Virtuální přístroje. Použití grafického programování v LabVIEW. Ing. Pavel Mlejnek

Rozměr: px

Začít zobrazení ze stránky:

Download "Virtuální přístroje. Použití grafického programování v LabVIEW. Ing. Pavel Mlejnek"

Bohumila Bartošová
před 7 lety
Počet zobrazení:

1 Virtuální přístroje Použití grafického programování v LabVIEW Ing. Pavel Mlejnek mlejnp1@fel.cvut.cz

2 Grafické programování LabVIEW Základní informace Principy grafického programování Vývojové prostředí Controls a Functions Datové typy Vícevláknové programování Synchronizace vláken Virtuální přístroje 2

3 Grafické programování LabVIEW Komunikace s DAQmx Komunikace pomocí VISA Úprava signálů - optimalizace výkonu Matematické operace Návrhové vzory Ukázkové příklady Virtuální přístroje 3

4 Přehled Pojem Virtual Instrument více než 25 let firma National Instrumets VI=DAQ modul (+další přístroje) +SW zpracování dat+zobrazení Čelní panel přístroje na monitoru PC Vývojový SW LabWindows/CVI, LabVIEW, Agilent VEE a další Virtuální přístroje 4

5 Principy grafického programování Funkce, zobrazovače a ovládací prvky ve formě ikon Jejich volání není dáno sekvencí textových příkazů Ikony jsou propojeny vodiči řízení pomocí Data Flow Přirozené ovládání, není potřeba znát žádný programovací jazyk Virtuální přístroje 5

6 LabVIEW - úvod Grafický programovací jazyk Široká podpora různých OS (Windows, Linux, Mac OS, RT OS) a platforem (PC, PXI, FPGA, DSP, upc) Široká podpora vstupních zařízení (USB, LAN, GPIB, RS232, RS485, DAQmx, PCI, VXI, IVI) Virtuální přístroje 6

7 LabVIEW definice názvosloví 1 LabVIEW Laboratory Virtual Instrumentation Engineering Workbench VI Virtual Instrument virtuální přístroj, nebo ucelená část kódu Data Flow princip vykonávání programu spustí se všechny prvky, které mají na vstupech platná data Paralelismus automaticky se spustí ve více vláknech na více procesorech Polymorfismus funkce se přizpůsobí datům Virtuální přístroje 7

8 LabVIEW definice názvosloví 2 Front Panel (FP) uživatelské rozhraní, čelní panel virtuálního přístroje Block Diagram (BD) vlastní program, definice propojení funkcí Virtuální přístroje 8

9 LabVIEW definice názvosloví 3 Control ovládací prvek na FP - vstup Indicator zobraz. prvek na FP - výstup Funkce ikony základních funkcí v BD Terminál reprezentace prvku FP v BD, vstupní a výstupní piny funkcí a VI Virtuální přístroje 9

10 LabVIEW datové typy Virtuální přístroje 10

11 LabVIEW funkce a VI (1) Structures základní prvky pro řízení programu cykly, podmíněné příkazy, události, sekvence Virtuální přístroje 11

12 LabVIEW funkce a VI (2) Array funkce pro práci s poli různých datových typů Virtuální přístroje 12

13 LabVIEW funkce a VI (3) Numeric základní aritmetické funkce a konstanty, funkce pro manipulaci s numerickými daty Virtuální přístroje 13

14 LabVIEW funkce a VI (4) Boolean základní binární funkce a konstanty Virtuální přístroje 14

15 LabVIEW funkce a VI (5) String funkce pro práci s textovými řetězci, konstanty Virtuální přístroje 15

16 LabVIEW funkce a VI (6) Comparison funkce pro porovnávání numerických, logických a textových dat, případně polí Virtuální přístroje 16

17 LabVIEW funkce a VI (7) DAQmx funkce pro sbírání dat a práci se zásuvnými kartami a dalšími DAQ moduly VISA jednotná komunikace s přístroji na USB, GPIB, LAN, VXI a další Virtuální přístroje 17

18 LabVIEW funkce a VI (8) Mathematics další pokročilé matematické a statistické funkce Signal Processing funkce pro zpracování signálů - filtry, transformace, generování, měření Virtuální přístroje 18

19 Jednoduchá ukázka 2 kanál. spektrálního analyzátoru Virtuální přístroje 19

20 Paralelní zpracování dat Spustí se vše co má na vstupech platná data Spustí se na více procesorech Automatické vytváření vláken a přidělování procesorů Lze nastavit prioritu, rychlost i procesor pro smyčky - Timed Loop Virtuální přístroje 20

21 Předávání dat mezi paralelními smyčkami Platí Data Flow Mezi smyčkami nelze vést drát Pomocí např. lokálních a sdílených proměnných, oznámení (Notifier), front (Queue) Virtuální přístroje 21

22 Synchronizace paralelních smyček Semaphore umožňují omezit přístup do sdílené kritické sekce (např. globální proměnná) pouze pro určitý počet smyček (typ. 1) nepředávají se data Notifier přeruší vykonávání vlákna (uspí) dokud nedostane data z jiné smyčky Queue slouží pro předávání dat mezi smyčkami, lze ji využít pro synchronizaci Randezvous synchronizace více smyček běh smyčky se pozastaví, dokud všechny smyčky nedojdou do určitého místa Occurrence přeruší vykonávání, dokud jiná smyčka nevygeneruje událost nepředávají se data Virtuální přístroje 22

23 Synchronizace více smyček Notifiers, Queue Obdobně pomocí fronty (Queue) více zdrojů Virtuální přístroje 23

24 Optimalizace programu pro běh na více procesorech Více nezávislých operací více smyček V případě časově kritických částí programu přidělit konkrétní procesor Timed Loop Rozfázovat vykonávání jedné činnosti a využít Shift Register Virtuální přístroje 24

25 Matematické operace Pomocí základních funkcí LabVIEW Jednodušší výrazy Expression Node Složitější Formula Node zápis jako v C Složité MathScript Node zápis v jako v MATLABu lze použít m-file MATLAB script node výpočty přímo v MATLABu, nutno mít licenci Virtuální přístroje 25

26 Návrhové vzory (1) State Flow Design stavový diagram, program postupně prochází jednotlivé stavy stavový diagram reprezentuje Case Structure Master/Slave Design Slave čeká na upozornění od Master proběhne jednou a čeká na další spuštění používá se Notifier Virtuální přístroje 26

27 Návrhové vzory (2) Producer/Consumer Design Consumer pracuje, dokud má data ve frontě od Producer používá se Queue User Interface Event Handler zachytávání událostí v uživatelském rozhraní (FP) kliknutí myši, stlačení klávesy apod. použití Event Structure Virtuální přístroje 27

28 Kde získat další informace Web NI příští semestr předmět A0B38GRP Grafické programování - kurz LabVIEW - po absolvování možnost zdarma získat CLAD certifikát od NI Děkuji za pozornost. Virtuální přístroje 28

Podobné dokumenty

Obsah 1 Struènì z historie LabVIEW...11 1.1 Vznik LabVIEW... 12 1.2 Vývoj LabVIEW... 13 2 Popis a princip vývojového prostøedí LabVIEW... 17 2.1 LabVIEW nástroj virtuální instrumentace... 18 2.2 Spuštìní