Programowanie w języku G - Laboratorium 1

1

Programowanie w języku G strona 1

Programowanie w języku G - Laboratorium 1

Ćwiczenie 1.1 Przyrząd wirtualny do akwizycji danych

Cel: Zapoznanie ze środowiskiem LabVIEW przez stworzenie przyrządu wirtualnego (VI), który generuje sygnał i pokazuje go na zaprojektowanym panelu czołowym.

W bieżącym ćwiczeniu należy zbudować przyrząd wirtualny, który generuje sygnał i wyświetla go na wykresie. LabVIEW dostarcza szablonów (templates) zawierających elementy, z których można zbudować przyrząd. Postępowanie według podanych instrukcji (krok po kroku) umożliwia stworzenie kompletnej aplikacji wykorzystującej generator sygnału i wyświetlającej sygnał na panelu czołowym. 1. Uruchomić środowisko LabVIEW.

2. W wyświetlonym oknie dialogowym umożliwiającym wybór opcji zainicjowania programu (Nowy, Otwórz zapisany, Konfiguruj, Pomoc) wybrać przycisk [New…] (Nowy) Umożliwia to zainicjowanie pracy w środowisku LabVIEW w nowym projekcie (pliku). Okno dialogowe uruchamiania środowiska LabVIEW wygląda jak niżej.

3. Po wybraniu przycisku [New…] pojawi się okno dialogowe umożliwiające tworzenie przyrządu

wirtualnego. Opisywane okno dialogowe przedstawione jest na poniższym rysunku.

2


Sprawdzić, czy zaznaczona jest opcja [Large dialog] pozwalająca na wyświetlenie pełnego opisu wybranego przyrządu wirtualnego. W oknie [Create new:] (Utwórz nowy:) znajdź i wybierz opcję umożliwiającą zaimplementowanie generatora. Szukany przyrząd [Generate and Display] (generator i wyświetlacz) należy zaznaczyć po rozszerzeniu opcji [VI form Template] (Szablony przyrządów wirtualnych) i [Simulated] (symulacje). W trzech pozostałych oknach tego formularza: [Front panel preview] (podgląd panelu czołowego), [Block diagram preview] (podgląd schematu blokowego) i [Description] (opis) przedstawione są informacje dotyczące wybranego przyrządu.

4. Wybór przyrządu zatwierdź wybierając przycisk OK lub dwukrotnie klikając na nazwę wybranego przyrządu w oknie Create new. Po zatwierdzeniu szablonu ukaże się interfejs przedstawiający panel czołowy.

5. Zapoznanie z panelem czołowym. Wyświetlony interfejs użytkownika może zawierać zakładkę wskaźniki i regulatory, standardowe okno wykresu i przycisk [STOP] umieszczone na szarym tle. Jeżeli panel czołowy nie jest widoczny, należy z menu Window wybrać polecenie Show Front Panel.

6. Zapoznanie ze schematem blokowym. Wyświetlony na białym tle schemat blokowy przedstawia strukturę połączeń i zależności między obiektami umieszczonymi na panelu.

7. Symulację działania wstawionego obiektu można sprawdzić włączając funkcję [Run] z menu [Operate], wciskając kombinację klawiszy [Ctrl]+[R] lub wybierając przycisk . Wyłączenie działania symulacji można wykonać za pomocą polecenia [Stop] z menu [Operate], kombinacji klawiszy [Ctrl]+[.], przycisku lub umieszczonego na panelu przycisku .

Porada: Przełączanie między panelem czołowym (front panel) a schematem blokowym (block diagram) wykonuje się za pomocą polecenia [Show Front Panel] (pokaż panel czołowy) i [Show Block Diagram] (pokaż schemat blokowy) znajdujących się w menu Window. Podobnie za pomocą poleceń [Show Controls Palette] i [Show Functions Palette] wyświetla się w panelu czołowym (front panel) paletę kontrolek/regulatorów, a w schemacie blokowym paletę funkcji.

Dodawanie wskaźników (Indicators) i kontrolek/regulatorów (Controls) do panelu czołowego _____ Wskaźniki umieszczane na panelu umożliwiają symulowanie wejściowych wielkości fizycznych i dostarczanie danych wejściowych do przyrządów wirtualnych. Program daje możliwość implementowania wskaźników o różnych kształtach, wielkościach oraz o nieograniczonym zakresie wielkości wejściowych.

1. Sprawdź, czy paleta regulatorów (Control Palette) jest widoczna na panelu czołowym. Jeżeli nie jest, uaktywnij ją.

2. W palecie regulatorów (Control Palette) znajdź opcję [Numeric Controls] (regulatory liczbowe) i zatwierdź wybór klikając na ich ikonę.

3. Wybierz opcję Knob (gałka) wybierając myszą ikonę opcji. Jeżeli tło nagłówka z nazwą opcji podświetli się na granatowo, oznacza to, że dana opcja została zatwierdzona i jest aktywna. Możliwe jest wtedy wprowadzenie danego regulatora/wskaźnika na panel czołowy. Umieszczanie wskaźnika odbywa się za pomocą myszki. Należy przesunąć wskaźnik myszy na miejsce w polu panelu, gdzie ma się znajdować wstawiany wskaźnik i kliknąć przyciskiem myszy. Gałka używana będzie w dalszej części ćwiczenia do regulacji amplitudy sygnału.

4. Usuwanie umieszczonego wcześniej wskaźnika odbywa się po wcześniejszym zaznaczeniu danego elementu za pomocą polecenia [Cut] (wytnij) z menu [Edit], kombinacji klawiszy [Ctrl]+[x], za pomocą klawisza [Delete].

5. Zapisać wynik pracy pod nazwą AkwizycjaSygnalu.vi w lokalizacji wskazanej przez prowadzącego.

3


Zmiana typu sygnału __________________________________________________________________ W celu dostosowania ustawień typu sygnału do tworzonego projektu należy uaktywnić okno schematu blokowego. W tym oknie znajdują się informacje dotyczące wewnętrznych ustawień i połączeń między elementami widocznymi na panelu czołowym. 1. Sprawdzić, czy widoczne jest okno schematu blokowego, jeżeli nie, to należy je uaktywnić.

2. W celu uaktywnienia okna dialogowego umożliwiającego dokonywanie zmiany ustawień sygnału należy wybrać wskaźnikiem myszy pole symulatora sygnału (Simulate Signal) i kliknąć dwukrotnie jego obszar lub klikając prawym przyciskiem myszy otworzyć menu kontekstowe i wybrać Właściwości (Properties). Wykonanie tej czynności powinno spowodować wyświetlenie okna konfiguracji symulowanego sygnału (Configure Simulate Signal).

3. W polu Signal type (typ sygału) konfigurowany jest kształt sygnału. Dostępne są następujące typy:

Sine (sinusoidalny), Square (prostokątny), Tringle (trójkątny), Sawtooth (piłokształtny) i DC (stały). Należy ustawić opcję sygnału piłokształtnego.

4. Wprowadzone zmiany zatwierdź wybierając OK.

5. W celu poszerzenia liczby konektorów obiektu Simulate Signal należy umieścić wskaźnik myszy nad dolną krawędzią obiektu. Wskaźnik myszy zostanie zastąpiony symbolem dwóch strzałek skierowanych do góry i dołu. Kiedy wskaźnik myszy znajdzie się we wskazanym miejscu należy wcisnąć przycisk myszy i przesunąć ją w dół. W celu ograniczenia liczby konektorów sygnałów wejściowych i wyjściowych, wykonać czynności z punktu 5 kierując wskaźnik myszy do góry. Poszerzyć ikonę obiektu Simulate Signal tak, aby widoczne było wejście Amplitude.

6. Nieopisane typy sygnałów wejściowych po zwinięciu menu obiektu są przedstawiane na obszarze obiektu (np. przyrządu wirtualnego) w postaci kolorowych strzałek. Kolor strzałki określa rodzaj sygnału, jaki może być przyłączony do danego wejścia lub rodzaj sygnału, jaki wychodzi z danego wyjścia.

Tworzenie ścieżek połączeń (wiring) między obiektami schematu blokowego____________________ Postępowanie według poniższych wskazówek pozwoli na połączenie regulatora gałki potencjometru (Knob) z wejściem Amplitude (amplituda) w obiekcie Simulate Signal. Dzięki temu uzyskamy możliwość zmiany wartości amplitudy generowanego sygnału na wykresie. Na wstępie należy się upewnić, czy aktywna jest funkcja Automatic Tool Selection (menu Window, polecenie Tools Palette, aktywny zielony wskaźnik palety.

4


1. Umieścić kursor myszy ikoną gałki (Knob). Kursor myszy zmieni kształt na narzędzie do przesuwania (pozycjonowania).

2. Przenieść ikonę gałki do wewnątrz pętli (szary prostokąt z zaokrąglonymi rogami).

3. Usunąć zaznaczenie gałki przez kliknięcie na wolnym obszarze schematu blokowego.

4. Umieścić kursor myszy terminalem wyjściowym ikony gałki (Knob). Kursor myszy zmieni kształt na narzędzie do tworzenia połączeń (wiring tool).

5. Przyciskając lewy przycisk myszy wykonać połączenie terminala wyjściowego ikony gałki (Knob), z terminalem wejściowym obiektu symulatora sygnału (Simulate Signal) (za przemieszczającym się po ekranie kursorem myszy będzie rysowała się przerywana linia. Należy najechać wskaźnikiem myszy na docelowe miejsce zakończenia połączenia i wcisnąć ponownie lewy klawisz myszy. Jeżeli połączenie wykonane będzie prawidłowo to przerywana linia zamieni się w linię ciągłą oznaczoną kolorem danego typu sygnału. W przeciwnym razie linia będzie dalej przerywana, oraz wyświetlony zostanie znak nieudanego połączenia. Usuwanie zbędnego lub nieprawidłowego połączenia wykonuję się za pomocą klawisza Delete. Po prawidłowym wykonaniu procedury wykonywania połączenia linia powinna mieć kolor pomarańczowy.

6. Zapisać wykonane zmiany (File /Save).

Uruchamianie programu _______________________________________________________________ Postępowanie według wskazówek umożliwia uruchomienie i wyłączenie stworzonego programu oraz dokonywanie zmiany wielkości amplitudy generowanego na wyświetlaczu sygnału.

1. Upewnij się czy na ekranie monitora widoczny jest panel czołowy programu, jeżeli nie, uaktywnij go.

2. Uruchomić program dowolną z metod tj. za pomocą polecenia Run z menu Operate, wciskając kombinację klawiszy [Ctrl]+[R] lub wybierając przycisk .

3. Wskaż kursorem myszy obiekt potencjometru (Knob). Wskaźnik myszy powinien zmienić kształt.

4. Zmiany ustawienia gałki potencjometru uzyskuje się podtrzymując wciśnięty lewy przycisk myszy i wykonywaniu ruchów okrężnych wewnątrz obszaru gałki. Dokonując zmian ustawień położenia gałki potencjometru (Knob) zwróć uwagę na zmiany zachodzące na wyświetlanym wykresie generowanego sygnału.

5. Wyłączyć program dowolną z metod tj. za pomocą polecenia Stop z menu Operate, kombinacją klawiszy [Ctrl]+[.] lub umieszczonym na panelu przyciskiem .

Modyfikowanie sygnału ________________________________________________________________ W wielu przypadkach zachodzi konieczność zmiany lub modyfikacji różnych parametrów. W tym celu używane są kolejne bloki funkcyjne umożliwiające dokonanie koniecznych poprawek umożliwiających dostosowanie parametrów sygnałów do potrzeb. Postępowanie według podanych wskazówek spowoduje wprowadzenie do programu przeskalowanego przebiegu i wyświetleniu go na wykresie. 1. W oknie schematu blokowego wybrać/zaznaczyć połączenie obiektu symulatora sygnału (Simulate

Signal) z wykresem Waveform Graph.

2. Kiedy całe połączenie zostanie zaznaczone przerywaną linią należy przycisnąć klawisz Delete.

3. Jeśli nie jest widoczna paleta funkcji (Functions) wybrać z menu Window polecenie Show Functions Palette.

5


4. Wstawić do wnętrza realizowanej pętli (między symulator sygnału (Simulate Signal) a wykres Waveform Graph) obiekt Scaling and Mapping (skalowanie i odwzorowywanie) znajdujący się w palecie Functions w grupie Arithmetic and Comparasion. Po wstawieniu obiektu automatyczne powinno otworzyć się okno dialogowe umożliwiające zmianę jego ustawień.

5. Jeżeli okno konfiguracji obiektu Scaling and Mapping nie zostanie automatyczne otworzone, należy je uaktywnić (np. Properties z menu kontekstowego). Jeśli nie jest aktywna, to zaznaczyć opcję [Linear (Y=mX+b)] włączająca liniową modyfikację sygnału wyjściowego. Następnie ustaw parametr [Slope (m)] (nachylenie) na wpisując w oknie wartość 10. Okno dialogowe, które powinno zostać wyświetlone i po dokonaniu zmian przedstawia kolejny rysunek.

6. Wprowadzone zmiany zatwierdzić przyciskiem OK.

7. Wykonaj niezbędne połączenia obiektu Scaling and Mapping (skalowanie i odwzorowywanie) w projekcie. W tym celu wstaw połączenie wyjścia Sawtooth (piłokształtny) obiektu symulatora sygnału (Simulate Signal) z wejściem Signals (sygnał) w obiekcie Scaling and Mapping oraz połączenie wyjścia Scaled Signał (sygnał przeskalowany) obiektu Scaling and Mapping z obiektem wykresu Waveform Graph. Na poniższym rysunku przedstawiono schemat blokowy z użytymi obiektami i wykonanymi połączeniami.

8. Zapisać wykonane zmiany (File /Save).

6


Prezentacja dwóch sygnałów na wykresie _________________________________________________ Niekiedy występuje konieczność połączenia dwóch (lub więcej) sygnałów, np. w celu równoczesnego wyświetlenia czy obróbki. W tym celu wykorzystywana jest funkcja łączenia sygnałów (Merge Signals function). Postępowanie według podanych wskazówek (krok po kroku) umożliwia wygenerowanie na wyświetlaczu graficznym dwóch sygnałów. Jeden generowany sygnał przedstawia przeskalowany, a drugi nieprzeskalowany przez obiekt Scaling and Mapping (skalowanie i odwzorowywanie) sygnał wychodzący z obiektu Simulate Signal. 1. Upewnij się czy na ekranie monitora widoczne jest okno schematu blokowego. Jeżeli nie jest

widoczne, uaktywnij je.

2. Wykonaj połączenie między wyjściem Sawtooth (piłokształtny) obiektu Simulate Signal (symulator sygnału) a wykresem Waveform Graph. Po wykonaniu tego połączenia w programie wygenerowana zostanie funkcja łączenia sygnałów (Merge Signals) umożliwiająca wyświetlanie dwóch (lub więcej) sygnałów na jednym wyświetlaczu graficznym. Wygląd okna schematu blokowego po wykonaniu bieżących instrukcji przedstawiono na poniższym rysunku.

3. Zapisz stworzony projekt (File /Save).

4. Uaktywnij okno panelu czołowego i uruchom proces symulacji działania programu. Jeżeli wszystkie dotychczasowe instrukcje zostały wykonane prawidłowo na wykresie wyświetlacza graficznego powinny ukazać się dwa przebiegi (biały i czerowny).

5. Zakończ proces symulacji (przycisk Stop).

Dostosowywanie obiektu Knob __________________________________________________________ Obiekt Knob (gałka potencjometru) reguluje zmiany amplitudy generowanego sygnału. Postępowanie według wskazówek umożliwia przystosowanie obiektu Knob (gałka potencjometru) na panelu czołowym do potrzeb użytkownika. 1. Wybrać obiekt gałk potencjometru prawym przyciskiem myszy. Z wyświetlonej listy wybierz

polecenie Properties (Właściwości).

2. Na karcie Appearance (wygląd) zmień nazwę etykietki obiektu (Label) z Knob na Amplituda. Na kolejnym rysunku pokazano okno Properties z nową nazwą obiektu.

3. Następnie za pomocą funkcji Scale Range (zakres skali), znajdującej się w karcie Scale, ustaw maksimum zakres regulacji na wartość 5,0.

4. Wprowadzone zmiany zatwierdź przyciskiem OK.

5. Po dokonaniu tych zmian zapisz bieżący projekt na dysku.

7


6. W celu poznania funkcji dostępnych w oknie Properties obiektu Knob należy dokonać próbnych

zmian w wyglądzie obiektu. W tym celu należy wejść do zakładki Scale i zmienić kolory elementów w wyświetlanym obiekcie poprzez wybór danego koloru z palety kolorów w części Scale Style (style skali). Należy obserwować wprowadzane zmiany na ekranie (w części, w której wyświetlany jest potencjometr).

7. Po dokonaniu testowych zmian należy zamknąć okno własności naciskając przycisk [Cancel] (Anuluj), co uniemożliwi wprowadzenie zmian do tworzonego projektu.

Modyfikowanie wykresu Waveform Graph________________________________________________ Wykres Waveform Graph wyświetla aktualnie dane o dwóch wielkościach. W opcjach właściwości możliwe jest dostosowanie wyglądu poszczególnych elementów wykresu jak i całego obiektu do potrzeb użytkownika. Postępowanie według podanych wskazówek pozwala na wyświetlenie informacji o obu wyświetlanych sygnałach oraz dokonanie zmiany niektórych własności wyświetlanych sygnałów. 1. Dostosowanie ustawień obiektu Waveform Graph wykonuje się w oknie panelu czołowego. Przesuń

wskaźnik myszki nad obszar legendy obiektu. Kiedy kursor myszki będzie nad tym obszarem uaktywni się procedura obramowania obszaru. Najedź kursorem na środek górnej krawędzi legendy obiektu (pojawi się wtedy strzałka dwustronna).

2. Naciśnij prawy przycisk myszki i przesuń wskaźnik, aż pojawi się informacja o drugim przebiegu. Wykonanie tej instrukcji przedstawia poniższy rysunek.

3. Wybierz obiekt Waveform Graph prawym przyciskiem myszy. Z wyświetlonej listy wybierz

Properties (Właściwości). W ten sposób uaktywnione i wyświetlone na ekranie zostanie okno Właściwości obiektu.

8


4. W karcie Plots znajduje się rozwijane menu z nazwami poszczególnych przebiegów. W celu zmiany nazwy wybierz nazwę Sawtooth (scaled) i uaktywnij ją wciskając lewy przycisk myszy. Następnie uaktywnij opcję Do not use waveform names for plot names. W celu zmiany wyświetlanej etykietki wybranego sygnału wpisz własną nazwę sygnału, np. „Skalowana Piła”. Wprowadzone zmiany zatwierdź wciskając przycisk OK, co dodatkowo spowoduje zamknięcie okna Properties.

5. W celu lepszego poznania funkcji własności obiektu sprawdź, jakie zmiany zajdą po wyłączeniu funkcji Autoscale (skalowanie automatyczne). Funkcja ta znajduje się w zakładce Scales (skale). Po dokonaniu przykładowych zmian należy zamknąć okno własności naciskając przycisk [Cancel] (Anuluj), co uniemożliwi wprowadzenie zmian w projekcie.

6. Po dokonaniu tych zmian zapisz bieżący projekt, a następnie zamknij plik.

Ćwiczenie 1.2 Edycja przyrządu wirtualnego

Cel: Zapoznanie z metodami edycja elementów panelu czołowego i wykonanie projektu przyrządu wirtualnego.

Postępowanie według podanych instrukcji umożliwia zmodyfikowanie wyglądu panelu czołowego istniejącego projektu, dopasowanie go do potrzeb użytkownika i wykonanie niezbędnych, a brakujących połączeń między poszczególnymi elementami w oknie schematu blokowego.

Panel czołowy ________________________________________________________________________ 1. Otwórz plik Edycja.vi z katalogu wskazanego przez prowadzącego (np. Exercise). Widok panelu

czołowego z uruchomionego programu wraz z naniesionymi informacjami dotyczącymi dalszej jego edycji zamieszczono na poniższym rysunku.

2. Zmiana położenia wskaźników cyfrowych. Korzystając z narzędzia Positionig tool (lub przy

aktywnym samoczynnym wyborze narzędzia) przesunąć obiekty zgodnie z opisami na panelu czołowym. Kliknięcie na obiekcie wybiera/zaznacza obiekt. Kliknięcie na pustym polu likwiduje zaznaczenie.

3. Zmiana położenia grupy trzech przełączników Toggle Switch tak, aby nie zmieniły swojego położenia względem siebie należy najpierw utworzyć grupę obiektów (dokonać grupowania obiektów). W tym celu wskaźnik myszki umieścić w pobliżu skrajnego obiektu wcisnąć lewy przycisk myszki i utworzyć okno/zaznaczenie, w którym znajdą się obiekty do przesunięcia grupowego. Należy pamiętać, aby obszar był tak zaznaczony, żeby nie znajdowały się w nim inne obiekty umieszczone na panelu czołowym. Przenoszenie grupy obiektów wykonuje się w sposób analogiczny, jak pojedynczych obiektmów.

9


4. Wyrównanie położenia trzech wskaźników LED w poziomie. Operację można wykonać ręcznie przy pomocy poznanych wcześniej metod przemieszczania obiektów na ekranie lub przy pomocy funkcji służących do grupowania i wyrównywania obiektów. W celu wyrównania grupy obiektów należy tę grupę zaznaczyć na ekranie za pomocą myszki. Następnie na pasku narzędzi znaleźć i uruchomić funkcję Align Object i wybrać opcję Vertical Centers. Umożliwi to wyrównanie obiektów w poziomie. Następnie uruchomić należy funkcję Distribute Object i wybrać opcję Horizontal Centers, która umożliwia rozmieszczenie kontrolek w równych odstępach. Dodatkowo można użyć funkcji Reorder i Group umożliwiających zgrupowanie obiektów w jeden. Ponowne rozdzielenie obiektów zgrupowanych w jeden odbywa się za pomocą polecenia Ungroup.

5. Zmiana wielkości pojedynczej okrągłej diody LED. Operację wykonać za pomocą narzędzia do przemieszczanie obiektów. W celu zmiany wielkości należy wybrać myszką dany obiekt i za pomocą ukazujących się, po najechaniu wskaźnikiem myszki we wnętrze obiektu, strzałek dokonać wymaganych zmian wielkości.

6. Zmiany kolorów wskaźnika LED. Z menu kontekstowego wybrać polecenie Properties. Uaktywnione zostanie okno właściwości. Na karcie Appearance znaleźć pole Colors i w części On sprawdzić, ustawienie koloru, jeżeli nie jest to kolor czerwony należy kliknąć myszką w pole wyboru i ustawić kolor czerwony, w podobny sposób należy ustawić kolor zielony w części Off.

7. Wyświetlenie i zmodyfikowanie zawartości etykiety wskaźnika cyfrowego. Z menu kontekstowego wskaźnika cyfrowego wybrać Visible Items i Label. W wyświetlonym polu wpisać Wskaźnik cyfrowy. Kliknąć wskaźnikiem myszy na wolnej przestrzeni panelu czołowego.

8. Usunięcie obiektu String Control odbywa się w standardowy sposób. Należy najpierw zaznaczyć obiekt za pomocą myszki i wcisnąć klawisz Delete lub z menu Edit wybrać polecenie Clear.

9. Kopiowanie etykietki Free Label. Należy najechać wskaźnikiem myszki na daną etykietkę i zaznaczyć ją wciskając lewy przycisk myszki następnie należy wcisnąć przycisk [Ctrl]. Zostaje wtedy utworzony klon danej etykietki utworzony w tym samym miejscu, co oryginał. Pozostaje tylko przesunięcie sklonowanego obiektu na jego miejsce przeznaczenia.

10. Zmiana parametrów czcionki i ramki wokół czerwonej etykiety (Free label). Po zaznaczeniu etykiety zmienić parametry czcionki za pomocą rozwijalnej listy Text Settings z paska narzędzi. Zmienić ustawienia koloru ramki/tła za pomocą narzędzia do nadawania kolorów z palety narzędzi (Window /Show Tools Palette).

11. Zmodyfikować zakresu danych (na -10 do 10) i ustawień tekstu osi Y wykresu Waveform graph. Na dole skali zaznaczyć minimalny punkt 0 (np. dwukrotne kliknięcie) i wpisać -10. Zmienić ustawienia tekstu za pomocą rozwijalnej listy Text Settings z paska narzędzi.

Schemat blokowy _____________________________________________________________________ 1. Przejść do okna schematu blokowego (Window /Show diagram lub CTRL+E).

2. Przed przystąpieniem do wykonywania połączeń między poszczególnymi obiektami należy: - umieścić na wejściu modułu mnożenia Multiply obiekt stałej Constant i ustawić wartość 5,00; - zmienić za pomocą polecenia „Change to Indicator” (menu kontekstowe) dużej diody LED typ

obiektu z Control na Indicator.

3. Wykonać połączenia między obiektami tak, aby odpowiadały połączeniom przedstawionym na rysunku.

4. Wykonać zapis zmodyfikowanego przyrządu wirtualnego w miejsc wskazanym przez prowadzącego.

5. Przejść do widoku panelu czołowego. Zmodyfikować ustawienia regulatorów (nastaw).

6. Uruchomić program i obserwować jego pracę.

10


7. Po sprawdzeniu poprawności działania programu, zapisać poprawiony program w nowym pliku..

Ćwiczenie 1.3 Przyrząd wirtualny Express Filter

Cel: Śledzenie strumienia danych w przykładowym przyrządzie wirtualnym. W ćwiczeniu zostanie wykorzystany NI Example Finder. Pozwoli on na znalezienie przykładowego przyrządu wirtualnego generującego przebieg sinusoidalny o częstotliwości 10 Hz, amplitudzie 10 V z białym szumem o amplitudzie 1 V, z możliwością filtracji.

1. Z menu Help wybrać polecenie [Find Examples...] (znajdź przykłady). Umożliwi to otwarcie NI Example Finder (wyszukiwarka przykładów).

11


2. Kliknij w zakładkę Search (wyszukaj) i wpisz w pole [Enter keyword(s) to search] słowo filter. Wybrać przycisk Search.

3. Wyszukiwarka znajdzie przykład o nazwie Express Filter.vi. Informacje o znalezionym pliku można odszukać w oknie opisu (Description). Wybierz kursorem na nazwę pliku i kliknij dwukrotnie lewym przyciskiem myszy. Umożliwi to otwarcie przykładowego instrumentu.

4. Wyświetl okno schematu blokowego projektu. Wnętrze obszaru realizowanej pętli programowej, jaki powinien zostać wyświetlony, przedstawiono na rysunku.

5. Wciśnij przycisk [Highlight Execution] („podświetl” wykonanie) znajdujący się na głównym pasku narzędzi.

6. Wybierz przycisk Run.

7. Obserwuj ekran monitora, który powinien wyświetlać panel czołowy. Na ekranie podświetlone zostaną gałęzie połączeń, którymi przepływa sygnał między dwoma obiektami zastosowanymi w projekcie.

8. Zamknij projekt gotowego przyrządu wirtualnego bez dokonywania jego zapisu.

Ćwiczenie 1.4 Przyrząd wirtualny redukujący liczbę próbek

Cel Użycie dokumentacji LabVIEW do budowy przyrządu wirtualnego generującego zadany sygnał, redukującego liczbę próbek w sygnale i wyświetlającego dane w tabeli panelu czołowego.

W tym ćwiczeniu zostanie otworzony czysty projekt przyrządu wirtualnego (VI). Poprzez dodanie jednego z dostępnych w LabVIEW instrumentów typu Express VI (gotowych przyrządów wirtualnych) i stworzeniu kompletnej siatki połączeń między obiektami zostanie zbudowany nowy przyrząd wirtualny. Po wykonaniu zawartych w ćwiczeniu instrukcji panel czołowy będzie wyglądał podobnie do przedstawionego na umieszczonym poniżej rysunku.

Otwieranie czystego projektu i dodawanie przyrządu symulującego sygnał (typu Express VI) _____ W przypadku, kiedy niedostępny jest żaden szablon dla danego projektu, można wykonać nowy czysty projekt i umieścić w nim dostępne przyrządy Express VI, które chociaż po części spełniają wymagania tworzonego programu. Postępowanie według podanych wskazówek umożliwia utworzenie nowego czystego projektu przyrządu wirtualnego, umożliwia znalezienie gotowego przyrządu wirtualnego (Express VI) i dodanie go do schematu blokowego.

12


1. W oknie dialogowym uzyskanym bezpośrednio po uruchomieniu LabVIEW, wybierz opcję [New...] (Nowy...). Następnie w kolejnym oknie dialogowym wybierz opcję [Blank VI] (czysty projekt przyrządu wirtualnego). Po zaznaczeniu opcji [Blank VI] zatwierdź decyzję wciskając przycisk OK.

2. Przejrzeć zawartość (chwilowo pustych) okien panelu czołowego i schematu blokowego. Sprawdzić, czy mogą być wyświetlane palety Controls (front panel), Functions (block diagram) oraz paleta narzędzi.

3. Jeśli niewidoczne jest okno Context Help (pomoc kontekstowa) należy ją uaktywnić. W tym celu należy z menu Help wybrać polecenie Show Context Help lub wcisnąć kombinację klawiszy [Ctrl]+[H]. W oknie będą pojawiać się informacje dotyczące aktualnie zaznaczanych obiektów.

4. W oknie diagramu, z palety funkcji (Function Palette) wybierz opcję Inputs (wejścia). W oknie pomocy kontekstowej (Context Help) ukaże się informacja dotycząca użycia wejściowych przyrządów wirtualnych.

5. Wybierz obiekt Simulate Signal (symulator sygnału) i wstaw go do panelu schematu blokowego. Automatycznie zostanie wyświetlony arkusz Właściwości (Properties) obiektu (jeżeli nie należy go wyświetlić – menu kontekstowe). W oknie dialogowym należy określić rodzaj sygnału na sinusoidalny (sine), ustawić wartości częstotliwości sygnału na 10,7 Hz i amplitudę na 2,0 V.

6. Wynik wprowadzonych zmian ustawień można obserwować w oknie Results Preview. Do wykonaniu tych instrukcji należy zaakceptować wprowadzone zmiany w oknie Configure Simulate Signal wybierając przycisk OK.

7. Przesuwając wskaźnik myszy nad obiekt Simulate Signal Express VI zapoznać się z informacjami wyświetlanymu w oknie Context Help.

8. Zapisać wynik pracy pod nazwą RedukcjaProbek.vi w lokalizacji wskazanej przez prowadzącego.

Modyfikowanie sygnału ________________________________________________________________ Postępowanie według wskazówek umożliwia znalezienie, za pomocą Systemu pomocy (Help) środowiska LabVIEW, gotowego przyrządu pomiarowego typu Express VI redukującego liczbę punktów w sygnale.

1. Wybrać polecenie VI, Function, & How-To Help z menu Help. Polecenie może być uruchomione przez kombinację klawiszy [Ctrl]+[?].

2. Na karcie Serach, w polu Type In Word(s) to search wpisz tekst :sample compression”.

3. Poszukiwanie inicjuje klawisz Enter lub przycisk List Topics [Lista tematów].

4. W wyszukanej liście wybierz temat: Sample Compression. Zatwierdzenie wyboru można dokonać klikając dwukrotnie lewym klawiszem myszki nazwę wybranego tematu. Po zatwierdzeniu tej instrukcji w oknie informacyjnym pojawią się dane dotyczące Sample Compression Express VI.

5. Po przeczytaniu informacji wybrać przycisk Place on the block diagram (wstaw do schematu blokowego). Nastąpi wtedy uaktywnienie procedury umożliwiającej wstawienie wybranego elementu do tworzonego projekt. Rezultatem dobrze wykonanej instrukcji jest uaktywnienie schematu blokowego (block diagram) i ukazanie się na nim wyszukanego elementu.

6. W obszarze schematu blokowego programu przesuń Sample Compression Express VI na prawo od Simulate Signal Express VI.

7. Zmodyfikować ustawienia Sample Compression Express VI (w części Reduction Specifications) tak, aby wartość Reduction factor (współczynnik redukcji) wynosiła 25. Wprowadzone zmiany zatwierdzić przyciskiem OK.

8. Połączyć wyjście Sine instrumentu Simulate Signal Express VI z wejściem Sample Compression Express VI.

13


Modyfikowanie panelu czołowego________________________________________________________ Wskaźniki umieszczane na panelu umożliwiają symulowanie wejściowymi wielkościami fizycznymi i dostarczanie danych wejściowych do przyrządów wirtualnych. Postępowanie według wskazówek doprowadzi do wstawienie do tworzonego projektu niezbędnych do sterowania jego pracą kontrolek (controls) i wskaźników (indicators).

1. W oknie schematu blokowego za pomocą prawego przycisku myszy wybrać wyjście Mean (średnia) obiektu Sample Compression Express VI i z menu Create wybrać polecenie Numeric Indicator (wskaźnik numeryczny). Na panelu czołowym umieszczona zostanie ikona reprezentująca stworzony obiekt. Automatycznie wykonane zostanie połączenie między tym wskaźnikiem a wyjściem Mean obiektu Sample Compression Express VI.

2. Za pomocą prawego przycisku myszy wybrać wyjście Mean (średnia) obiektu Sample Compression Express VI i z menu Select Input/Output wybrać polecenie Enable (aktywny).

3. Za pomocą prawego przycisku myszy wybrać wejście Enable (aktywuj) obiektu Sample Compression VI i z menu Create wybrać polecenie Control (kontrolka/regulator). Podobnie jak w przypadku tworzenia wskaźnika Mean zostanie wyświetlona ikona reprezentująca stworzony obiekt.

4. Wybrać prawym klawiszem myszy połączenie wyjścia Sine obiektu Simulate Signal i z menu Create wybrać polecenie Graph Indicator. Po wykonaniu tej instrukcji na obszarze schematu blokowego wyświetlony zostanie wygenerowany obiekt. Następnie wykonaj połączenie między wyjściem Sine obiektu Simulate Signal, a wejściem Signals obiektu Sample Compression.

5. Wykonaj połączenie między wyjściem Mean obiektu Sample Compression VI, a wyświetlaczem graficznym Sine. Pojawi się obiekt Merge Signals umożliwiający wyświetlenie większej ilości przebiegów wykresów na jednym wyświetlaczu.

6. Uporządkuj elementy oraz wykonane połączenie tak, aby zbudowany na ekranie schemat blokowy był przejrzysty i zbliżony do przestawionego na rysunku.

7. Przejść do panelu czołowego. Zwrócić uwagę na elementy, które zostały umieszczone automatycznie

po wprowadzeniu ich do schematu blokowego.

8. Zapisać program na bieżącym etapie pracy (pod wprowadzoną uprzednio nazwą, np. Ctrl+S).

14


Konfiguracja przyrządu wirtualnego do pracy ciągłej przerywanej interwencją użytkownika _____ W aktualnym stanie program generuje tylko jeden sygnał i zatrzymuje się. Działanie przyrządu wirtualnego (VI), aż do spełnienia pewnego warunku, umożliwia zastosowanie w programie pętli While. Postępowanie według podanych wskazówek (krok po kroku) umożliwia dodanie do projektu pętli While, umożliwiającej działanie programu do momentu zatrzymania go przez użytkownika. 1. W oknie panelu sterowania uruchom program. Program wykona się jednokrotnie i samoczynnie

zakończy pracę.

2. Wyświetl okno schematu blokowego, z palety funkcji (Functions Palette), wybierz opcję Execution Control, następnie obiekt pętli While Loop.

3. Mysz zmieni rodzaj wyświetlanego wskaźnika. Otocz wskaźnikiem myszki wszystkie dotychczasowe obiekty od lewego górnego rogu do prawego dolnego. Proces „otaczania” pętlą While przedstawiony został na poniższym rysunku.

4. Przejdź do okna panelu czołowego. Uruchom program przyciskiem Run i obserwuj zmiany

zachodzące na wykresie wprowadzone przez zastosowanie pętli While.

5. Zapisz zmiany wprowadzone w projekcie.

Kontrola prędkości działania programu __________________________________________________ Liczbę sporządzanych punktów na wyświetlaczu graficznym można zmniejszyć dodając instrument Time Delay Express VI (opóźnienie czasu) w oknie schematu blokowego. Postępowanie według podanych dalej wskazówek pozwala na wprowadzenie kontroli prędkości działania przyrządu wirtualnego (VI). 1. W oknie schematu blokowego należy wybrać z palety Functions grupę Execution Control (kontrola

wykonania), a następnie Time Delay Express VI (opóźnienie czasu). Umieścić obiekt wewnątrz obszaru pętli While

2. Zadeklarować czas opóźnienia (Time delay) na 0,250 (sekundy).

3. Zatwierdzić zmiany przyciskiem OK.

4. Wyświetlić okno panelu czołowego (front panel) i uruchomić program.

5. Obserwuj zmiany zachodzące na wykresie. Sprawdź, jaką rolę w tworzonym projekcie spełnia przełącznik Enable (Enable włączony – wyświetlany jest zredukowany sygnał).

6. Zatrzymać program przyciskiem STOP z panelu czołowego.

7. Zapisz program na dysku.

15


Wyświetlanie danych za pomocą tabeli ___________________________________________________ Postępowanie według podanych wskazówek pozwoli na wyświetlenie gromadzonych średnich wartości wyświetlanego sygnału w tabeli na panelu czołowym. 1. Wyświetl okno panelu czołowego i z palety Controls i grupy Text Indicators (wskaźniki tekstowe)

wybierz obiekt Express Table. Wstaw go do okna panelu czołowego, obok ikony wykresu.

2. Uaktywnij okno schematu blokowego. Zwróć uwagę, że terminal tabeli Tabel został automatycznie połączony z Build Table Express VI.

3. Sprawdź, czy obiekty Build Table VI i Table znajdują się wewnątrz obszaru pętli While. Jeżeli nie, to przenieś je tam razem w wygenerowanym przez program połączeniem.

4. Ulokować Build Table VI i Table z prawej strony terminala Mean.

5. Wykonać połączenie między terminalem Mean instrumentu Sample Compresion Express VI, a wejściem Signals obiektu Build Table Express VI. Wykonanie powyższych instrukcji powinno zakończyć się stworzeniem schematu blokowego wraz z wykonanymi połączeniami podobnego do przedstawionego na rysunku.

6. Wyświetl ekran panelu czołowego i uruchom program.

7. Sprawdź, jaką rolę pełni teraz przełącznik Enable. Kiedy przełącznik jest w pozycji On, tabela wyświetla wartości średnie co 25 próbek.

8. Zatrzymaj działanie programu.

9. Zapisz stworzony projekt przyrządu i zamknij okno programu.

Ćwiczenie 1.4 Usuwanie błędów z programu

Cel: Ćwiczenie technik usuwania błędów z programu. Postępowanie według podanych wskazówek umożliwia załadowanie pliku uszkodzonego przyrządu wirtualnego (VI), zlokalizowanie i usunięcie błędów.

1. Z menu File wybrać polecenie Open. Z lokalizacji wskazanej przez prowadzącego wybrać plik Debug Exercise (Main).vi. Wykonanie powyższych instrukcji umożliwia otworzenie gotowego programu, którego panel czołowy przedstawiony został na rysunku.

16


Należy zwrócić uwagę, że standardowy przycisk Run paska narzędzi ma aktualnie postać złamanej strzałki. Widoczny przycisk informuje użytkownika, że w tworzonym projekcie są błędy uniemożliwiające poprawną pracę programu.

2. Wyświetlić okno schematu blokowego. Wygląd okna został przedstawiony na poniższym rysunku.

3. W celu znalezienia i poprawienia błędów popełnionych przy projektowaniu uruchom za pomocą

przycisku funkcję wyświetlającą listę błędów (List Errors). W oknie informacyjnym uzyskamy informację o popełnionych błędach:

- brak połączenia dochodzącego do jednego z wejść modułu mnożenia, - błędne połączenie między elementami (jedno pojedyncze połączenie może obsługiwać jeden typ

danych), - błąd wewnątrz obiektu Debug Exercise (Sub).vi. (obiekt ten realizuje funkcję 100+= XY ).

4. Wyeliminowanie pierwszego błędu polega na stworzenia połączenia między drugim wejście modułu mnożenia a modułem stałej liczbowej (Numeric Constant).

5. Eliminacja drugiego błędu polega na zmianie rodzaju obiektu Multiply Result (rezultat mnożenia) z bloku typu wyjściowego (kontrolki) na blok typu wejściowego (wskaźnik) w menu właściwości za pomocą funkcji Change to Indicator.

6. W celu wyeliminowania trzeciego błędu należy wejść do schematu blokowego podprogramu Debug Exercise (Sub).vi. Wykonujemy to klikając dwukrotnie lewym klawiszem myszki w obszar tego obiektu. Zostanie uaktywnione okno panelu czołowego tego obiektu, wtedy należy uruchomić okno jego schematu blokowego i wcisnąć przycisk funkcji List Errors. Wyświetlona informacja przedstawi, gdzie leży problem powodujący nieprawidłowe działanie obiektu. Tym błędem jest brak połączenia dochodzącego do wejścia modułu pierwiastkowania. Wykonać połączenie między wyjściem modułu dodawania a wejściem modułu pierwiastkowania i zamknąć okna obiektu.

7. Wprowadzone poprawki umożliwiły wyeliminowanie błędów, co spowodowało uaktywnienie się przycisku Run.

8. Zapisać projekt poprawionego programu na dysku i uruchomić go sprawdzając jego działanie.

Kontrola funkcjonowania programu _____________________________________________________

1. W aktywnym oknie schematu blokowego uruchomić działanie programu przyciskiem Run.

2. Prześledzić działanie programu za pomocą Highlight Execution (przycisk paska narzędzi).

3. Prześledzić działanie programu metodą krokową. Sprawdzić funkcjonowanie przycisków Step Into, Step Over oraz Step Out.

4. Przy analizie podprogramu również skorzystać ze Step Into, a do wyjścia z podprogramu ze Step Out.

17


5. Sprawdzić funkcjonowanie narzędzia Probe Data (pobówka) znajdującego się w palecie Tools. Aby prawidłowo użyć tego narzędzia należy umieścić je na dowolnym połączeniu schematu blokowego. Po wykonaniu podłączenia narzędzia na ekranie wyświetlone zostaje jego okno informacyjne (patrz rysunek poniżej).

6. Kilkukrotnie uruchomić program obserwując wskazania narzędzia Probe umieszczając je w wielu punktach programu.

7. Usunąć punkty kontrolne.

8. Na dowolnie wybranym węźle, połączeniu zamieścić narzędzie Breakpoint. Uruchomić program i skontrolować, czy przerwanie działania programu nastąpiło w oczekiwanym punkcie.

9. Powtórzyć operację w kilku wybranych punktach.

10. Usunąć punkty Breakpoint.

11. Zapisać program w bieżącej postaci.

12. Zamknąć okno programu i okno środowiska LabWIEV.

Opracowane na podstawie: LabVIEW 7 Express Basics Interactive Training CD. National Instruments 2003. LabVIEW Basics I. Introduction Course Manual. National Instruments 2002.

Documents

Programowanie w języku G - Laboratorium 1