

­ structuri şi constructii (a);

­ functii aritmetice şi trigonometrice, constante (b);

­ functii logice (c);

­ functii de lucru cu şiruri (d);

­ functii de lucru cu matrici, tablouri, vectori (e);

­ functii de concatenare (f);

­ functii de comparare (g);

­ functii de ceas şi de dialog (h);

­ functii de intrare / ieşire pentru fişiere (i);

­ functii de comunicare intre calculatoare (j);

­ functii de comunicare pe magistrale standard (k);

­ functii de achizitie date (l);

­ functii de analiza (filtre, generatoare, statistica, ...) (m);

­ functii demonstrative (n);

­ alte functii definite (o);

­ functii definite de utilizator pentru placile din laborator(p);

­ alte functii definite de utilizator (r);

­ invoca fereastra de dialog pentru a selecta orice VI (s);

 

 

 

a

b

c

 

 

d

e

f

 

g

h

i

 

j

k

l

m

 

 

n

o

p

r

 

 

2.3. Crearea unui program VI

 

Fiecare instrument virtual este constituit din trei parti: panoul frontal, diagrama bloc şi conectorul.

 

 

2.3.1. Panoul frontal

 

Pentru a crea panoul frontal al programului se realizeaza o combinatie de instrumente de control şi indicare. Cu ajutorul instrumentelor de control se asigura valorile necesare programului. Indicatoarele afişeaza datele generate de program. Exista o multitudine de tipuri de instrumente de control şi indicare. Acestea pot fi numerice, booleene, tabele, grupuri şi grafice. Se pot adauga instrumente de control şi indicare pe panoul frontal din meniul Show Controls Palette.

Daca se apasa pe butonul drept al mouse­lui intr­o zona libera a ferestrei panoului frontal, se deschide meniul Show Controls Palette. In mod similar in fereastra diagramei bloc va aparea meniul Show Functions Palette.

 

Instrumente de control şi indicare numerice - Printr­un instrument de control numeric se introduc cantitati numerice, iar un indicator numeric afişeaza cantitati numerice. Instrumentul de control digital are butoane de incrementare şi decrementare. Cele mai folosite obiecte numerice sunt instrumentul de control digital şi indicatorul digital:

 

 

Instrumente de control şi indicare booleene - Se pot folosi instrumente de control şi indicare booleene pentru a introduce şi a afişa valori booleene: adevarat sau fals. Instrumentele booleene simuleaza intrerupatoare, butoane şi LED­uri. Dintre acestea cele mai folosite sunt: intrerupatorul vertical şi LED­urile rotunde.

 

 

Configurarea instrumentelor de control şi indicare - Se poate configura fiecare instrument de control şi indicare. Prin apasarea butonului drept al mouse­ului in interiorului instrumentului de control sau indicare respectiv, se afişeaza un meniu pentru configurarea componentelor. Acesta este reprezentat mai jos:

 

- apare pentru un instrument de control şi permite schimbarea acestuia in indicator;

- arata simbolul corespunzator instrumentului de control in diagrama bloc;

- permite tiparirea unei etichete (legata de instrumentul de control);

 

 

 

- permite amplasarea altui obiect in locul celui selectat;

 

- precizia de reprezentare;

- stabileşte valorile minime, maxime, de incrementare şi de pornire;

- stabileşte tipul formatului de reprezentare.

 

 

2.3.2. Diagrama bloc

 

Se deschide diagrama bloc a programului, prin alegerea din meniul Windows a comenzii Show Diagram. Diagrama bloc este compusa din noduri, terminale şi fire.

 

Nodurile sunt elemente de executie program. Ele sunt echivalente functiilor, declaratiilor şi subrutinelor din limbajele de programare pe baza de text.

 

Exista patru tipuri de noduri: functii, subVI­uri, structuri şi interfete de cod (CIN);

­ Functiile se construiesc cu elemente, cum ar fi: sume de numere, fişiere intrare­ieşire sau şiruri;

­ SubVI­urile sunt programe, create şi apelate mai tarziu in diagrama altui program;

­ Structurile precum For Loop şi While Loop controleaza mersul programului:

 

 

­ CIN este interfata dintre diagrama bloc şi programele de cod scrise in C:

 

 

Figura 2.5 arata un program cu doua functii, una de adunare şi cealalta de scadere.

 

 

Figura 2.5. - Functia de adunare şi de scadere

 

Terminalele sunt porti de date intre diagrama bloc şi panoul frontal, precum şi intre functiile din diagrama bloc. Terminalele sunt echivalente cu parametrii şi constantele. Exista doua tipuri de terminale: terminale de control şi indicare şi terminale semn. Terminalele de control şi indicare apartin de panoul frontal. Valorile intro