Vysoké učení technické v Brně Fakulta strojního inženýrství. Virtuální laboratoř - Experimentální metody

Transkript

1 Vysoké učení technické v Brně Fakulta strojního inženýrství Virtuální laboratoř - Experimentální metody Josef ŠTĚTINA Michal JAROŠ Pavel RAMÍK Brno 2003 URL: Vytvořeno za podpory Fondu rozvoje vysokých škol Ministerstvo školství, mládeže a tělovýchovy 2003 J. Štětina 1

2

3 OBSAH 1. Virtuální přístroje nový způsob měření 1.1 Porovnání přístupů 1.2. Proces měření a jeho fáze 2. Úvod do vývojového prostředí LabVIEW 2.1 Filosofie a součásti vývojového systému LabVIEW 2.2 Základní části virtuálního přístroje Čelní panel Blokové schéma Ikona a konektor 2.3 Popis prostředí LabVIEW Roletová menu Paletové menu s objekty čelního panelu Položky menu pro práci s textem Nástroje pro zarovnávání a volbu rozestupů 2.4 Nástroje pro práci ve vývojovém prostředí LabVIEW 2.5 Techniky propojování bloků 2.6 Spouštění aplikace 2.7 Knihovna Numeric 2.8 Knihovna Boolean 2.9 Knihovna String & Table 2.10 Knihovna List & Ring 2.11 Knihovna Array & Cluster 2.12 Knihovna Graph 2.13 Knihovna Path & Refnum 2.14 Knihovna Decorations 2.15 User Controls 2.16 Select a Control Čelní panel a práce s jeho prvky 3.1 Prvky čelního panelu 3.2 Význam ikony a konektoru Vytváření a editace ikony Definice konektoru Editace konektoru VI Setup Nastavení vlastností podvi 3.3 Komentáře k prvkům a funkcím 3.4 Typy prvků, signálů a proměnných 3.5 Základní pop-up menu objektů panelu 3.6 Základní pop-up menu objektů diagramu 4. Knihovní funkce v LabVIEW 4.1 Úvod a základní členění 4.2 Programové struktury 4.3 Lokální proměnné 4.4 Globální proměnné 4.5 Konstanty 4.6 Numerické funkce 4.7 Knihovna Boolean

4 2 4.8 Knihovna String 4.9 Knihovna Array 4.10 Knihovna Cluster 4.11 Knihovna Comparison 4.12 Knihovna Time & Dialog 4.13 Knihovna File I/O 4.14 Nápověda k funkcím 4.15 Polymorfismus funkcí 4.16 Úprava počtu vstupních parametrů funkce 4.17 Úprava typu vstupních parametrů 4.18 Vypínání indexace ve vstupním parametru 5. Ladicí prostředky 5.1 Krokování běhu virtuálního přístroje 5.2 Vizualizace toku dat 5.3 Užití sond 5.4 Nasazování bodu přerušení 6. Ikona, konektor, volby pro běh virtuálního přístroje 6.1 Ikona virtuálního přístroje 6.2 Konektor virtuálního přístroje 6.3 Možnosti nastavení efektů pro mód běhu programu 6.4 Synchronní, asynchronní a reentrantní provádění bloků aplikace Řízení několika identických přístrojů pomocí obslužného programu VI, který čeká specifikovaný časový interval Použití dat, která nemohou být sdílena 6.5 Ukládání projektů 7. Práce s grafy ve vývojovém prostředí LabVIEW 7.1 Základní pojmy 7.2 Rozdělení grafů 7.3 Registrační grafy (Waveform chart) Registrační graf zobrazující jeden průběh Registrační graf zobrazující více průběhů Volitelné části indikátorů registračních grafů Operace s daty v registračních grafech Další možnosti pro práci s registračními grafy Možnosti nastavení legendy registračního grafu 7.4 Statické grafy (GRAPHS) Statické grafy zobrazující jeden průběh Statické grafy zobrazující více průběhů Volitelné části indikátorů statických grafů Další možnosti pro práci se statickými grafy Možnosti nastavení legendy statického grafu Kurzory 8. Práce se soubory ve vývojovém prostředí LabVIEW 8.1 Rychlé ukládání 8.2 Komplexní funkce pro práci se soubory 8.3 Elementární funkce pro práci se soubory 8.4 Soubory typu Byte stream a Datalog

5 3 9. Virtuální přístroj pro podporu multifunkčních zásuvných karet 9.1 Konfigurace a první test systému se zásuvnou kartou 9.2 Organizace knihovny Data Acquisition v systému LabVIEW 9.3 Funkce vyšší úrovně - Easy I/O Obecná pravidla Parametry nastavitelné pro kartu LabPC 9.4 Analogový vstup 9.5 Analogový výstup 9.6 Digitální vstup a výstup 10. Příklad použití funkce z úrovně Easy I/O 10.1 Intermediate virtuální přístroje Ošetření chyb ve virtuálních přístrojích 10.2 Asynchronní funkce sběru dat využívající dvojitě vyrovnávací paměti 11. Další knihovny 11.1 Knihovna Communication 11.2 Knihovna Instrument I/O 11.3 Knihovna Advanced Analysis 11.4 Knihovna Advanced Odbor termomechaniky a techniky prostředí, Fakulta strojního inženýrství, Vysoké učení technické v Brně

6 1. VIRTUÁLNÍ PŘÍSTROJE NOVÝ ZPŮSOB MĚŘENÍ 1.1 Porovnání přístupů 1.2 Proces měření a jeho fáze Odbor termomechaniky a techniky prostředí, Fakulta strojního inženýrství, Vysoké učení technické v Brně

7 1.1 POROVNÁNÍ PŘÍSTUPŮ Hledisko Tradiční přístroj Virtuální přístroj výkonnost výpočet.techniky Návaznost na technologický pomalá - doba proces obměny 5-10 let rychlá - doba obměny 1-2 roky Náklady na vývoj a údržbu vysoké, slabý poměr výkon/cena nízké, dobrý poměr výkon/cena Filozofie virtuálních měřících přístrojů je velmi progresivní, neboť umožňuje při zachování výkonnostních parametrů klasické měřicí techniky vytvářet přístroje, jejichž funkce přesně odpovídají požadavkům uživatele, neboť jsou realizovány softwarově. Navíc tato koncepce umožňuje doplňovat další funkce podle narůstajících a měnících se potřeb koncového uživatele. Cena takto vytvářených měřicích přístrojů bývá nižší, než je cena klasické analogové měřicí techniky. Navíc je možno kdykoliv změnou programu vytvořit jiný měřicí přístroj nebo upravit vlastnosti stávajícího. Při spojení měřicího přístroje a počítače přes rozhraní nebo při vytváření virtuálních měřicích přístrojů hraje vedle hardwarových prostředků v podobě počítače a přídavných karet čím dál významnější roli software - stává se klíčovým komponentem měřicího systému. Odbor termomechaniky a techniky prostředí, Fakulta strojního inženýrství, Vysoké učení technické v Brně

8 1.2 PROCES MĚŘENÍ A JEHO FÁZE Analýzou procesu měření a zpracování měřených dat lze dojít k následujícímu obecnému schématu procesu měření: fáze sběru dat či řízení technologického procesu - většinou se používají následující typické způsoby sběru dat přes zásuvné multifunkční karty přístroje vybavené rozhraním RS 232 přístroje vybavené rozhraním GPIB VXI měřicí systémy PLC (programovatelné logické automaty) průmyslové I/O systémy V této první fázi procesu měření se jedná o získání tzv. surových dat - obvykle se zde v měřicích systémech moderní koncepce jedná o převod měřené veličiny na číselnou hodnotu a její uložení do paměti či zobrazení na displeji. fáze analýzy naměřených dat digitální zpracování signálu digitální filtrace statistika operace s poli Ve druhé fázi procesu měření obvykle vyvstává potřeba odstranění nežádoucích složek měřených signálů (odstranění rušení), statistického vyhodnocování (např. výpočet střední či efektivní hodnoty), výpočet dalších veličin z veličin měřených (např. nepřímé měření odporu měřením napětí a proudu) atp. fáze prezentace naměřených a analyzovaných dat grafické rozhraní k uživateli síťové aplikace archivace v souborech tisk V poslední fázi je potřeba naměřené a analyzované hodnoty prezentovat v určitém tvaru, např. protokolu, grafu, uložením do datových souborů atp. Je-li ve virtuálním měřicím systému vyjasněna otázka použitého hardwaru (měřicí přístroj s rozhraním, počítač se zásuvnou měřicí kartou, VXI měřicí systém), je potřeba zvolit vhodný softwarový prostředek tvorby měřicí aplikace. Pro tento účel lze využít i standardních programovacích jazyků: Basic - jeho použivání je dnes již za svým vrcholem. Tento jazyk však dnes prožívá renesanci v podobě tzv. Visual Basicu. jenž lze využít pro tvorbu aplikací pro měření. C jazyk - dnes nejčastěji používaný jazyk v technické praxi. Uplatňuje se spíše objektová variantac++. Pascal - tento jazyk je stále populární díky produktům firmy Borland, jako jsou Borland Pascal nebo Delphi. Použití standardního programovacího jazyka pro vytvoření aplikace v oblasti měření naráží na dvě úskalí: tvorba je časově náročná, syntaxe jazyka je složitá a výsledný produkt může být těžko čitelný i pro samotného autora, vrátí-li se k němu po delším čase, velká náročnost na detailní znalost hardwarového řešení - je třeba napsat všechny funkce pro podporu komunikačních protokolů jednotlivých rozhraních, které obvykle nejsou součástí implementace těchto programovacích jazyků (obsluha požadavků na přerušení, přímý přístup do paměti atp.). Tato úskalí pomáhají překonat dnes stále častěji používané produkty, které lze zařadit do kategorie tzv. CASE (Computer Added Software Engineering) produktů. Produkcí těchto softwarových systémů - vývojových prostředí, které v sobě obvykle integrují mnoho pomocných nástrojů pro podporu tvorby softwarové aplikace - se dnes zabývá na světovém trhu celá řada firem. Softwarové prostředky, které se používají pro tuto oblast, lze rozdělit: podle fáze procesu měření, kterou podporují (sběr, analýza, prezentace),

9 2 podle funkcí, které uživateli nabízejí (otevřené systémy, uzavřené systémy). Ze standardních softwarových prostředků lze pro oblast měření použít např. tabulkové procesory, které pokryjí fázi prezentace a částečně fázi analýzy měřených dat. Dnes se však v této kategorii objevují i produkty s podporou pro vstup dat do tabulkového procesoru ze zásuvných karet - např. Excel Meassure od firmy National Instruments. Kromě nich nabízí řada firem speciální programové balíky, pokrývající jednu, dvě nebo všechny tři fáze zpracování měřených dat (např. knihovny funkcí podporujících sběr dat ze zásuvných multifunkčních karet). Podle druhého hlediska lze na trhu softwarových prostředků nalézt uzavřené systémy, které uživateli poskytují omezenou množinu funkcí, které naprogramoval jejich tvůrce a kterou již nelze dále jednoduchým způsobem rozšiřovat (sem patří např. různé nástavby tabulkových procesorů nebo speciální softwarové balíky s podporou některých měřicích karet). Mimo tyto existují i otevřené systémy, které poskytují uživateli celou řadu funkcí, aniž by ho omezovaly, neboť se dají jednoduchým způsobem rozšiřovat podle potřeb uživatele. Jsou to tedy tzv. vývojová prostředí (Development Environment). Na světovém trhu vývojových prostředí pro oblast měření lze nalézt mnoho produktů, patřících do této kategorie: HP VEE - od firmy Hewlett-Packard (grafické programování v prostředí Windows) Test Point - od firmy Keithley(grafické programování v prostředí Windows) Dasy Lab -jednoduchý systém grafického programování Control Panel (Alcor Zlín) - grafické programováni v prostředí DOSu (systém vytvořen v jazyce Modula 2) Control Web ( Alcor Zlín) - grafické programováni v prostředí Windows LabWindows for DOS - od firmy National Instruments - textově orientovaný vývojový systém LabWindows/CVI - textově orientovaný vývojový systém pro platformu Windows LabVIEW - grafické programování v prostředí Windows a na různých platformách (McIntosh, PC, Sun, HP Unix) Odbor termomechaniky a techniky prostředí, Fakulta strojního inženýrství, Vysoké učení technické v Brně

10 2. ÚVOD DO VÝVOJOVÉHO PROSTŘEDÍ LABVIEW 2.1 Filosofie a součásti vývojového systému LabVIEW 2.2 Základní části virtuálního přístroje Čelní panel Blokové schéma Ikona a konektor 2.3 Popis prostředí LabVIEW Roletová menu Paletové menu s objekty čelního panelu Položky menu pro práci s textem Nástroje pro zarovnávání a volbu rozestupů 2.4 Nástroje pro práci ve vývojovém prostředí LabVIEW 2.5 Techniky propojování bloků 2.6 Spouštění aplikace 2.7 Knihovna Numeric 2.8 Knihovna Boolean 2.9 Knihovna String & Table 2.10 Knihovna List & Ring 2.11 Knihovna Array & Cluster 2.12 Knihovna Graph 2.13 Knihovna Path & Refnum 2.14 Knihovna Decorations 2.15 User Controls 2.16 Select a Control... Odbor termomechaniky a techniky prostředí, Fakulta strojního inženýrství, Vysoké učení technické v Brně

11 2.1 FILOSOFIE A SOUČÁSTI VÝVOJOVÉHO SYSTÉMU LABVIEW Základním záměrem vývojových pracovníků firmy National Instruments bylo dát do rukou inženýrů nástroj podobné efektivity, pružnosti a síly jako je tabulkový procesor v rukou finančního manažera. Myšlenka, na níž stojí efektivita vývojového prostředí LabVIEW uvedeného na trh v roce 1986 pro platformu počítačů Macintosh, je jednoduchá. Vznikla původně na půdě Texaské univerzity ve skupince nadšenců kolem duchovního otce systému Jeffa Kodovského. Vychází z úvahy, že tím, kdo obvykle ví co měřit, jak analyzovat a jak prezentovat data, je technik, který však nemusí být sám zkušeným programátorem. Své představy proto předává programátorovi obvykle v podobě blokového schématu. Programátor toto schéma potom převádí do zvoleného programovacího jazyka, což je činnost poměrně zdlouhavá a náročná a nepřináší již do procesu měření žádné další zlepšení. Cílem vývojového prostředí LabVIEW tedy je, aby blokové schéma bylo koncovým tvarem aplikace, který se dále nebude převádět do jiné podoby. Obr Historie systému LabView LabVIEW (Laboratory Virtual Instruments Engineering Workbench) je obecným vývojovým prostředím pro vytváření aplikací zaměřených do oblasti měření ve všech jeho fázích - sběru, analýzy i prezentace naměřených dat. Podporuje všechny čtyři základní způsoby sběru dat do počítače (z měřicích přístrojů přes rozhraní RS232 a GPIB, ze zásuvných multifunkčních karet i ze systémů na bázi VXI sběrnice). Poskytuje uživateli plnohodnotný programovací jazyk se všemi odpovídajícími datovými a programovými strukturami avšak v grafické podobě - tzv. G jazyk (Graphical language). LabVIEW je tedy vývojovým prostředím na úrovni např. C jazyka, a1e na rozdíl od něj není orientován textově, ale graficky. Výsledný produkt tohoto vývojového prostředí se nazývá virtuálním přístrojem (Virtual Instrument), protože svými projevy a činností připomíná klasický přístroj v jeho fyzické podobě. Virtuální přístroj se vyznačuje následujicími rysy: Interaktivní grafické rozhraní (Graphical User Interface - GUI) ke koncovému uživateli - tzv. čelní panel (Front Panel), simuluje odpovídajicí čelní panel fyzického přístroje. Obsahuje prvky pro

12 2 ovládání a indikaci (knoflíky, tlačítka, LED indikátory, grafy atd.). Ovládá její uživatel myší nebo klávesnicí. Činnost virtuálního přístroje je dána jeho blokovým schématem (Block Diagram). Toto schéma je vytvořeno ikonami reprezentujícími (koncový blok) ovládací a indikační prvky čelního panelu a ve svých uzlových blocích jsou to bloky zpracovávající procházející data. Blokový diagram je zdrojovou podobou každé aplikace. virtuální přístroj má hierarchickou a modulární strukturu. Lze jej používat jako celý program nebo jeho jednotlivé podprogramy, které se nazývají podřízenými virtuálními přístroji (podvi, subvi). Součástí každého virtuálního přístroj je jeho ikona, kterou je prezentován v blokovém schématu, a konektor s přípojnými místy pro vstupní a výstupní signály. Těmito charakteristickými rysy naplňuje vývojové prostředí LabVIEW podmínky modulárního programování. Svou aplikaci dělí uživatel na jednotlivé úlohy, pro které vytváří dílčí virtuální přístroje (podvi) a z nich potom buduje celou aplikaci jejich spojováním do výsledného virtuálního přístroje. Na závěr lze celou aplikaci přeložit do EXE tvaru a provozovat nezávisle na vývojovém prostředí. Díky možnosti vyzkoušet funkci každého dílčího virtuálního přístroje nezávisle na jiných a díky bohaté škále ladicích prostředků je ladění aplikace velmi snadné. Celý vývojový systém (full development package) sestává ze základní části (base package - bez knihovny Advanced Analysis, obsahuje však knihovny GPIB, RS232, Data Acquisition, a Base Analysis) a rozšířené analyzační knihovny (advanced analysis library - statistika, lineární algebra, operace s poli, generování signálů, zpracování signálů, digitální filtry, okénkové funkce). Lze jej dále doplnit např. o překladač aplikací do tvaru *.EXE (application builder) nebo o další nástavby pro rozšíření knihoven (SQL toolkit pro podporu databázi, PID regulátor, VXI knihovna apod.). Tabulka funkcí knihovny Advanced Analysis Měření Střídavá a stejnosměrná napětí Amplituda a frekvence Amplitudové a fázové spektrum Výkonové spektrum Křížové výkonové spektrum Harmonická analýza Impulzní odezva Síťové funkce Časové osy Konverze jednotek spektra Transformační funkce Regrese Exponenciální proklad Lineární proklad Polynomický proklad Nelineární Lev-Mar proklad Generace signálu Gaussův bílý šum Periodický náhodný šum Pilová vlna Sinusová vlna Čtvercová vlna Trojúhelníková vlna Bílý šum Signal Processing Autokorelace Komplexní FFT Konvolunce Okna Blackmanovo okno Blackman-Harrisovo okno Kosinové lichoběžníkové okno Exaktní Blackmanovo okno Exponenciální okno Ploché okno Pilové okno Všeobecné kosinové okno Hammingovo okno Hanningovo okno Kaiser-Besselovo okno Trojúhelníkové okno Filtry Besselův filtr Butterworthův filtr Kaskádový Přímý Čebyševův filtr Eliptický filtr Equi-Ripple filtr FIR filtr FIR úzkopásmový filtr FIR Windowed filtr IIR kaskádový filtr IIR filtr s I.C. IIR filtr Inverse Čebyševův filtr Medián Filtr Parks-McClellan Lineární algebra A x B součin matic A x vektor, součin matic, vektorů Determinant Inverze matice Lineární rovnice Normalizované vektory Krokování Jednotkový vektor LU faktorizace Choleského faktorizace QR faktorizace SVD Faktorizace Řešení lineární rovnice Volání lineárních rovnic Vlastní čísla a vektory Normování matic Pseudoinverzní matice Komplexní LU faktorizace Komplex. Choleského faktorizace Komplexní QR faktorizace Komplexní SVD faktorizace Komplexní inverze matic Řešení komplexního lineárních rov. Komplexní vlastní vektory a čísla Komplexní determinant Komplexní matice a norma Komplexní matice Rank Komplexní pseudoinverzní mat. Komplexní A x B matic Komplexní A x vektor

13 3 Křížový výkon Křížová korelace Dekonvolunce Derivace Rychlá Hilbertova transformace Rychlá Hartleyova transformace Integrál Inverzní komplexní FFT Inverzní Fast Hilbertova transf. Inverzní reálná FFT Výkonové spektrum Pulzní parametry Reálná FFT Y[i]={X[i]} Y[i]=X[i-n] Statistika 1D, 2D a 3D Rozdělení chí kvadrát Kontingenční tabulky Distribuční funkce Histogram Rozdělení inverzní Chi kvadrát Normální inverzní rozdělení Rozdělení Střední hodnota Medián Módy Momenty Normální rozdělení Polynomická interpolace Racionální interpolace RMS Spline interpolace Standardní interpolace T distribuce Variance Komplexní norm. vektor Speciální matice Test positivní matice Pole a numerická matematika 1D a 2D lineární rovnice 1D polarní 1D a 2D polynomická rovnice Numerická integrace Transformace souřadnic Měřítka 1D a 2D Hledání kořenů polynomů Odbor termomechaniky a techniky prostředí, Fakulta strojního inženýrství, Vysoké učení technické v Brně

14 2.2 ZÁKLADNÍ ČÁSTI VIRTUÁLNÍHO PŘÍSTROJE V této části budou zběžně vysvětleny základní části, z nichž sestává virtuální přístroj Čelní panel Grafické rozhraní k uživateli plní tutéž úlohu jako čelní panel fyzického přístroje. Pro vytváření čelního panelu je k dispozici samostatné okno. Příklad toho, jak může vypadat čelní panel virtuálního přístroje, ukazuje následující obrázek: Obr Čelní panel virtuálního přístroje Na čelním panelu se nacházejí dva typy objektů: ovládací (controls) - slouží pro ovládání virtuálního přístroje. Zprostředkují tedy povely uživatele do aplikace - v blokovém diagramu jsou to bloky, z nichž signál vstupuje do algoritmu (vstupní bloky). indikační (indicators) - slouží k indikaci stavu virtuálního přístroje a výstupu výsledků. Zprostředkují tedy předávání informací uživateli. V blokovém schématu jsou to bloky, v nichž signálové cesty končí (výstupními bloky). Oba typy objektů se na čelní panel umísťují z knihovny, která je součástí systému. Z knihovny lze tyto objekty vybírat pomocí paletových nabídek, která jsou přístupné pomocí nabídky Windows/Show Controls Palette. Po umístění v okně čelního panelu lze u objektu měnit velikost, umístění, barvy atd. Kromě výběru položky přes menu existuje rychlejší možnost vyvolat zviditelnění paletového menu stiskem pravého tlačítka myši při poloze kurzoru kdekoliv v čelním panelu. Každý objekt čelního panelu lze navíc upravit přes roletové menu vyvolatelné při poloze kurzoru myši na objektu pravým tlačítkem myši a v tomto menu lze měnit další vlastnosti tohoto objektu. Následující obrázek ukazuje paletovou nabídku objektů čelního panelu.

15 Blokové schéma Obr Paletová nabídka objektů čelního panelu Blokové schéma je grafickým vyjádřením zdrojového kódu virtuálního přístroje. Konstruuje se propojováním jednotlivých bloků signálovými cestami. Bloky jsou jednak koncové (zdrojové a cílové) (source and sink terminals), které jsou na panel blokového schématu umístěny automaticky při konstrukci čelního panelu a jednak uzlové (nodes), které reprezentují zpracování signálu a lze je vybírat z paletového menu Functions reprezentujícího vlastně knihovnu funkcí v okně blokového diagramu. Paletové menu s funkcemi lze vyvolat obdobným způsobem jako paletové menu objektů čelního panelu - bud' přes menu Windows/Show Functions Palette nebo kliknutím pravýmé tlačítkem myši v okně blokového diagramu. Obr Paletová nabídka funkcí v blokovém diagramu Uzlové bloky jsou ekvivalentní příkazům, operátorům, funkcím a podprogramům klasických programovacích jazyků. i a Kromě tohoto propojení (wires) existují ještě tzv. struktury (structures), nahrazující v grafické podobě standardní konstrukce užívané v programovacích jazycích (podmíněný

16 3 příkaz, přepínač, cyklus...). LabVlEW má i propojení na externí bloky textově orientovaného kódu a na textově orientované výrazy. Signálovou cestou se propojují zdrojové a cílové koncové bloky. Nelze propojit vzájemně dva zdrojové koncové bloky, ale lze spojit jeden zdrojový koncový blok k několika cílovým. Tvar a barva čáry reprezentující definovanou signálovou cestu rozlišuje typ proměnné, která prochází daným místem. Obr Příklad blokového diagramu virtuálního přístroje Běh aplikace v LabVIEW je řízen tokem dat. Tok dat (data flow) je charakterizován jediným pravidlem, a to, že uzlový blok zahájí zpracování dat, má-li k dispozici platná data na všech svých vstupech a po zpracování je posílá ke všem svým výstupům. Jednotlivé bloky mohou pracovat i současně a tím se tento způsob výrazně liší od sekvenčního způsobu zpracování dat v textově orientovaných jazycích, kde je běh aplikace řízen posloupností příkazů. Aplikace uvedeného pravidla umožňuje velmi jednoduchou realizaci paralelních větví zpracování aplikace Ikona a konektor Při volání virtuálního přístroje jiným virtuálním přístrojem je jeho práce analogická podprogramu. Svými zdrojovými bloky přijímá data z volajícího nadřazeného virtuálního přístroje a svými cílovými bloky je po zpracování opět vrací. Následující obrázek ukazuje příklad blokového schématu virtuálního přístroje: V blokovém schématu nadřazeného virtuálního přístroje je podřízený virtuální přístroj reprezentován ikonou, jejíž součástí je i sada vstupních a výstupních připojovacích míst, tzv. konektor. Konektor se podobá seznamu parametrů u podprogramu klasických programovacích jazyků. Každé přípojné místo odpovídá jednomu ovládacímu nebo indikačnímu prvku čelního panelu tohoto virtuálního přístroje. Symbol ikony a konektoru je umístěn v pravém horním rohu okna čelního panelu a okna blokového schématu. Zobrazuje se vždy pouze jeden z obou prvků (ikona-konektor), přepína lze mezi nimi. Editaci těchto součástí virtuálního přístroje lze provádět jen v okně čelního panelu, a to v módu editačním. Obr Symbol ikony a konektoru virtuálního přístroje

17 2.3 POPIS PROSTŘEDÍ LABVIEW Po nainstalování LabVIEW se v prostředí šestnáctibitových Windows objeví nové okno se seskupením ikon podle následujícího obrázku: Obr Okno s ikonami vývojového prostředí LabVIEW Jednotlivé ikony mají následujicí význam: LabVIEW - spouští vlastní vývojové prostředí LabVIEW Release Notes - poznámky k aktuální verzi LabVIEW Upgrade Notes - poznámky pro upgrade u starší verze LabVIEW WIBConf - konfigurace karty GPIB rozhraní WIBIC - jednoduchý komunikační program pro GPIB rozhraní WDAQConf - konfigurace multifunkčních zásuvných karet NlDAQ ReadMe - poznámky k SW driveru multifunkčních zásuvných karet (NIDAQ) V operačním systému Windows 95 odpovídá vývojovému prostředí LabVIEW položka základního menu Programy: Obr Skupina LabVIEW v operačním systému Windows 95 Význam jednotlivých položek odpovídá předchozímu popisu. Po spuštění vývojového prostředí uživatel vidí dvě okna v kaskádním uspořádání: okno čelního panelu (standardně šedé) okno blokového diagramu (standardně bílé). Každé okno má tyto náležitosti:

18 2 standardní ovládací prvky dané prostředím Windows (záhlaví okna, ikonky pro změnu velikosti okna) roletové menu - shodné v okně čelního panelu i v okně blokového diagramu místo pro ikonu a konektor lištu s nástroji - některé jsou shodné pro obě okna, některé se nacházejí pouze v okně blokového diagramu Roletová menu Obecně platí, že položky zakončené třemi tečkami nejsou konečnou volbou příkazu a vedou pouze do další vrstvy výběru. Položky bez tří teček jsou koncovými volbami, po jejichž zvolení je odpovídající příkaz okamžitě proveden. Obr Položka menu File (Soubor) File skupina příkazů pro práci se soubory: New otevření nového virtuálního přístroje (tzn. jeho okna čelního panelu a okna blokového diagramu) - ve vývojovém prostředí může být otevřeno současně více virtuálních přístrojů, aktivní je však v daném okamžiku pouze jedno okno s panelem. Open... otevření virtuálního přístroje nahráním z disku nebo diskety (otevře se jeho okno čelního panelu). Close uzavření virtuálního přístroje (je-li tato položka použita v okně čelního panelu, uzavírají se obě okna, při použití v okně blokového diagramu se uzavírá pouze toto okno). Save... uložení virtuálního přístroje z aktivního okna na disk do stejného souboru, ze kterého byl nahrán (původní soubor je tedy novým nahráním přemazán novým stavem). Nebyl-li VI dosud nahráván, je uživatel nejprve dotázán prostřednictvím dialogového okna na umístění a pojmenování souboru) Save As... uložení virtuálního přístroje z aktivního okna do jiného souboru, původní soubor je tedy zachován. Práce na VI pokračuje s vazbou na nově uložený soubor (aktivní okno dostane v záhlaví nové pojmenování) Save A Copy As... uložení kopie virtuálního přístroje z aktivního okna do jiného souboru. Práce na virtuálním přístroji pokračuje s vazbou na původní soubor (aktivní okno zůstane v záhlaví pojmenováno stejně). Save With Options... jako Save avšak s možností zvolit některou ze speciálních voleb pro ukládání (na nové místo, uložit se všemi souvisejícími subvi, uložit pro vytváření EXE tvaru). Revert... návrat ke stavu virtuálního přístroje, který byl po posledním nahrání/ukládání na disk nebo disketu (použití v případě, že chci zrušit editace). Význam této funkce poklesl v posledních verzích, kdy jsou imlementovány funkce Undo a Redo.

19 3 Printer Setup... nastavení voleb pro tiskárnu Print Documentation... vytištění dokumentace k vytvářenému virtuálnímu přístroji - uživatel zde má možnost volby, které součásti virtuálního přístroje budou tištěny (ikona, konektor, popis panelu, podřízené podvi, úprava formátu stránky, tisk hlavičky atp.). Print Window... vytištění aktivního okna s volbami. Data Logging... zapnutí volby ukládání aktuálního stavu objektů čelního panelu po každém dokončení činnosti VI do souboru s databázovým přístupem. Edit VI Library... editace knihovních *.llb souborů (vypuštění, skrytí jednotlivých VI, označení nejvyššího VI v rámci hierarchie,...). Mass Compile... spuštění překladu, který propojí VI v rámci knihovního souboru s knihovními funkcemi systému a podřízenými podvi. Convert CVI FP File... Možnost konverze funkčních panelů vytvořených ve vývojovém prostředí CVI na čelní panely virtuálních přístrojů ve vývojovém prostředí LabVIEW Exit opuštění vývojového prostředí LabVIEW (není-li uložen aktuální změněný stav některého otevřeného VI, je na to uživatel upozorněn). Obr Položky menu Edit (Editace) Edit skupina editačních příkazů: Undo Create vrací editační změny nebo-li ruší poslední editaci. Redo vrací stav před použitím funkce Undo. Cut přemístění označených objektů čelního panelu nebo blokového diagramu do schránky. Z panelu, na němž by1y objekty označeny touto operací tedy zmizí. Copy překopírování označených objektů čelního panelu nebo blokového diagramu do schránky (na panelu nadále zůstávají). Paste překopírováni obsahu schránky do aktivního panelu. Obsah schránky zůstává zachován. Clear vymazání označených objektů čelního panelu nebo blokového diagramu. Import Picture from File... import obrázku ze souboru (např. v BMP formátu). Po importu je obrázek umístěn v zápisníku a odtud je možné jej pomocí Paste vložit do čelního panelu. Remove Bad Wires... odstranění neplatných datových spojů z blokového diagramu. Velmi důležité! V blokovém diagramu mohou totiž být pozůstatky datových cest pouhým okem nepostřehnutelné, ale systémem evidované a způsobující problémy s překladem. Tato operace by měla být jako první použita v situaci, kdy vývojové prostředí označuje VI jako nespustitelný (signalizováno přerušeným nástrojem pro spouštění virtuálních přístrojů) Panel Order... zobrazí pořadí objektů čelního panelu a umožní je změnit (důležité při ovládání z klávesnice - tabelátorem se přepíná na objekt následující po aktivním objektu podle daného pořadí objektů).

20 4 Edit Control... vyvolá speciální grafický editor objektů čelního panelu Creat SubVI... je-li v blokovém diagramu vybrána určitá oblast, je možné touto volbou vytvořit z daného výběru samostatný podvi. Move Forward přesune označený objekt ve skupině překrývajících se objektů o jednu vrstvu směrem dopředu Move Backward přesune označený objekt ve skupině překrývajících se objektů o jednu vrstvu směrem dozadu Move To Front přesune označený objekt ve skupině překrývajících se objektů zcela dopředu - bude tedy tvořit vyšší vrstvu Move To Back přesune označený objekt ve skupině překrývajících se objektů zcela dozadu - bude tedy tvořit nižší vrstvu Preferences... nastavení voleb ovlivňujících vývojové prostředí (cesty k souborům, hlídání volného místa na disku, uvolňování paměti, barvy, fonty, volby pro tisk, volby pro okno history, volby pro ladění atp.). User Name... zadání jména uživatele vytvářejícího virtuální přístroj, pro odlišení od uživatele, který vlastní licenci pro vývojové prostředí (např. pro tisk do hlaviček dokumentace). Select Palette Set... umožní vybrat jedno z předvolených nebo z uživatelsky vytvořených uspořádání paletových menu objektů čelního panelu a uspořádání paletových menu funkcí blokového diagramu. Edit Control & Function Palette... umožňuje ve speciálním editoru upravovat vzhled a doplňovat paletová menu objektů čelního panelu a funkcí blokového diagramu. Obr Položka menu Operate (Činnost) Operate - skupina příkazů pro spouštění a zastavování běhu virtuálního přístroje a práci s přednastavenými hodnotami objektů Run spuštění běhu virtuálního přístroje. Stop zastavení běhu virtuálního přístroje. Print at Completion aktivace tisku čelního panelu po dokončení běhu virtuálního přístroje. Log at Completion aktivace uložení stavu čelního panelu do databázového souboru po dokončení běhu virtuálního přístroje. Data Logging... Log... uložení stavu čelního panelu do databázového souboru. Retrieve... prohlídka databázového souboru s uloženými stavy čelního panelu. Purge Data... vymazání obsahu databázového souboru. Change Log File Binding... změna nasměrování ukládání dat do databázového souboru. Clear Log File Binding zrušení nasměrování ukládání dat do databázového souboru. Suspend when Called pozastavení běhu aplikace, je-li daný VI volán. Make Current Values Default označení všech aktuálních hodnot objektů čelního panelu jako hodnot přednastavených - tyto hodnoty budou objekty nabývat po otevření virtuálního přístroje. Reinitialize All to Default změna všech hodnot objektů čelního panelu na hodnoty přednastavené. Change To xxx Mode přepnutí do druhého ze dvou módů, v nichž může vývojové prostředí LabVIEW pracovat (editační mód a mód běhu aplikace).

21 5 Obr Položka menu Project (Projekt) Project skupina příkazů pro práci s projektem: Create Distribution Kit... tato položka se zobrazí pouze, je-li nainstalován do systému tzv. Application Builder - překladač do tvaru spustitelného mimo vývojové prostředí. Touto volbou se startuje proces tvorby sady instalačních disket pro danou aplikaci Show VI Hierarchy... zobrazení okna, ve kterém je vidět hierarchická struktura projektu, zobrazení lze vidět s různým stupněm rozlišení, z tohoto okna lze i rychle otvírat jednotlivé subvi nebo měnit jejich ikony, či nastavení voleb pro běh VI This Vis Callers zobrazí ikony všech virtuálních přístrojů, které v rámci hierarchie vytvářené aplikace volají virtuální přístroj v aktivním okně jako funkci a je možno rychle se dostat do vybraného z nich dvojím kliknutím na jeho ikonce v zobrazeném seznamu This Vis subvls zobrazí ikony všech virtuálních přístrojů, které volá virtuální přístroj v aktivním okně jako funkce a je možno rychle se dostat do vybraného z nich dvojím kliknutím na jeho ikonce v zobrazeném seznamu Unopened subvis podřízené subvi k danému virtuálnímu přístroji v aktivním okně, které momentálně nejsou ve vývojovém prostředí otevřeny - zobrazí se seznam odpovídajících ikonek a je možno rychle se dostat do vybraného z nich dvojím kliknutím na jeho ikonce v zobrazeném seznamu Unopened Type Defs zobrazí seznam neotevřených definic typů Find... otvírá okno pro zadáni hledaného textu či objektu v rámci celého projektu Search Results... otvírá okno s výsledky hledání Find Next přechod na následující položku u seznamu nalezených objektů Find Previous přechod na předcházející položku u seznamu nalezených objektů Show Profile Window... otevření okna profileru umožňujícího zmapovat Časovou mapu běhu projektu Build Application... tato položka se zobrazí pouze, je-li nainstalován do systému tzv. Application Builder - překladač do tvaru spustitelného mimo vývojové prostředí. Touto volbou se startuje proces překladu projektu do spustitelného tvaru (*.EXE) v podobě tzv. RunTime modulu

22 6 Obr Položka menu Windows (Okna) Window skupina příkazů pro práci s okny: Show Diagram ukaž okno blokového diagramu. Show VI info ukaž okno pro zadání nápovědy pro daný VI. Show History ukaž okno historie editace zpracovávaného virtuálního přístroje. Show Controls Palette zobrazení paletového menu s objekty pro čelní panel. Show Functions Palette zobrazení paletového menu s funkcemi pro blokový diagram. Show Tools Palette zobrazení paletového menu s nástroji. Show Clipboard ukaž obsah schránky. Shov Error List ukaž seznam chybových hlášení. Tile Left And Right přemísti a uprav velikost okna čelního panelu a blokového diagramu tak, aby pokryl celou obrazovku s rozdělením napůl (pásy vpravo a vlevo) Tile Up And Down přemísti a uprav velikost okna čelního panelu a blokového diagramu tak, aby pokryl celou obrazovku s rozdělením napůl (pásy nahoře a dole). Full Size roztáhni aktivní okno přes celou obrazovku. Obr Položka menu Help (Nápověda) Help - skupina příkazů pro práci s nápovědou Show Help zobrazení okna nápovědy - v okně je zobrazena vždy nápověda k objektu, na který ukáže uživatel kurzorem a vybere jej. Velmi užitečné okno zejména ve fázi definování signálových cest, kdy je v okně vidět konektor funkce s popisem pinu a pin, na němž je zrovna kurzor zvýrazněn Lock Help podržení okna nápovědy ve smyslu. Aktuální obsah zůstane zachován i když uživatel vybere jiný objekt v okně blokového diagramu. Simple Help zobrazení zjednodušeného nápovědného textu v okně nápovědy. On Line Reference otevírá klasickou nápovědu, která je součástí aplikací provozovaných v prostředí

23 7 Windows. Jedná se o hypertextový soubor s mnoha informacemi k vývojovému prostředí. On Line Help for xxx... zobrazení nápovědného textu pro daný virtuální přístroj. DAQ Examples Navigator... spuštění navigátoru pro volbu odpovídajícího příkladu k dané DAQ aplikaci Technical Support Form... formulář pro podporu řešení technických problémů About LabVIEW výpis verze vývojového prostředí, se kterou uživatel pracuje. Zároveň je zobrazena informace o paměti systému Paletové menu s objekty čelního panelu Knihovna Controls obsahuje prvky používané na panelu. Vyvolá se kliknutím pravým tlačítkem myši na pracovní ploše panelu. Controls - knihovna možných objektů čelního panelu virtuálního přístroje Obr Paleta objektů čelního panelu Numeric objekty pro zadávání a zobrazení číselných hodnot různého tvaru. Boolean objekty pro zadávání a zobrazení logických hodnot různého tvaru. String & Table objekty pro zadávání a zobrazení textových řetězců a tabulek. List & Ring objekty pro výběr z množiny možností (přepínače). Array & Cluster objekty pro zadávání a zobrazování datových struktur typu pole (datová struktura sdružující prvky stejného datového typu) a cluster (datová struktura sdružující prvky různého datového typu). Graph objekty pro zobrazení grafu (registračních, statických, dvourozměrných, trojrozměrných). Path& RefNum objekty pro zadávání a zobrazování cest k souborům a ovládačů souborů, síťových spojení a zařízení. Decorations dekorační prvky umístitelné na čelní panel (nejsou s nimi spojené koncové bloky [terminals] v okně blokového diagramu. User Controls do této položky lze zařazovat uživatelem vytvořené objekty nebo další objekty, které jsou součástí tzv. additional toolkits (rozšíření vývojového prostředí). Select a Control možnost výběru z prvků umístěných mimo knihovnu a vytvořených uživatelem vývojového prostředí Položky menu pro práci s textem V liště nástrojů v řádku pod roletovým menu je informace o navolených vlastnostech textu. Po kliknutí na tomto místě se rozvine následující nabídka: Font Dialog... dialogové okno pro zadání vlastností textu. Application Font volba jedoho ze čtyř přednastavených fontů pro označený text. System Font možnost vybrat si pro označený text jeden ze čtyř přednastavených fontů Dialog Font možnost vybrat si pro označený text jeden ze čtyř přednastavených fontů Current Font možnost vybrat si pro označený text jeden ze čtyř přednastavených fontů Size nastavení velikosti textu. Style výběr tvaru písma (normální, tučné, kurzíva, podtržené) Justify nastavení výběr způsobu zarovnávání Color výběr barvy

24 8 Následuje seznam fontů, které jsou momentálně v systému k dispozici. LabVIEW podporuje všechny obvyklé prostředky pro editaci (clipboard apod.). Editace prvků se provádí pomocí positioning tool. Typ, barva a velikost fontů se nastavuje pomocí Nástroje pro zarovnávání a volbu rozestupů Tyto nástroje najdeme na liště v okně čelního panelu i blokového diagramu. Umožňují volit zarovnání (Alignment) a rozestup vybraných prvků (Distribution). Alignment... volba způsobu zarovnání označených objektů čelního panelu nebo bloků v blokovém diagramu - tato volba zůstává v platnosti do změny provedené toutéž volbou, zároveň s volbou typu zarovnání je zarovnání provedeno Ctrl A výkonný povel k zarovnání označených objektů čelního panelu nebo označených bloků blokového diagramu. Typ zarovnání je podle nastavení volbou popsanou v předchozím odstavci. Distribution... volba rozestupu označených objektů čelního panelu nebo bloků v blokovém diagramu - tato volba zůstává v platnosti do změny provedené toutéž volbou, zároveň s volbou rozestupu je úprava rozestupu provedena. Ctrl D výkonný povel k úpravě rozestupů označených objektů čelního panelu nebo označených bloků blokového diagramu. Typ úpravy rozestupu je podle nastavení volbou popsanou v předchozím odstavci Align Objects a Distribute Objects ulehčují rozmístění objektů po poracovní ploše Odbor termomechaniky a techniky prostředí, Fakulta strojního inženýrství, Vysoké učení technické v Brně

25 2.4 NÁSTROJE PRO PRÁCI VE VÝVOJOVÉM PROSTŘEDÍ LABVIEW Pod řádkem s roletovým menu je v každém okně vývojového prostředí lišta s ikonami, představujícími nástroje pro práci v rámci vývojového prostředí LabVIEW. Sada nástrojů se liší podle toho, zda se jedná o okno čelního panelu o okno blokového diagramu a dále podle toho, zde je systém v editačním módu, nebo v módu běhu aplikace. Mód editační je určen pro vytváření virtuálních přístrojů - úpravu čelního panelu a blokového diagramu, mód běhu aplikace je určen pro provozování vytvořeného virtuálního přístroje s možnostmi používat i ladicí prostředky. Další možnost výběru nástrojů je paletové menu, které je možno zobrazit přes položku menu Windows / Show Tools Palette: Natrvalo se vyvolá pomocí menu WindowsShow Tools Palette. Dočasně se vyvolá myší <Shift + right click>. <Spacebar> mění nejpoužívanější nástroje tj. v panelu operating-positioning a v diagramu positioning-wiring. <Tab> mění cyklicky nejpoužívanější nástroje. S nástroji se pracuje tak, že při jejich výběru se ukáže kurzorem na vybraný z nich a kliknutím na levé tlačítko myši se nástroj vybere - od této chvíle je nástroj vybrán a kurzor myši má jeho podobu. Rychlejší přepínání mezi nástroji je použitím tabelátoru na klávesnici. Obr Paleta s nástroji použitelnými ve vývojovém prostředí LabVIEW V této paletové nabídce jsou po řádcích následující nástroje: Ovladač (operating tool) tímto nástrojem se ovládají prvky čelního panelu. Lze jím zapisovat do okének (s plnými editačními možnostmi), otáčet knoflíky, posouvat jezdci přepínačů. přeškálovávat osy grafu apod. Výběr, změna pozice (positioning tool) tímto nástrojem lze vybrat jeden nebo více prvků čelního panelu (pro výběr více prvků je nutno přidržet klávesu <Shift>, nebo označit obdélník s přidržením levého tlačítka myši). Dále jim lze prvky zvětšovat či zmenšovat a či otáčet stupnicí u knoflíků - pro tyto akce je nutno najít odpovídající místo prvku. Popisovač (labeling tool) tímto nástrojem lze upravovat jakékoliv texty na čelním panelu (zápis do okének, přeškálování stupnic apod.). Propojovač (wiring tool) tímto nástrojem se definují signálové cesty v blokovém diagramu a propojují se prvky čelního panelu s odpovídajícími piny konektoru. Rozvinutí roletové nabídky prvku (pop-up) tímto nástrojem lze rozvinout roletovou nabídku prvku, na který ukazuje. Nástroj změny výřezu grafického rozhraní k uživateli (scrolling tool) použití tohoto nástroje je v podstatě ekvivalentní použití rolovacích lišt. Nasazení bodu přerušení (breakpoint) ladicí prostředek umožňující pozastavení běhu aplikace v okamžiku, kdy do místa s nasazeným bodem přerušení dojde signál. Nasazení sondy (probe) sonda je další ladicím prostředkem. který vizualizuje hodnotu signálu v daném místě. Nastavení barvy podle zvoleného objektu (color copy) usnadňuje nastavení barvy v případě, že již byla na grafickém rozhraní použita Nastavení barvy pro vybarvování objektů čelního panelu (color) Při stisku pravého tlačítka myši vybírá barvu z barevné palety (možno nastavit zvlášť barvu popředí a pozadí) a následně pomocí levého tlačítka mění barevné provedení libovolné části čelního panelu či blokového diagramu.

26 2.5 TECHNIKY PROPOJOVÁNÍ BLOKŮ prvky blokového schématu lze propojovat pomocí wiring tool každý prvek blokového schématu má svůj konektor se vstupy a výstupy jednotlivé piny konektoru se pod kurzorem wiring tool začerňují, přičemž se navíc zobrazuje jejich stručný popis v případě nejasností je možno nahlédnout do nápovědy obecně nelze propojit cokoli s čímkoli, některé bloky, např. sčítání, dovolují značnou volnost, v některých případech je možné automatické přetypování, v místě přetypování se objeví tečka, jiné bloky nekompromisně vyžadují jistý datový typ Obr Příklad propojování bloků datové typy jsou rozlišeny barvou, tloušťkou a typem čáry nebo rámečku a doplňujícím textem nepovolené propojení je znázorněno černou čárkovanou čarou všechna nepovolená propojení lze odstranit příkazem Remove Bad Wires v menu Edit propojení lze vytvářet klikáním začíná se vždy na pinu nebo na wire (rozvětvení) končí se na pinu nebo dvojklikem Spacebar mění orientaci tažení Ctrl + left click maže poslední segmen editace se provádí pomocí positioning tool click označí segment double click označí celou větev triple click označí celý strom v pop-up menu signálu (right click na signálu) volbou Insert lze do signálu vložit libovolný blok, volbou Probe nebo Custom Probe vložit probe, tj. dočasný ukazatel stavu v pop-up menu bloku (right click na blok) jsou volby Create Constant, Create Control a Create Indicator pomocí nichž lze rychle vytvořit a zároveň připojit k vybranému pinu konektoru daný objekt Odbor termomechaniky a techniky prostředí, Fakulta strojního inženýrství, Vysoké učení technické v Brně

27 2.6 SPOUŠTĚNÍ APLIKACE aplikaci lze spouštět buď přímo v prostředí LabVIEW nebo ji zkompilovat a provozovat samostatně aplikaci lze uchovávat samostatně jako soubor *.vi, nebo sdružovat více aplikací do knihovny *.llb aplikace se spouští z menu OperateRun nebo ikonou s šipkou běh aplikace lze předčasně ukončit volbou OperateStop nebo aplikaci lze spustit též Run Continuously, opakované spouštění jsou-li v aplikaci chyby, nelze ji spustit, ikona Run je nahrazena, která otevírá Error List Odbor termomechaniky a techniky prostředí, Fakulta strojního inženýrství, Vysoké učení technické v Brně

28 2.6 SPOUŠTĚNÍ APLIKACE aplikaci lze spouštět buď přímo v prostředí LabVIEW nebo ji zkompilovat a provozovat samostatně aplikaci lze uchovávat samostatně jako soubor *.vi, nebo sdružovat více aplikací do knihovny *.llb aplikace se spouští z menu OperateRun nebo ikonou s šipkou běh aplikace lze předčasně ukončit volbou OperateStop nebo aplikaci lze spustit též Run Continuously, opakované spouštění jsou-li v aplikaci chyby, nelze ji spustit, ikona Run je nahrazena, která otevírá Error List Odbor termomechaniky a techniky prostředí, Fakulta strojního inženýrství, Vysoké učení technické v Brně

29 2.7 KNIHOVNA NUMERIC obsahuje objekty s charakteristickou proměnnou numerického typu digitální prvky Digital Control, control Digital Indicator, indicator Simple Numeric, může být control i indicator analogové prvky lineární Simple Vertical Slide Vertical Slide Vertical Fill Slide Vertical Pointer Slide Tank Simple Horizontal Slide Horizontal Slide Horizontal Fill Slide Horizontal Pointer Slide Thermometer Objekty mohou být typu control i indicator. Všechny objekty se liší pouze vzhledem. Objekty mohou mít více proměnných, editace pomocí Add/Remove Slider proměnná je pak typu numeric cluster. Typy voleb: Fill Options nastavuje způsob výplně Scale je možno upravit stupnici (formát, diference, lin/log...) Text Labels umožňuje nahradit čísla na stupnici popisem, položku lze přidat volbami Add Item After/Before, odebrat Remove Item proměnná pak nabývá celočíselných hodnot 0,1...n, to lze změnit pomocí Data Range... a Format &Precisio analogové prvky kruhové Knob Dial Meter Gauge Objekty mohou být typu control i indicator, liší se pouze vzhledem. Objekty mohou být více proměnných, editace pomocí Add/Remove Needle, ostatní volby obdobné jako u lineárních prvků, pomocí positioning tool lze měnit počáteční a aktivní úhel stupnice. prvky pracující s barvou Color Box Framed Color Box Mohou být control i indicator. Proměnná je typu U32 ve tvaru RRGGBBh tedy od černé [0,0,0] =000000h=0 po bílou [255,255,255]=FFFFFF= , v režimu control Allow Transparent povoluje vybrat T= (průhledná). Color Ramp Může být control i indicator libovolného numerického datového typu. Volba Interpolate Color umožní plynulý přechod mezi barevnými odstíny. Nad rampou lze nastavit barvu při přetečení, pod rampou barvu při podtečení. Všechny numerické prvky mohou mít fyzikální jednotku vyvolatelnou pomocí Show Unit Label. Odbor termomechaniky a techniky prostředí, Fakulta strojního inženýrství, Vysoké učení technické v Brně

30 2.8 KNIHOVNA BOOLEAN obsahuje objekty s charakteristickou proměnnou typu Boolean všechny prvky lze použít jako control i indicator prvky jako Switch nebo Button se lépe hodí na control prvky jako LED nebo Light se lépe hodí na indicator hodnota prvku v módu control lze měnit pomocí operating too vždy, hodnota prvku v módu indicator lze měnit pouze při editaci některé prvky obsahují nápis, ten lze volbou Lock Text in Cente zafixovat do středu prvku, pohyb povoluje Release Text předpokládáme-li u nějakého prvku jistou hodnotu, lze odchylku od této hodnoty registrovat pomocí voleb Suspend If True/False v položce Data Range... v módu control lze navíc nastavit režim přepínače pomocí volby v menu Mechanical Action Switch When Pressed při stisku tlačítka myši změní hodnotu, hodnota trvá nezávisle na čtení hodnoty prvku Switch When Released při uvolnění tlačítka myši změní hodnotu, hodnota trvá nezávisle na čtení hodnoty prvku Switch Until Released při stisku tlačítka myši změní hodnotu, při uvolnění opět mění hodnotu, překlápění je nezávislé na počtu čtení hodnoty prvku Latch When Pressed při stisku tlačítka myši změní hodnotu, jakmile je hodnota jednou přečtena, vrací se zpět, to je nutné v případech kdy je nutné provést operaci pouze jednou (ovládání smyček apod.) Latch When Released při stisku tlačítka myši změní hodnotu, jakmile je hodnota jedno přečtena, vrací se zpět Latch Until Released při stisku tlačítka myši změní hodnotu, vrací zpět po uvolnění tlačítka a jednom přečtení stavu Odbor termomechaniky a techniky prostředí, Fakulta strojního inženýrství, Vysoké učení technické v Brně

31 2.9 KNIHOVNA STRING & TABLE Obr Menu String&Table String Control, control String Indicator, indicator Simple String, možno použít jako control i indikátor formát textu lze měnit volbami: Normal Display, normální text \ Codes Display, Escape sekvence Password Display, skrytí textu za ******* Hex Display, hex hodnoty Ascii kódu volbou Limit To Single Line lze potlačit zadání nového řádku Table, 2D pole proměnných typu String volba Empty Table umožňuje rychle vymazat obsah celé tabulky volbou Selection Scrooling lze povolit výběr mimo zobrazenou oblast tabulky Odbor termomechaniky a techniky prostředí, Fakulta strojního inženýrství, Vysoké učení technické v Brně

32 2.10 KNIHOVNA LIST & RING Obr Menu List&Ring List je struktura s proměnnou numerického typu, jejíž hodnota je závislá na výběru řádku v seznamu Ring je struktura s proměnnou numerického typu, jejíž hodnota je závislá na výběru položky (text, obrázek...) Text Ring, položky typu textový řetězec, editace pomocí Add/Remove Item, vjednom okamžiku je vidět pouze jedna položka Menu Ring, položky typu textový řetězec, editace pomocí Add/Remove Item, vidět je jedna položka, při změně hodnoty se vybírá ze seznamu Dialog Ring, totéž jako Menu Ring, jiný vzhled Pict Ring, položkami jsou obrázky, obrázek musí být předem umístěn do schránky (menu Edit- Copy) a následně nahrán pomocí Import Picture Text & Pict Ring, položkami mohou být texty i obrázky Single Selection List, zobrazení více položek seznamu v jednom okamžiku Multiple Selection List, umožňuje výběr několika položek zároveň, proměnná je typu pole výběr v listu lze provést myší, šipkami nebo psaním počátečních písmen položek režim klávesnice lze nastavit v Keyboard Mode (rozlišování velkých a malých písmen) režim výběru lze nastavit v Selection Mode 0 or 1 Item, může být vybrána pouze jedna položka 1 Item, musí být vybrána právě jedna položka 0 or More Items, může být vybráno libovolně 1 or More Items, musí být vybrána alespoň jedna položka Enumerated Type, proměnná výčtový typ, jinak stejné jako Text Ring Odbor termomechaniky a techniky prostředí, Fakulta strojního inženýrství, Vysoké učení technické v Brně

33 2.11 KNIHOVNA ARRAY & CLUSTER Obr Menu Array&Cluster Array, pole. Po umístění na panel nemá ještě pole udaný typ proměnné. Pole je třeba osadit prvkem požadovaného datového typu, tzn. prvek pomocí positioning tool umístit do rámečku pole. Dimenze pole lze měnit pomocí Add/Remove Dimension, na pravé straně pole jsou umístěny indexy, indexace je vždy 0,1,... Velikostí pole na panelu je určen počet zobrazených prvků. V Data Operations je navíc několik položek týkajících se editace pole. Volbou Add/Remove Element Gap lze aktivovat rámeček kolem vybraných prvků. V diagramu má terminál navíc volbu Array Tools umožňující rychlejší přístup na funkční bloky pracující s poli, viz kapitola 4.5. Cluster je struktura obsahující položky různého typu, LabVIEW rozlišuje navíc cluster s položkami pouze číselného typu a cluster s položkami obecného typu, viz kapitola 2.9. Cluster na panelu reprezentuje rámeček, do kterého je možno umisťovat prvky libovolného datového typu. Pořadí prvků ve struktuře závisí na pořadí vkládání prvků do rámečku, (nesouvisí s umístěním). Pořadí lze měnit pomocí Cluster Order... zadáním pozice a kliknutím na prvek. Pomocí Autosizing lze aktivovat automatickou úpravu velikosti rámečku dle rozmístění prvků uvnitř. V diagramu má terminál navíc volbu Cluster Tools umožňující rychlejší přístup na funkční bloky pracující s clustery, viz kapitola 4.6. Error In/Out.ctl, jsou clustery předdefinované pro komunikaci mezi VI, popis v Online Reference v Communications Overview. Odbor termomechaniky a techniky prostředí, Fakulta strojního inženýrství, Vysoké učení technické v Brně

34 2.12 KNIHOVNA GRAPH Obr Menu Graph Graph a Chart jsou ve většině případů používány jako dvourozměrné displeje určené pro grafické zobrazování jednoho nebo více průběhů, (ovšem lze použít i v režimu control). Graph přijímá a zobrazuje data po blocích. Chart přijímá a zobrazuje jednotlivá data, tak jak přicházejí na jeho vstup Waveform Chart, zobrazuje data přiváděná na vstup. Osa x je tvořena přirozenými čísly 0,1,2..., rozteč ani měřítko nelze měnit. Pro zobrazení jednoho průběhu je vstupem: skalár udávající následující hodnotu y 1D pole o n prvcích udávající n hodnot y Zobrazování lze zrychlit tím, že se hodnoty shromáždí do pole a nechají vykreslit. najednou. Pro zobrazení více průběhů je vstupem: cluster obsahující n skalárních hodnot udávajících následující hodnoty y n průběhů pole m clusterů obsahujících n skalárních hodnot udávajících m následujících hodnot y n průběhů Krajní hodnoty os lze nastavit pomocí labeling tool, je-li vypnut autoscale. Nastavením krajních hodnot osy x lze změnit množství najednou zobrazených dat, počet hodnot, které chart eviduje je udán nastavením bufferu Chart History Length... Zobrazení jednotlivých částí grafu lze nastavit pomocí Show, mimo jiné: Legend, zobrazí nastavení jednotlivých průběhů (typ grafu, typ bodů, typ čar, typ výplně,barva...) Palette, zobrazí grafické menu s nástroji (autoscale x/y, parametry x/y, zoom, posun, kurzor) Scrollbar, zobrazí lištu umožňující posun po ose x Digital Display, zobrazí digitální displej X/Y Scale, zobrazení os Data Operations obsahuje navíc: Clear Chart, vymazání historie. Autoscale X/Y, nastavení autoscale pro osy.

35 2 Update Mode, nastavení režimu práce chartu: Strip Chart, po dosažení pravého okraje dochází k posunu grafu doleva Scope Chart, po dosažení pravého okraje je obraz smazán a začíná se vykreslovat odleva Sweep Chart, po dosažení pravého okraje se začíná vykreslovat odleva bez mazání X/Y Scale, nastavení parametrů os Marker Spacing Uniform, pravidelná rozteč popisu měřítka os Arbitrary, volitelná rozteč popisu měřítka os Add/Delete Marker, editace popisu měřítka os, je-li Marker Spacing Arbitrary Formatting..., nastavení formátu popisu os, nastavení rastru, formát čísel... Autoscale X/Y, nastavení autoscale Loose Fit, nastavení zaokrouhlování konce měřítka na celá čísla Stack/Overlay Plots, více průběhů v jednom grafu nebo každý samostatně s možností vlastních měřítek os Waveform Graph, zobrazuje bloky dat přivedené na vstup. Pro zobrazení jednoho průběhu je vstupem: 1D pole n hodnot y (osa x 0,1,2...n-1, rozteč ani měřítko nelze měnit ) cluster obsahující skalární hodnotu x 0 udávající počátek osy x skalární hodnotu dx udávající přírůstek 1D pole o n prvcích udávající n hodnot y Pro zobrazení n průběhů je vstupem: 2D pole o n řádcích skládajících se z m hodnot y (osa x 0,1,2...m-1, rozteč i měřítko neměnné) cluster obsahující skalární hodnotu x 0 udávající počátek osy x skalární hodnotu dx udávající přírůstek 2D pole o n řádcích skládajících se z m hodnot y 1D pole n clusterů obsahujících 1D pole m hodnot y, vhodné pro případ, kdy mají jednotlivé průběhy různý počet bodů, (osa x 0,1,2...m max -1, rozteč i měřítko neměnné) cluster obsahující skalární hodnotu x 0 udávající počátek osy x skalární hodnotu dx udávající přírůstek 1D pole n clusterů obsahujících 1D pole m hodnoty 1D pole n clusterů obsahujících x 0, dx a 1D pole m hodnot y, umožní lib. počátky a přírůstky Show Cursor Display umožní použití souřadnicového kříže k odečítání (zadávání) hodnot z grafu

36 3 Data Operations Smooth Update, změna režimu aktualizace grafu, odstraňuje blikání Transpose Array, transponuje vstupní pole, tj. záměna os, pouze u některých zapojení XY Graph, umožňuje kontrolu nad osou x, data jsou ve formě uspořádaných dvojic. Pro zobrazení jednoho průběhu je vstupem: cluster obsahující dvě 1D pole se stejným počtem hodnot n 1D pole n clusterů obsahujících dvě skalární hodnoty x a y pro zobrazení n průběhů je vstupem: 1D pole n clusterů obsahujících 1D pole m clusterů obsahujících dvě skalární hodnoty x a y 1D pole n clusterů obsahujících dvě 1D pole se stejným počtem prvků Intensity Chart/Graph, razí cestu k zobrazení v 3D. Vstupem je 2D pole, x a y jsou indexy pole, z jsou hodnoty v poli, každé hodnotě z odpovídá barevný odstín Odbor termomechaniky a techniky prostředí, Fakulta strojního inženýrství, Vysoké učení technické v Brně

37 2.13 KNIHOVNA PATH & REFNUM Osahuje objekty pro práci se soubory, zařízeními: xxx Refnum, proměnná typu identifikátor souboru nebo zařízení File Path Control/Indicator, proměnná typu cesta k souboru Odbor termomechaniky a techniky prostředí, Fakulta strojního inženýrství, Vysoké učení technické v Brně

38 2.14 KNIHOVNA DECORATIONS Obsahuje panely různého vzhledu použitelné k utváření grafického uspořádání panelu, jsou bez funkce. Odbor termomechaniky a techniky prostředí, Fakulta strojního inženýrství, Vysoké učení technické v Brně

39 2.15 USER CONTROLS Umožňuje vytvořit si knihovnu vlastních objektů zapsáním do user.lib. Odbor termomechaniky a techniky prostředí, Fakulta strojního inženýrství, Vysoké učení technické v Brně

40 2.16 SELECT A CONTROL... Umožňuje vybrat objekt ze souboru. Odbor termomechaniky a techniky prostředí, Fakulta strojního inženýrství, Vysoké učení technické v Brně

41 3. ČELNÍ PANEL A PRÁCE S JEHO PRVKY 3.1 Prvky čelního panelu 3.2 lkona a konektor Vytváření a editace ikony Definice konektoru Editace konektoru VI Setup Nastavení vlastností podvi 3.3. Komentáře k prvkům a funkcím 3.4 Typy prvků, signálů a proměnných 3.5 Základní pop-up menu objektů panelu 3.6 Základní pop-up menu objektů diagramu Čelní panel virtuálního přístroje tvoří grafické rozhraní koncovému uživateli vytvářené aplikace. Přes jeho prvky lze řídit běh aplikace, zadávat parametry a dostávat informace o zpracovaných výsledcích. Pro jeho vytváření je ve vývojovém systému LabVIEW určeno zvláštní okno a speciální editor, s jehož pomocí lze vytvořit čelní panel velmi rychle a efektivně bez újmy na kvalitě jeho vzhledu.

42 3.1 PRVKY ČELNÍHO PANELU Pro výběr prvku je k dispozici knihovna hotových prvků, do níž je přístup přes paletové menu Controls, které lze aktivovat z položky hlavní nabídky Windows - Show Controls Palette nebo pravým tlačítkem myši v kterémkoli místě okna čelního panelu. Obr Základní nabídka prvků čelního panelu Základní členění této knihovny je následující: Controls knihovna prvků umístitelných na čelní panel virtuálního přístroje: Numeric prvky pro zadávání a zobrazení číselných hodnot různého tvaru Boolean prvky pro zadávání a zobrazení logických hodnot různého tvaru String & Table prvky pro zadávání a zobrazení textových řetězců a tabulek List & Ring prvky pro výběr z množiny možností (přepínače) Array & Cluster prvky pro zadávání a zobrazování datových struktur typu pole (datová struktura sdružující prvky stejného datového typu) a cluster (datová struktura sdružující prvky různého datového typu) Graph prvky pro zobrazení grafů (registračních, statických, dvourozměrných, trojrozměrných) Path & RefNumprvky pro zadávání a zobrazování cest k souborům a ovladačů souborů, síťových spojení a zařízení Decorations dekorační prvky umístitelné na čelní panel (nejsou s nimi spojené koncové bloky [terminals] v okně blokového diagramu) User Controls výběr z prvků umístěných do knihovny a vytvořených uživatelem vývojového prostředí Select a Control výběr z prvků umístěných mimo knihovny a vytvořených uživatelem vývojového prostředí Toto členění odpovídá první úrovni nabídky, další úroveň nabídky (jemnější členění) je nabízena uživateli v podobě dalšího. paletového menu, v němž jsou jednotlivé položky reprezentovány ikonkami:

43 2 Obr Základní členění a paletové menu pro výběru prvku pro čelní panel Na horním okraji paletového menu je vždy uveden typ prvků, na nějž uživatel v nabídce ukazuje kurzorem. Po výběru je obrys prvku umístěn na čelní panel, uživatel má možnost pomocí myši volit jeho definitivní umístění a v prvním okamžiku má aktivní možnost jeho pojmenování. Ta dalším přesunem prvku v rámci čelního panelu mizí - je tedy vhodné prvek nejprve pojmenovat (později však lze dosáhnout téhož přes roletové menu prvku položkou Show Label - pojmenování lze selektivně přes tutéž položku roletového menu v okně čelního panelu nebo v okně blokového diagramu skryt). Pojmenování prvku je výhodné, poněvadž současně s umístěním prvku na čelním panelu je umístěn odpovídající koncový blok do okna blokového diagramu. Pojmenování umožňuje určit, který blok patří ke kterému prvku čelního panelu. Po výběru prvku jej lze nástrojem změny polohy (šipka vlevo nahoru) v rámci čelního panelu přesouvat, zvětšovat, eventuálně některé prvky i natáčet. Přesunout lze celý prvek, ukáže-li uživatel na jeho základní část, nebo pouze jeho popis, ukáže-li uživatel na tento popis. Přesuny lze provádět i u celé skupiny vybraných prvků najednou. Pro výběr prvku se vyžívá téhož nástroje jako pro přesun. Ukázáním na prvek je tento orámován přerušovanou čarou symbolizující, že prvek je vybrán. Více prvků lze vybrat dvěma způsoby: postupným výběrem, přičemž při výběru druhého a dalších prvků je nutno přidržet klávesu <shift> výběrem pomocí myši - umístíme myš do jednoho vrcholu obdélníkové plochy, obsahující prvky, které chci vybrat. Přidržením levého tlačítka myši a přetažením kurzoru do protilehlého rohu plochy jsou všechny prvky v rámci zvolené plochy označeny. S celou vybranou skupinou lze pohybovat opět dvěma způsoby: přesunem kurzoru na jeden vybraný prvek, přidržením levého tlačítka myši a přesunem kurzoru do nové polohy. použitím kurzorových kláves o jeden pixel (případně s přidržením klávesy <shift> o pět pixelů ) vybraným směrem. Vybranou skupinu prvků lze velmi rychle zarovnat vzhledem k vybranému okraji, a to bud' ve vertikálním nebo v horizontálním směru. K tomu slouží nástroj v liště nástrojů. Obdobně lze u skupiny prvků upravit rovnoměrnost rozestupu pomocí dalšího nástroje v liště nástrojů. Umístění obou těchto nástrojů v liště ukazuje následující obrázek: Obr Umístění nástrojů pro zarovnání a úpravu rozestupů v liště nástrojů Prvky, u nichž chci upravovat zarovnání nebo rozestupy, musí být před touto operaci vybrány. Nechcili při další operaci zarovnání nebo úpravy rozestupů měnit druh této operace, je výhodné zapamatovat si následujicí dvojice hot keys: <Ctrl A> - zarovnání <Ctrl D> - úprava rozestupů. Nástrojem pro změnu pozice prvku lze dále: upravovat vzájemnou polohu jednotlivých části prvků (každý prvek má minimálně tři části - popis, vlastní prvek a displej pro zobrazení fyzikální jednotky, některé i více - např. u knoflíku je to popis, knoflík, digitální displej, displej fyzikální jednotky). Jednotlivé části prvku lze i vypínat přes roletové menu prvku v sekci Show. Nejvíce částí mají prvky grafů. zvětšovat a zmenšovat vybrané části prvku ( je potřeba vyhledat aktivní bod v rámci této části prvku - je symbolizován kurzorem ve tvaru dvojitého růžku).

44 3 natáčet stupnice u prvků ve tvaru knoflíků, a to bud celou stupnici, uchopím-li ji nástrojem v jejím středu nebo mohu zvětšovat či zmenšovat kruhovou výseč pokrytou stupnicí, uchopím-li stupnici v jejím krajním bodě. Aktivní bod pro natáčení pozná uživatel změnou tvaru kurzoru do tvaru znázorňující rotaci. Nástrojem popisovače (velké tiskací A) lze v rámci prvku: zadávat a editovat jejich pojmenování (label) zadávat a editovat jejich hodnotu zadávat meze stupnic u prvků ve tvaru knoflíku nebo grafu Nástrojem vybarvovače (štěteček) lze u prvku měnit barvu jeho jednotlivých částí - stiskem pravého tlačítka myši na vybrané části je zobrazena paleta 256 barev, ze které lze vybírat, popř. stiskem tlačítka More, individuálně namixovat barvu volbou složek R G B v rozsahu Důležitou volbou v rámci palety barev je políčko s označením T - transparent (průhledné podání). V tomto případě je vidět barva vrstvy pod danou částíi prvku. Velmi často se tato volba využívá u popisů prvků při zrušení jejich orámování. Po volbě barvy z palety lze rychle přebarvit část prvku tím, že se kurzorem ukáže na tuto část a stiskne se levé tlačítko myši. Editaci textových částí prvků lze provést po označení textu pomocí nástroje popisovače (označená část textu je zobrazena inverzně) z klávesnice při současném stisku klávesy <shift> kurzorovými klávesami nebo pomocí myši. Volby vlastností textu pro označenou část se nacházejí v menu v položce Text - zde je možné dosáhnout změny fontu, velikosti, typu písma, zarovnání, barvy textu. Je užitečné zapamatovat si dvojicí hot keys: <Ctrl Shift 1> - standardně application font - užívá se pro typ písma obyčejné (znevyraznění popisů) <Ctrl Shift 3> - standardně dialog font - užívá se pro typ písma tučné (zvýraznění popisů) Nejrychleji lze tedy dosáhne zvýraznění všech textů na čelním panelu použitím textu typu tučný tak, že vyberu všechny prvky a použiji druhé "hot key" kombinace kláves. Kromě těchto ve zkratce popsaných editačních možností lze u každého prvku čelního panelu pracovat s jeho roletovým menu, které se vyvolá při umístění kurzoru na prvek stiskem pravého tlačítka myši: Obr Roletové menu prvku čelního panelu V tomto roletovém menu lze dále upřesňovat vlastnosti prvku. Je rozděleno do dvou sekcí - první je společná pro všechny prvky a obsahuje volby obecné, druhá bývá individuální pro typ prvku a obsahuje obvykle volby specifické pro daný typ prvku. Obecné položky roletového menu prvku čelního panelu: Change To xxx u prvků se rozlišuje mód control (ovládací prvek - slouží pro zadávání dat, směr toku informace je tedy od uživatele do programu) a mód indicator (indikační prvek - slouží pro nahrání dat, směr toku informace je tedy od programu k uživateli) - touto položkou lze mezi oběma módy přepínat. Find Terminal vyhledá a označí koncový blok (terminál) odpovídající prvku v okně blokového diagramu; je-li k danému prvku vytvořena lokální proměnná nebo uzel vlastnosti, modifikuje se tato položka na pouhé Find a v další úrovni lze vybrat, co se má k danému prvku vyhledat. Show zapíná a vypíná zobrazení částí prvků. Další úroveň této nabídky je individuální podle typu prvků. Obsahuje minimálně tyto položky: Label - název, Radix - základ číselné soustavy a Unit Label - popis

45 4 fyzikální jednotky. Data Operations práce s datovou položkou spojenou s prvkem (zkopírování, nastavení přednastavené hodnoty atp.). Create vytvoření uzlového bloku pro programové ovládání vlastností prvku v okně blokového diagramu nebo vytvoření lokální proměnné k danému prvku Key Navigation přiřazení kombinace kláves, kterou lze při běhu aplikace vyvolat zadání hodnoty do daného prvku čelního panelu. Replace nabízí možnost náhrady prvku jiným prvkem z knihovny prvků Controls Specifické položky roletového menu prvku typu Numeric Digital Control Representation volba datového typu spojeného s prvkem čelního panelu. Data Range zadání intervalu, v němž se může pohybovat zadávaná hodnota. Format&Precision formát zobrazení a počet desetinných míst pro zobrazení hodnoty prvku. Současně s umístěním prvku na čelním panelu vzniká automaticky v okně blokového diagramu odpovídající koncový blok. Nejrychlejším způsobem, jak zmnožit v okně čelního panelu prvky stejného typu, je tzv. klonování: označením se vybere prvek, který má být zmnožen přidrží se klávesa <Ctrl> ukáže se kurzorem na vybraný prvek přidrží se pravé tlačítko myši a pohybem kurzoru se kopie prvku odsune z původního místa na místo nové lokace Mechanismu klonování lze využít i v okně blokového diagramu pro uzlové bloky. Odbor termomechaniky a techniky prostředí, Fakulta strojního inženýrství, Vysoké učení technické v Brně

46 3.2 IKONA A KONEKTOR Jak už bylo řečeno, virtuální přístroj (VI) se skládá z: čelního panelu - grafické rozhraní k uživateli (obsahuje ovládací a indikační prvky) blokového diagramu - vlastní funkčnost algoritmu (obsahuje koncové bloky, uzlové bloky, programové struktury a datové cesty) ikony a konektoru ikona definuje podobu, v jaké lze tento virtuální přístroj použít jako podřízený (podvi) ve vytvářené hierarchii virtuálních přístrojů v rámci dané aplikace, konektor definuje na ikoně přípojná místa pro přivedení a vyvedení parametrů do a z funkce, jejímž ekvivalentem virtuální přístroj je. Místo pro vytváření ikony a konektoru je v editačním módu v pravém horním rohu okna čelního panelu. V tomto místě je možno pravým tlačítkem myši vyvolat roletové menu. Operace dosažitelné přes toto menu jsou: Show Connector - definice konektoru. Edit Icon - vytváření a editace ikony pro VI (ikona je podoba, ve které mohu vytvořenou funkci použít jako stavební kámen pro složitější aplikaci). VI Setup - nastavení speciálních voleb pro běh VI. (při provozování hotové aplikace lze koncovému uživateli zpřístupnit více nebo méně nástrojů z vývojového prostředí, modifikovat chování funkce při jejím volání, definovat prioritu jejího provádění atp.) Vytváření a editace ikony Obr Roletové menu pro editaci konektoru a ikony Ikona bude reprezentovat virtální přístroj pro jeho budoucí použití jako stavebního prvku ve složitějších aplikacích (k dispozici je 32 x 32 bodů a 256 barev). Vstup do editoru ikony je přes výše popsané roletové menu. Pro vytváření a editaci ikony jsou v rámci speciálního editoru k dispozici nástroje, které jsou v okně editoru v podobě paletového menu v levé části okna. Nástroje pro vytváření a editaci ikony jsou: kreslení z volné ruky - aktuální barvou popředí je při stisknutém levém tlačítku myši kreslena čára. Začne-li uživatel kreslit v políčku, kde již byla barva popředí, je čára pohybem kurzoru mazána. rovné čáry - totéž jako předchozí, ale čáry spojující počáteční a koncový bod jsou rovné. Při stisku klávesy <shift>jsou čáry kresleny pouze pod úhly, které jsou násobkem 45 stupňů přebrání barvy - stiskem levého tlačítka myši lze v daném místě ikony přebrat tímto nástrojem v podobě kapátka barvu (aktivní je spodní konec kapátka).

47 2 Obr Okno editoru ikony obdélník prázdný vytvořeni prázdného obdélníku nebo při přidržení klávesy shift čtverce. Dvojím kliknutím levým tlačítkem myši na tomto nástroji se ikonka po obvodu orámuje (je to doporučeno nejen z estetického, ale i funkčního hlediska dělat u všech ikon) obdélník vybarvený vytvoření obdélníku vybarveného barvou pozadí nebo při přidržení klávesy <shift>čtverce. Dvojím kliknutím levým tlačítkem myši na tomto nástroji se ikonka po obvodu orámuje a vybarví barvou pozadí ohraničení a výběr možnost označení obdélníkové oblasti v rámci ikony pro její posun nebo vymazání, čí rozkopírování (posuv s přidrženou klávesou <Ctrl>) popisování možnost vkládání textů do ikony výběr barvy lze vybrat barvu popředí i pozadí z palety, kterou lze vyvolat pravým tlačítkem myši. Množství barev na paletě záleží na tom, v jakém módu je editor přepnut (černobílý, 16 barev, 256 barev) Při vytvoření ikony v některém ze tří možných módů ji lze do ostatních módů překopírovat podle následujícího postupu: ukázáním na obrys ikony pod módem do něhož chci ikonu překopírovat přepnu editor do tohoto módu využitím tlačítek Copy From vyberu ten mód, v něm je již ikona vytvořena V rámci okna editoru jsou k dispozici tlačítka Undo (zrušení poslední editační akce), OK (ukončení editace a akceptování aktuálního stavu) a Cancel (zrušení bez dokončení akce - editační zásahy nebudou akceptovány). Kromě toho je možno zakřížkováním Show Terminals zobrazit do ikony pomocné čáry ohraničující piny konektoru Definice konektoru Z hlavního roletového menu volbou Show Connector... se uživatel dostane do oblasti definice a editace konektoru. Roletové menu je v tomto okamžiku modifikováno a má následující položky: Show icon přepnutí zpět do hlavního menu, zobrazena ikona Patterns výběr tvaru konektoru (z hlediska přípojných míst - pinů) - uživatel dostane nabídku 35 vzorů konektoru s 1 až 20 piny. Vývojové prostředí z těchto vzorů automaticky nabídne vhodný vzor vzhledem k prvkům momentálně umístěným na čelnímu panelu Disconnect rozpojení jednoho pinu (aktuálního) - zruší propojení mezi pinem konektoru a prvkem čelního panelu Disconnect all rozpojení všech pinů konektoru - zruší všechna propojení mezi prvky čelního panelu a piny konektoru Rotate 90 Degrees rotace vzoru konektoru o 90stupňů Flip Horizontal zrcadlový obraz vzoru konektoru podle svislé osy Flip Vertical zrcadlový obraz vzoru konektoru podle vodorovné osy Editace konektoru

48 3 Je vhodné dodržovat v systému konektoru určitý standard: vstupní místa zprava, výstupní zleva. Pro definici propojení pinu s prvkem čelního panelu se použije nástroj propojovače. Při definování propojení lze využít pomůcky: již připojené piny jsou šedé, najetím na prvek čelního panelu zvýrazněn odpovídající pin černou barvou a naopak najetím na pin konektoru je zvýrazněn odpovídající prvek čelního panelu jeho vybráním VI Setup... okno nastavení vlatností VI se vyvolá volbou VI Setup v pop-up menu ikony nebo konektoru vlastnosti VI určují hlavně chování při jeho použití jako podvi, tj. je-li volán jinou aplikací Execution Options, možnosti běhu programu Show Front Panel When Loaded, zobrazení čelního panelu podvi již při startu VI Show Front Panel When Called, zobrazení čelního panelu až při volání subvi Close Afterwards if Originally Closed, uzavření čelního panelu po ukončení subvi Run When Opened, spuštění VI při otevření souboru Suspend When Called, zastavení běhu programu při volání subvi Reentant Execution, povolení vícenásobného volání podvi, při každém volání vytvoří novou originální datovou strukturu, je nutné při vícenásobném použití podvi, aby každý podvi měl vlastní datovou strukturu Priority, nastavením priority podvi lze ovlivnit pořadí vykonávání paralelních větví v blokovém diagramu, paralelní zpracování je omezeno počtem procesorů výpočetního systému, LabVIEW přiřazuje procesory pouze podle priority, bloky jsou řazeny ve frontě dle priority, blokům se stejnou prioritou je procesor přidělován cyklicky do té doby, dokud nejsou všechny dokončeny, pak je teprve procesor přidělen blokům s nižší prioritou, vyjímkou je priorita Subroutine, bloku s touto prioritou je procesor přidělen až do jeho ukončení Print Panel When VI Completes Execution, po ukončení VI (podvi) vytiskne panel Print Header (name, date, page#), navíc vytiskne hlavičku, tj. název VI (podvi), datum a čas poslední modifikace VI (podvi), číslo stránky a ikonu VI (podvi) *) Scale to Fit, volí měřítko pro tisk dle velikosti papíru nastavené v menu File-Printer Setup... *) Surround Panel with Border, kolem panelu tiskne rámeček *) Window Options, vlastnosti okna VI (podvi) při běhu programu Dialog Box, okno přebírá focus, tj. je jediným aktivním oknem celé aplikace Window has Title Bar, okno obsahuje řádek s názvem Allow User to Close Window, uživateli je povoleno zavření okna Allow User to Resize Window, uživateli je povolena změna velikosti okna Allow Run-Time Pop-up Menu, prvky panelu mají pop-up menu i za běhu aplikace Hilite <Return> Boolean prvek mající implicitně přiřazenu klávesu Enter je zdůrazněn Size to Screen, při spuštění maximalizuje okno Auto center, při spuštění vycentruje okno vzhledem k obrazovce Show Scrool Bars, okno obsahuje rolovací lišty Show Menu Bar, okno obsahuje hlavní menu Show Toolbar, okno obsahuje grafické menu Show Run Button, grafické menu obsahuje Run a Continuous Run (nejenom při běhu aplikace) Show Continuous Run Button, grafické menu obsahuje Continuous Run (nejenom při běhu) Show Abort Button, grafické menu obsahuje Stop (nejenom při běhu aplikace) Show Debugging, grafické menu obsahuje nástroje pro odlaďování (nejenom při běhu aplikace) Enable Log/Print at Completion, povoluje zápis na disk a tisk při ukončení Documentation, umožňuje nestandartní nastavení správy sledování změn apod. *) pouze ve spojení s volbou Print Panel When VI Completes Executio Možnosti těchto voleb budou probrány později v samostatné kapitole.

49 Nastavení vlastností podvi okno nastavení vlastností subvi se vyvolá kliknutím pravým tlačítkem myši na blok subvi v diagramu VI a následnou volbou SubVI Node Setup... je zde možno nastavit Open Front Panel When Loaded Show Front Panel When Called Close Afterwards if Originally Closed Suspend When Called uvedené vlastnosti jsou obdobou vlastností popsáných v kapitole 2.7, vpřípadě neshody v nastavení mají tyto volby přednost Odbor termomechaniky a techniky prostředí, Fakulta strojního inženýrství, Vysoké učení technické v Brně

50 3.3 KOMENTÁŘE K PRVKŮM A FUNKCÍM Poslední součástí virtuálního přístroje je doplnění komentáře k celé funkci. Tento komentář se zadává v menu Windows... v položce Show VI Info... Uživatel má k dispozici dialogové okno, do nějž lze komentář zadat: Obr Zadávání komentáře k virtuálnímu přístroji Komentář se zadává do sekce Description. Součástí dialogového okna je i možnost zabránit editaci virtuálního přístroje zakřížkováním sekce Locked. Dále zde uživatel dostává informaci o paměti obsazené jednotlivými částmi virtuálního přístroje. Tlačítkem Explain lze zobrazit seznam všech změn, ke kterým ve virtuálním přístroji došlo od posledního uložení. Tlačítka OK a Cancel mají standardní význam. Kromě komentáře k celému virtuálnímu přístroji lze zadat komentář i ke každému prvku čelního panelu. Tento komentář lze zadat přes jeho roletové menu v sekci Data Operation... v položce Description... Takto zadané komentáře je vidět jednak v okně Helpu při tvorbě VI a jednak přes pop up menu v módu běhu aplikace. Odbor termomechaniky a techniky prostředí, Fakulta strojního inženýrství, Vysoké učení technické v Brně

51 3.4 TYPY PRVKŮ, SIGNÁLŮ A PROMĚNNÝCH v blokovém schématu je prvek z panelu zastoupen terminálem terminál patří buď řídícímu nebo indikačnímu prvku typ proměnné a signálu je rozlišen barvou a tloušťkou čáry dle rozměru dle typu Odbor termomechaniky a techniky prostředí, Fakulta strojního inženýrství, Vysoké učení technické v Brně

52 3.5 ZÁKLADNÍ POP-UP MENU OBJEKTŮ PANELU Change to Indicator/Control - umožňuje rychlou změnu typu prvku Find Terminal - vyhledá svůj terminál v diagramu Find Attribute Nodes - vyhledá svoje Attribute Node v diagramu Find Local Variables - vyhledá svoje lokální proměnné v diagramu Show - definuje možnosti zobrazení jednotlivých částí objektů (název, stupnice, radix, digitální displej atd.) Data Operations - práce s hodnotami prvku (počáteční hodnota, copy, paste, popis atd.) Create Attribute Node - v diagramu vytvoří blok příslušející danému objektu, který umožňuje programově měnit vlastnosti objektu: vlastnost se volí v pop-up menu vzniklého bloku pomocí Select Item blok může obsahovat i více vlastností, další vlastnost se přidá volbu Add Element, odstraní se pomocí Remove Element, zda položka slouží ke čtení či zápisu lze nastavit volbou Change to Read/Write Obrázek ukazuje Attribute Node prvku x (typu Double) s vlastností Visible (typ Boolean) pro zápis a s vlastností Visible (typu U8) pro čtení. Create Local Variable - vytvoří v diagramu lokální proměnnou odpovídající prvku objekt z panelu je v diagramu reprezentován svým terminálem, který umožňuje přístup k datové proměnné reprezentující daný objekt, tj. čtení pro typ controls a zápis pro typ indicators vytvoření lokální proměnné přináší další možnost přístupu k proměnné a dovoluje navíc i zápis pro control a čtení pro indicator zda lokální proměnná slouží ke čtení či zápisu, lze nastavit volbou Change to Read/Write Local vytvoření lokálních proměnných dovoluje přistoupit k jedné proměnné z více míst v diagramu lokální proměnnou lze vytvořit též výběrem z knihovny Functions-Structures-Local Variable název proměnné spojené s objektem je totožný s názvem objektu, což je další důvod k důslednému popisování objektů. Nově vytvořená lokální proměnná přebírá název od názvu objektu proměnnou lze změnit volbou Select Item v jejím pop-up menu v případě, že objekt dosud nemá název objeví se a je nutné vybrat proměnnou volbou Select Item Key Navigation... - umožňuje přiřadit objektu horkou klávesu Replace - umožňuje rychlé nahrazení objektu jiným objektem Representation - umožňuje změnit typ proměnné charakterizující objekt Data Range - nastavení rozsahu (min,max, krok, počáteční hodnota, typ proměnné, chování při překročení) Format & Precision - nastavení formátu (numerický, datum a čas..., d/h/o/b, hh/mm/ss...) a přesnosti Odbor termomechaniky a techniky prostředí, Fakulta strojního inženýrství, Vysoké učení technické v Brně

53 3.6 ZÁKLADNÍ POP-UP MENU OBJEKTŮ DIAGRAMU Change to Indicator/Control - umožňuje rychlou změnu charakteru prvku Hide/Show Indicator/Control - umožní odebrat příslušející objekt z panelu Find Indicator/Control - vyhledá svůj objekt na panelu Find Attribute Nodes - vyhledá svoje Attribute Node v diagramu Find Local Variables - vyhledá svoje lokální proměnné v diagramu Show - definuje možnosti zobrazení jednotlivých částí objektů (název atd.) Data Operations - práce s hodnotami prvku (počáteční hodnota, copy, paste, popis atd.) Create Attribute Node - v diagramu vytvoří blok příslušející danému objektu, který umožňuje programově měnit vlastnosti objektu, (viz kapitola 2.10) Create Local Variable - v diagramu vytvoří lokální proměnnou odpovídající prvku, (viz kapitola 2.10) Representation - umožňuje změnit typ proměnné charakterizující objekt Create Constant - rychlé připojení konstanty (pro proměnnou pro zápis) Create Control - rychlé připojení ovládacího prvku (pro proměnnou pro zápis) Create Indicator - rychlé připojení indikačního prvku (pro proměnnou ke čtení) Online Help - zobrazí nápovědu k danému prvku Description - umožňuje vytvořit vlastní komentář k prvku Odbor termomechaniky a techniky prostředí, Fakulta strojního inženýrství, Vysoké učení technické v Brně

54 4. KNIHOVNÍ FUNKCE V LABVIEW 4.1 Úvod a základní členění 4.2 Programové struktury 4.3 Lokální proměnné 4.4 Globální proměnné 4.5 Konstanty 4.6 Numerické funkce 4.7 Knihovna Boolean 4.8 Knihovna String 4.9 Knihovna Array 4.10 Knihovna Cluster 4.11 Knihovna Comparison 4.12 Knihovna Time & Dialog 4.13 Knihovna File I/O 4.14 Nápověda k funkcím 4.15 Polymorfismus funkcí 4.16 Úprava počtu vstupních parametrů funkce 4.17 Úprava typu vstupních parametrů 4.18 Vypínání indexace ve vstupním parametru Odbor termomechaniky a techniky prostředí, Fakulta strojního inženýrství, Vysoké učení technické v Brně

55 4.1 ÚVOD A ZÁKLADNÍ ČLENĚNÍ Ekvivalentem knihovních funkcí, v textově orientovaných vývojových prostředích a programovacích jazycích, jsou v grafickém vývojovém prostředí LabVIEW tzv. uzlové bloky (nodes) v blokovém diagramu. Blokový diagram virtuálního přístroje se skládá z: Koncových bloků (terminals), které přísluší prvkům čelního panelu a konstantám. Lze je rozdělit na Koncový blok - zdroj signálu (source terminal) příslušející prvku čelního panelu v ovládacím módu Koncový blok - zdroj signálu příslušející konstantě vstupující do výpočtu Koncový blok- cíl signálu (sink terminal) příslušející prvku čelního panelu v indikačním módu Uzlových bloků (nodes) ekvivalent knihovních funkcí, lze je rozdělit na: Uzlový blok představující standardní knihovní funkci, která je součástí vývojového prostředí Uzlový blok přidané funkce z rozšíření vývojového prostředí (additional toolkits) Uzlový blok uživatelsky definované funkce Programových struktur ekvivalent programových struktur přepínače, cyklu, atd. Definic signálových cest (wires) Základní nabídku uzlových bloků nalezneme na paletové nabídce Functions, kterou lze vyvolat bud' přes položku menu Windows - Show Functions Palette, nebo pravým tlačítkem myši v ploše blokového diagramu. Základní podoba této paletové nabídky je následující: Obr Základní podoba paletové nabídky funkcí a paletová nabídka pro práci se zásuvnými multifunkčními kartami - daq-view Funkce na této paletové nabídce jsou rozděleny do tříd podle činnosti, kterou vykonávají. Šipka v pravém horním rohu oznamuje, že se nejedná o koncovou volbu - po stisku příslušné ikonky se rozvine další úroveň nabídky rovněž v podobě paletové nabídky. Okno může být na ploše po dobu stisku pravého tlačítka myši, nebo trvale po použití špendlíku v levém horním rohu. Pro lepší přizpůsobení potřebám uživatele lze volit podobu i základní paletové nabídky funkcí přes položku menu Edit - Select Palette Set. Pro speciální oblasti nebo pro nainstalovaná rozšíření vývojového prostředí lze navolit rozdílné členění základní nabídky. Toto členění lze rovněž uživatelsky definovat přes položku menu Edit - Edit Control & Functions Palettes. Základní členění funkcí odpovídající základní podobě paletové nabídky je následující: STRUCTURES programové struktury, lokální, globální proměnná NUMERIC numerické funkce (aritmetické, goniometrické, logaritmické, konverzní ) BOOLEAN logické funkce

56 2 STRING funkce pro práci s textovými řetězci ARRAY funkce pro práci s poli CLUSTER funkce pro práci s clustery COMPARISON srovnává funkce TIME&DIALOG funkce pro práci s časem a dialogovými okny FILE I/O funkce pro práci se soubory COMMUNICATION funkce pro komunikaci (podpora TCP/IP protokolu, DDE, OLE...) INSTRUMENTS I/O funkce pro komunikaci s přístroji (RS 232, GPIB) DATA ACQUISITION funkce pro podporu zásuvných měřicích karet ANALYSIS funkce pro analýzu signálu v časové i frekvenční oblasti, statistika TUTORIAL simulované zdroje signálu pro výuku prostředí ADVANCED zvláštní funkce (volání funkcí z DLL apod.) INSTRUMENT DRIVERS obslužné programy pro měřicí přístroje USER LIBRARIES uživatelsky definované funkce SELECT a VI volba VI z knihovních souborů V následujícím textu bude popis některých nabídek z tohoto výběru. Odbor termomechaniky a techniky prostředí, Fakulta strojního inženýrství, Vysoké učení technické v Brně

57 4.2 PROGRAMOVÉ STRUKTURY Obr Menu Structures Programové struktury dělají z LabVIEW plnohodnotný programovací prostředek (G jazyk), silnější než jiné prostředky využívající principů grafického programování, ale omezující se např. pouze na sekvenční řazení bloků. Využitím grafických programových struktur lze řešit velmi efektivně standardní situace, které se často vyskytují v aplikacích. V předchozím popisu vývojovém prostředí LabVIEW bylo zdůrazněno, že grafické programování zde představuje plnohodnotné programování prostředky grafického G jazyka. Tento jazyk v sobě obsahuje následující programové struktury: Obr Grafická podoba programových struktur ve vývojovém prostředí LabVIEW Sekvence Programová struktura sekvence nemá ekvivalent v textově orientovaných programových jazycích - tam je sekvenčnost provádění příkazů dána jejich pořadím ve zdrojového textu. V grafickém programování řídí provádění algoritmu tok dat, protoje zde možné pseudoparalelní provádění příkazů, požadujeme-li určitou posloupnost provádění příkazů, je nutno zadávat je uměle. Jednotlivé rámce jsou prováděny postupně v pořadí podle čísla v jejich záhlaví. Jednotlivé rámce lze: přidávat před nebo za aktuální rámec jako prázdné rámce (Add Frame Before After) vypouštět aktuální rámec (Remove Frame) zdvojit aktuální rámec včetně obsahu (Duplicate Frame) změnit pořadí rámců (Make this Frame...) mezi rámci se dá přepínat nástrojem ovládače. Výše uvedené operace se provádějí přes uvedené položky v roletovém menu sekvence. které lze vyvolat na jejím okraji pravým tlačítkem myši. Lokální proměnné v sekvenci se používají v situaci, kdy je potřeba přenést hodnotu z jednoho rámce do druhého. Přidávají se do sekvence z roletového menu na obrysu rámce (Add Sequence Local). Lokální proměnná je potom přístupná ve všech následujících rámcích programové struktury. Lokální proměnná má dán svůj mód (čtení/zápis) podle způsobu připojení na signál a nelze jej měnit ručně jako u klasické lokální proměnné. Datový typ přebírá rovněž podle druhu připojeného signálu. U lokální proměnné lze pouze: změnit její polohu (nástrojem změny polohy) zrušit ji (Remove Sequence Local) Hodnotu do sekvence lze přivést datovým vodičem přes tzv. tunel (vstupní) a vyvést rovněž přes tunel (výstupní) z libovolného rámce sekvence. Na výstupu je však k dispozici až po provedení posledního rámce sekvence (sekvence se chová tedy jako blok). Sekvenci lze vymazat bud' včetně obsahu (s výjimkou terminálů) - po označení myší klávesou <Delete> nebo se zachováním obsahu (z roletového menu volbou Remove sequence).

58 2 Sekvence představuje jedo z možných způsobů zajištění sekvenčnosti provádění algoritmu. Dalšími možnostmi je: použití umělé datové závislosti použití tzv. průběžné proměnné (typicky Error Cluster). Sekvence je složena z jednoho nebo více rámců (listů), jejichž provádění je postupné 0,1...,n. Zobrazen je vždy pouze jeden rámec, vybírá se pomocí přepínače v horní části rámečku nebo vlbouí Show Frame x. Obr Příklady použití sekvence Se vstupním tunelem může být propojeno více objektú na různých listech, s výstupním tunelem může být propojen pouze jeden objekt. Je-li tunel zapojen správně, má barvu černou, je-li zapojen chybně, má barvu bílou. Při pokusu zapojit tunel chybně, tunel rychle bliká. Obr Příklad použití lokální proměnné Přepínač Přepínač je ekvivalentem podmíněného příkazu nebo přepínače z textově orientovaných programovacích jazyků. Řeší situaci, kdy je nutno na základě nějaké podmínky algoritmus větvit do dvou nebo více směrů. Má terminál pro připojení testované podmínky, jednotlivé větve jsou dány rámci této programové struktury. Do programové struktury Case lze rámce: přidávat (Add Case After/Before) mazat (Remove Case) přehazovat pořadí (Make This Case...) Přepínač lze vymazat bud' včetně obsahu (s vyjimkou terminálů) - po označení klávesou <Delete> nebo se zachováním obsahu (z roletového menu - Remove Case). Hodnotu lze do přepínače přivést datovým vodičem přes tzv. vstupní tunel a vyvést přes výstupní tunel - je však nutno do tohoto tunelu připojit hodnotu z každého rámce přepínače, jinak je hlášena syntaktická chyba. Tunelů lze využít i pro vytvoření tzv. umělé datové závislosti (Artificial Data Dependence). Je tvořen jedním nebo více listy (rámi), proveden je vždy pouze ten,který splňuje zadanou podmínku. Zobrazen je vždy pouze jeden rámec, jednotlivé rámce se vybírají pomocí přepínače v horní části rámečku nebo volbou Show Case x. Duplicate Case přidá kopii zobrazeného listu. Má-li Case pouze jeden list, je tento

59 3 list vybrán vždy. Má-li Case dva listy, je podmínka implicitně typu boolean s listy True a False, propojením s objektem jiného datového typu lze podmínku změnit na typ integer s listy 0 a 1. Má-li case více než dva listy, je podmínka typu integer s listy 0, 1,..., n. Je-li podmínka typu integer, je vyhodnocena jako: 0 pro ( - ; 0.5 ) 1 pro < 0.5 ; 1.5 ) : n-1 pro < n-1.5 ; n-0.5) n pro < n-0.5 ; ) Důsledek přetypování float typu na integer. S vstupním tunelem může být propojeno více objektú na různých listech, s výstupním tunelem musí být propojen na každém listu právě jeden objekt. FOR cyklus Cyklus s pevným počtem opakování, daným hodnotou připojenou zvenčí k terminálu s označením N nebo počtem prvků pole přivedeného dovnitř cyklu přes tunel se zapnutou indexací. Kromě toho poskytuje tato struktura terminál s výstupem pořadového čísla aktuálního prováděného oběhu. Mimo tyto dva terminály mají vstupní a výstupní tunely schopnost indexace (dá se vypnout). Indexace znamená výběr odpovídajícího prvku pole ve vstupním tunelu nebo vytváření datové struktury pole výstupním tunelu. Kromě toho je zde speciální typ lokální proměnné tzv. posuvné registry. celou strukturu včetně obsahu lze smazat klávesou <Delete> (mimo terminálů), volbou Remove For Loop lze strukturu smazat, že se zachovají objekty uvnitř. počet iterací lze určit připojením objektu ke count terminalu, a to: počtem prvků vstupního pole připojeného tunelem se zapnutou indexací; pro vícerozměrné pole je rozhodující nejnižší index (v panelu nejvýše položen) je-li určujících prvků víc, je rozhodující prvek udávající nejmenší počet iterací, (zde bude počet iterací n = 2) indexaci kanálu lze zapnout volbou Enable/Disable Indexing vypnuto: vstupem je pole při každém průběhu výstupem je skalární hodnota po ukončení celého cyklu zapnuto: vstupem jsou postupně prvky pole výstupem je pole výsledků jednotlivých průchodů číslo průchodu 0, 1,..., n je k dispozici na

60 4 iteration terminal rychlost provádění cyklu lze ovlivnit vložením funkce Wait Until Next ms Multiple z knihovny Time & Dialog, (zobrazuje po 1s čísla 0, 1, 2, 3, 4, pak zobrazí 5 a pole [0;1;2;3;4] ) k zpřístupnění hodnot z minulých průchodů se používají posuvné registry posuvný registr se vytvoří volbou Add Shift Register registr může být libovolného datového typu, typ mění automaticky dle zapojení odstranění registru se provede volbou Remove All volbami Add/Remove Element lze zvětšit počet uchovávaných hodnot nová hodnota je do registru zapsána vždy po provedení jedné iterace pomocí terminálu s šipkou nahoru na pravé straně hodnoty registru jsou přístupné přes terminály s šipkou dolů na levé straně inicializace registru se provede připojením inicializačních hodnot zvnějšku, registr tak může obsahovat požadované hodnoty již při první iteraci inicializovat se musí nebo všechny hodnoty registru (nebo žádná) při opětovném použití cyklu zaručí inicializace nastavení požadovaných hodnot - po ukončení cyklu se totiž registry neresetují a při dalším vstupu do cyklu jsou v registrech původní hodnoty. 1. spuštění 2. spuštění i x -1 x -2 x -3 y -1 y -2 y -3 x -1 x -2 x -3 y -1 y -2 y WHILE cyklus Cyklus, jehož opakování je dáno testovanou podmínkou. Dokud je testovaná podmínka připojená k odpovídajícímu terminálu rovna logické jedničce, vše. co se nachází uvnitř této struktury je cyklicky opakováno. Stejně jako předchozí typ programové struktury má počítací terminál, schopnost indexace ve vstupních a výstupních tunelech a posuvné registry. Celou strukturu While včetně

61 5 obsahu lze smazat klávesou <Delete> (mimo terminálů), volbou Remove While Loop lze while též smazat, přičemž se zachovají objekty uvnitř. Počet průběhů závisí na podmínce (conditional terminal). podmínka je typu boolean, cyklus probíhá dokud je podmínka vyhodnocena jako True podmínka může být ovládaná buttonem, funkcí apod. v prvním případě bude smyčka probíhat dokud se nepřepne button na Off ve druhém případě dokud 10 > i, tj. i bude nabývat hodnot 0,1,...,10 Číslo průchodu, rychlost provádění, indexace a posuvné registry shodné s cyklem For Loop. Pozn.: počet iterací While Loop může nabývat vysokých hodnot, pole vzniklé indexací může být paměťově náročné. Matematický výraz Dává možnost výpočtu matematických výrazů jejich vepsáním v textové podobě dovnitř této programové struktury. Takový způsob programování je sice u složitějších výrazů rychlejší, ale jejich provádění při běhu programu je několikanásobně pomalejší. Vstupy i výstupy lze přidat z roletového menu na obrysu struktury. V roletovém menu jsou položky umožňující editaci vstupů a výstupů: Add input přidání vstupu Add output přidání výstupu Change to... změň vstup na výstup nebo naopak Vhodné využití popsaných programových struktur a jejich pomocných prvků umožňuje v grafickém programování řešit všechny situace řešitelné v textově orientovaných programových jazycích. Implementace těchto struktur dává vývojovému prostředí LabVIEW jeho výkonnost a umožňuje poměrně efektivně řešit standardní situace, před které je vývojář v procesu vývoje aplikace obvykle stavěn. formula node používá syntaxi Backus-Naur Form (BNF) podrobný popis je k dispozici v Help-Online Reference...-Block Diagram Reference-Formula Node příkazy se skládají z operandů, operátorů, matematických funkcí příkazy jsou ukončeny středníkem Formula Node, struktura umožňující řešení výrazů v textové podobě. Oproti grafické interpretaci je výrazně pomalejší. Vstupy i výstupy lze umístit po celém obvodě volbou Add Input/Output, aby byl vstup nebo výstup využitelný musí být pojmenován Příkaz Case Je to struktura, která má dvě nebo více příkazů. Tyto přídazy jsou přenáší ven v závislosti na vstupu připojeného na"otázkovou značku" (C) na jeho straně. Case struktura (A) je umístěna pod strukturovým výběrem Structures menu ve funkční paletě (B). Vstupy (Boolean, Numeric, Strings)

62 6 Vstup připojený na "otázkovou značku" (C) může být logický (D), číselný (F) nebo řetězový. Předvolený typ je logický (boolean). Když case běží, jestliže Boolean vstup je true, příkazy v true case budou prováděny a naopak. Když použijeme číselný (Numeric) nebo řetězcový (String) vstup ty smíš přidat nebo zrušit případy rovny číslům z voleb. Drát je na vstupu do "otázkové značky" ikoně na straně příkazu. Přidání nebo rušení případů (case) podle toho kolik může být rovností daných vstupem. Ty můžeš přidávat nebo rušit případy (case) kliknutím na pravé tlačítko na hlavičku příkazu case (E). Pouze jedem případ příkazu case můžete nastavit jako standardní (default) (G), kromě použití boolean vstupu. To zaručí,že bez ohledu na vstup je zaručen výstup v každém příkazu case. Ladění Ladění vašich Case příkazů se dělá během ladícího módu kliknutím na žárovkovou ikonu (H.) Tato cesta může prozradit zda příkaz case korektně poskytuje výstup For cyklus Použijeme tehdy, když se má úkol provést opakovaně s daným počtem opakování. Je to struktura s daným počtem opakování "N". Smyčky (cykly) jsou počítány od 0 (první smyčka) do N-1 (poslední smyčka.) For Loop (smyčka) (A) je umístěna v menu Structures (B) ve Functions paletě. Pole (do a ven) Pole mohou být použity v For smyčkách jako vstupy i výstupy. Jako vstupy, pole může být indexováno, v každém průběhu smyčky, tzn. úloha si bere rozdílné číslo z pole. Když je výstup indexovaný, výstupem je pole sestavené z čísel vypočtených v každé smyčce.

63 7 Posuvové registry Posuvové registry dovolují použít vypočtené hodnoty v předchozí smyčce v aktuálním výpočtu. Posuvové registry se vytváří kliknutím pravého tlačítka myši na stranu For Loop a výběrem Add Shift Register vždy je posuvový registr Shift Registers inicializován nulou, jestliže není požadováno inicializování nebo je třeba inicializovat uživatelskou hodnotou, vyvarujete se náhodným datům. Jak použít? Drát čísla do N ikony je roven počtu kolikrát má být smyčka provedena (C). Úkol zapsaný do vnitř smyčky bude provedený každý běh smyčky. Povoleno (D) nebo zakázáno (E) indexování použitím kliknutím pravým tlačítkem na box, že v místě kde drát se dotýká struktury smyčky. Připojte korektní controls a indicators do smyčky. Pole musí být jak na výstupu tak i na vstup když je indexování povoleno (F). Odbor termomechaniky a techniky prostředí, Fakulta strojního inženýrství, Vysoké učení technické v Brně

64 4.3 LOKÁLNÍ PROMĚNNÉ Jak bylo řečeno, přísluší každému objektu čelního panelu odpovídající koncový blok. přes který vchází aktuální hodnota objektu do algoritmu. Koncový blok je bud' v módu ovládacím (control), nebo indikačním (indicator). Současně je v paměti alokováno místo pro uložení odpovídající datové struktury, na které se ukládá aktuální hodnota objektu čelního panelu. Na toto místo v paměti lze tedy přistupovat pomocí koncového bloku. Pomocí lokální proměnné z nabídky Function - Structs & Constants lze ztotožnit koncový blok příslušející objektu čelního panelu. Lokální proměnné se používají ve dvou standardních situacích: Při potřebě přístupu k téže proměnné z více míst blokového diagramu Při potřebě programového zápisu do prvku v ovládacím módu Obr Použití lokální proměnné pro přístup k téže proměnné z více míst blokovéhodiagramu Obr Použití lokální proměnné při potřebě programového zápisu do ovládacího prvku Lokální proměnná předpokládá pojmenování prvku čelního panelu svázaného s danou proměnnou. Lze ji vytvořit dvěma základními způsoby: Přes položku Create Local Variable v roletovém menu prvku na čelním panelu nebo terminálu v blokovém diagramu Přes nabídku Local v položce Functions - Structures v paletové nabídce funkcí - v tomto případě je vytvořena lokální proměnná prvku, který byl na čelním panelu vytvořen jako první. Přes roletové menu této lokální proměnné v položce Select Item lze zvolit potřebnou proměnnou.

65 2 Obr Roletové menu lokální proměnné Lokální proměnnou lze přepínat do módu pro čtení Change To Read Local - pak je v blokovém diagramu zdrojem signálu - nebo pro zápis Change To Write Local - ( je v blokovém diagramu je cílem signálu). Přes položku Find lze k dané lokální proměnné vyhledat odpovídající prvek čelního panelu nebo uzel vlastností daného prvku. Přes položku Description... lze zadat nápovědný text přístupný koncovému uživateli přes roletové menu i při běhu aplikace. Položka Show skryje nebo ukáže název prvku, s nímž je lokální proměnná svázána. Položkou Replace lze nahradit blok lokální proměnné jiným blokem z nabídky Functions... Ve druhé sekci lze rychle vytvořit konstantu, ovládací či indikační prvek na čelním panelu a jejich terminály pro práci s hodnotou lokální proměnné. Kromě lokálních proměnných příslušejících objektům čelního panelu exisují i lokální proměnné, které jsou součástí programových struktur (lokální proměnná v sekvenci, posuvný registr v cyklech,...). Odbor termomechaniky a techniky prostředí, Fakulta strojního inženýrství, Vysoké učení technické v Brně

66 4.4 GLOBÁLNÍ PROMĚNNÉ Global Variable, globální proměnná, umožňuje zpřístupnit data z několika VI. Globální proměnná se používá při potřebě sdílet proměnné několika virtuálními přístroji - lze pomocí ní vytvořit tzv. sdílenou datovou oblast, do které mohou přistupovat všechny virtuální přístroje daného projektu bud' se zápisem nebo pro čtení. Tento způsob zjednodušuje propojování subvi v rámci daného projektu, je však časově poměrně náročný. Globální proměnnou lze vytvořit přes položku Global na paletové nabídce Functions-Structures. V blokovém diagramu se objeví její podoba černě orámovaná (dosud není určen datový typ) s otazníkem (dosud neexistuje jméno pro sdílenou proměnnou. Na tomto prvku lze v jeho roletovém menu zvolit položku Open Front Panel a otevřít tak čelní panel VI pro vytvoření sdílené datové oblasti. Na tomto čelním panelu se zřizují standardním způsobem objekty pro proměnné potřebného datového typu. Stejně jako u lokální proměnné je zde povinné pojmenovávání objektů (globální proměnná je volána přes své jméno). Virtuální přístroj takto vytvořený nemá blokový diagram (nepotřebuje jej) a lze jej uložit pod libovolným jménem. K jednotlivým položkám vytvořeným ve sdílené datové oblasti lze potom přistupovat přes roletové menu na prvku globální proměnné - přes pravé tlačítko myši v sekci Select Item a přes levé tlačítko myši přímo. Při potřebě dalšího použití proměnných ze sdílené datové oblasti se k ním přistupuje přes položku Functions-Select a VI ukázáním na jméno virtuálního přístroje, který byl pro potřebu globální proměnné uložen. Při potřebě rozšíření počtu globálních proměnných lze na čelním panelu tohoto VI vytvářet další datové struktury. Stejně jako lokální proměnnou lze i globální proměnnou přepínat do módu pro čtení zápis přes odpovídající položku Change To... Ještě jednou ve stručnosti zopakujeme globální proměnná je tvořena speciálním VI (má pouze panel) nová globální proměnná (VI) se vytvoří výběrem a umístěním na panel panel globální proměnné se zobrazí volbou Open Front Panel na panel globální proměnné lze umístit objekty stejně jako na standartní panel VI, neexistuje však korespondující diagram, takže se nikde neobjeví terminály, objekty je nutné pojmenovávat terminály jsou nahrazeny blokem globální proměnné, přiřazení se provádí volbou Select Item nalezení vazeb se provádí u objektu na panelu volbou Find Global References, u bloku v diagramu pomocí Find Global Definition/References každý blok globální proměnné je buď v režimu čtení nebo v režimu zápis, změna se provede pomocí Change To Read/Write Global pro zpřístupnění dalších objektů z panelu globální proměnné je nutné nejprve vytvořit další bloky globální proměnné, a to kopírováním stávajících bloků <Ctrl + myš>, vybráním z knihovny Structures by se vytvořil další VI globální proměnné Local Variable, lokální proměnná, umožňuje zpřístupnit data v rámci VI využívá se pro několikanásobný přístup k datům umožňuje zápis pro control a čtení pro indicator každý blok lokální proměnné je určen buď pro čtení nebo pro zápis, změna pomocí Change To Read/Write Local nová lokální proměnná se vytvoří výběrem a umístěním na panel nebo postupem podle 2.10 přiřazení se provede volbou Select Item (nutné pojmenovávání objektů) Odbor termomechaniky a techniky prostředí, Fakulta strojního inženýrství, Vysoké učení technické v Brně

67 4.5 KONSTANTY Kromě uzlových bloků jako ekvivalentu knihovních funkcí se v popsané nabídce nacházejí i konstanty (číselné, booleovské, textové aj.). V blokovém diagramu vystupují jako koncové bloky - zdroj signálu (source terminals). Číselné konstanty - základní možnost zavedení číselné konstanty do blokového diagramu je přes volbu Functions - Numeric a ikonku vlevo dole. Po jejím vybrání lze z klávesnice zadat libovolnou hodnotu (dodatečně lze hodnotu změnit popisovačem). Reprezentaci datového prvku je možné měnit přes roletové menu a položku Representation. Obr Změna reprezentace datového typu u číselné konstanty Další konstanty jsou dostupné přes volbu Functions - Numeric a ikonku vpravo dole: Obr Další číselné konstanty V prvním řádku jsou to konstanty pro barevný box, výběrový seznam a chybový kód, ve druhém řádku jsou to nejčastěji používané matematické konstanty a v posledním řádku jsou to konstanty fyzikální (včetně fyzikálního rozměru). Booleovská konstanta - je dostupná přes Functions - Boolean (ikonka vlevo dole). Hodnotu této konstanty lze přepínat mezi TRUE a FALSE pomocí ovládače (kurzor tvaru ruky). Textová konstanta - je dostupná přes Functions - String. Další konstanty - kromě dosud popsaných konstant je v LabVIEW možno používat i řadu dalších typů konstant (konstantní cluster, chybový cluster, pole, cesta k souboru...). Definice konstant přes roletová menu na funkcích Nejrychlejší způsob zavedení konstanty je využití položky Create Constant v roletovém menu na vstupním pinu ikonky funkce (subvi). Obvykle je definována konstanta odpovídajícího typu, která je

68 2 přímo připojena k danému vstupnímu parametru funkce: Obr Vytvoření konstanty připojené ke vstupnímu pinu funkce Tohoto způsobu je dobré používat i pro zavádění ovládacích i indikačních prvků na čelním panelu (Create Control a Create Indicator). Odbor termomechaniky a techniky prostředí, Fakulta strojního inženýrství, Vysoké učení technické v Brně

69 4.6 NUMERICKÉ FUNKCE Obsahuje funkční bloky Add, Subtract, Multiply, Divide, sčítání, odčítání, násobení, dělení a jsou dostupné přes položku Functions - Numeric: Obr Numerické funkce Obr Příklad funkcí Quotient & Remainder, celočíselné dělení Increment, Decrement, inkrementace, dekrementace Add Array Elements, součet prvků numerického pole Multiply Array Elements, součin prvků numerického pole Compound Arithmetic, součet, součin, log. součet, log. součin více prvků: Druh operace je určen volbou Change Mode. Rozšíření Add/Remove Input inverzi každého prvku volbou Invert (inverze k násobení je dělení, atd.). Absolute Value, absolutní hodnota

70 2 Round To Nearest, zaokrouhlení na nejbližší celé číslo Round To -Infinity, zaokrouhlení na nejbližší nižší celé číslo Round To +Infinity, zaokrouhlení na nejbližší vyšší celé číslo Random Number (0-1), náhodné číslo v rozsahu <0; 1> Square Root, odmocnina: je-li vstup < 0, vrací NaN (neknečno) Negate, negace Scale By Power Of 2, násobení 2 n Sign, funkce signum Reciprocal, převrácená hodnota Numeric Constant, numerická konstanta Enumerated Constant, konstanta výčtového typu, Add Item After/Before, Remove Item Ring Constant, konstanta typu ring, tj. výčtový typ s přiřazenými celými čísly 0, 1,.., n, (editace jako u předcházejicího typu) Knihovna NumericConversion Obsahuje konverzní funkce Obr Menu knihovny Numer Conversion To Byte Integer, etc., konverze čísla (i pole čísel apod.) na požadovaný datový typ

71 3 Convert Unit, konverze čísla na číslo s jednotkou a naopak, jednotku lze zadat pomocí volby Unit... Cast Unit Bases, konverze čísla s jednotkou na číslo s jinou jednotkou, tj. převodník fyzikálních veličin Number To Boolean Array, konverze čísla na pole hodnot typu boolean Boolean Array To Number, konverze pole hodnot typu boolean na číslo Boolean To (0, 1), konverze typu boolean na integer String To Byte Array, konverze řetězce na pole ASCII hodnot Byte Array To String, konverze pole ASCII hodnot na řetězec Knihovna Numeric Trigonometric Obsahuje trigonometrické funkce: Sine (sinus), Cosine, Tangent, Inverse Sine, Inverse Cosine, Inverse Tangent, Hyperbolic Sine, Hyperbolic Cosine, Hyperbolic Tangent, Inverse Hyperbolic Sine, Inverse Hyperbolic Cosine, Inverse Hyperbolic Tangent (inverzní hyperbolický tangent), Cosecant, Secant, Cotangent hodnoty jsou v radiánech funkce pracují s čísly, číselnými poli, číselnými clustery...

72 4 Obr Příklad použití trigonometrických funkcí Sine & Cosine, spojení funkcí sin a cos v jednom bloku Inverse Tangent ( 2 vstupy), atan2 Sinc, Sin(x)/x knihovna Numeric Logarithmic Obsahuje logaritmické funkce Obr Menu Numeric Logarithmic Exponential - exp (x) Natural Logarithm -, ln (x) Power Of x Logarithm Base 10 - log 10 (x) Power Of 2-2 x Logarithm Base 2 - log 2 (x) Power Of X - x y Logarithm Base X - log x (y) Exponential (Arg) -1, e x -1 Natural Logarithm (Arg+ 1), ln (x+1)

73 Knihovna Numeric Complex Obsahuje funkce pracující s komplexními čísly: Obr Menu Numeric Complex Complex Conjugate, číslo komplexně sdružené Polar To Complex, Complex To Polar, z = r e iφ Re/Im To Complex, Complex To Re/Im, převod z/na komplexní číslo z = Re (z) + i Im (z) knihovna Numeric Additional Numeric Constants obsahuje další konstanty různých typů: Color Box Constant, konstanta barvy U32, výběr pomocí operating tool Listbox Symbol Ring, konstanta symbolů I32, výběr pomocí operating tool Error Ring, konstanta chybových hlášení U16, výběr pomocí operating tool Pi - π Two Times Pi - 2π Pi Divided By Two - π/2 Reciprocal Of Pi - 1/π Natural Logarithm Of Pi - ln (π) Negative Infinity - záporné nekonečno - Positive Infinity - kladné nekonečno + e - e Reciprocal Of e - 1/e Base Ten Logarithm of e - log 10 (e) Natural Logarithm of Ten - ln (10) Natural logarithm of Two - ln (2)

74 6 Planck Constant (J/Hz), Planckova konstanta Elementary Charge (C) - elementární náboj Speed of Light In Vacuum (m/s) - rychlost světla ve vakuu Gravitional Constant (N 2 /kg 2 ) - gravitační konstanta Avogadro Constant (mol) - Avogadrova konstanta Rydberg Constant (m) - Rydbergova konstanta Molar Gas Constant (J/(mol K)) - molární plynová konstanta Odbor termomechaniky a techniky prostředí, Fakulta strojního inženýrství, Vysoké učení technické v Brně

75 4.7 KNIHOVNA BOOLEAN Obsahuje funkční bloky pracující s typem boolean. Obr Menu knihovny Boolean And x y F F F T T F T T z F F F T Not And y z F F T F T T T F T T T F Not Or x y z F F T F T F T F F T T F Or x y z F F F F T T T F T T T T Not Excl. Or x y z F F T F T F T F F T T T Exclusive Or x y z F F F F T T T F T T T F Implies x y z F F T F T T T F F T T T Not x z F T T F Compound Arithmetic, viz kapitola 4.10 And Array Elements, and všech prvků vstupního pole Or Array Element, or všech prvků vstupního pole Number To Boolean Array, převod na čísla (viz. kapitola 4.9) Boolean Array To Number, převod na čísla (viz. kapitola 4.9.1) Boolean To (0, 1), viz kapitola Boolean Constant, nastavení pomocí operating tool Odbor termomechaniky a techniky prostředí, Fakulta strojního inženýrství, Vysoké učení technické v Brně

76 4.8 KNIHOVNA STRING Obsahuje funkční bloky pracující s řetězci. Obr Menu knihovny string String Length - vrací délku řetězce. Vstupem může být i pole nebo cluster řetězců, výstupem je pak stejná struktura typu integer. Concatenate Strings - spojí vstupní řetězce v jeden výstupní řetězec String Subset - výstupem je část vstupního řetězce. V zadané délce od zadaného počátku. Pozor! První znak v řetězci má pozici 0! Split String - hledá zadaný znak v daném řetězci. Výstupem je řetězec před znakem, řetězec od znaku včetně a pozice nalezeného znaku. Místo hledaného znaku lze zadat posuv dělíicího bodu. Při neúspěchu vrací pozici -1. Match Pattern - hledá zadaný řetězec v daném řetězci. Výstupem je řetězec před hledaným řetězcem, hledaný řetězec, řetězec za hledaným řetězcem a pozice konce nalezeného řetězce. Při neúspěchu vrací pozici -1. Lze zadat i začátek vyhledávání. Pick Line & Append - připojí k řetězci řádku z víceřádkového řetězce. Index & Append - připojí k řetězci prvek z pole řetězců.

77 2 Select & Append - připojí k řetězci jeden nebo druhý řetězec. Index & Strip - hledá začátek vstupního řetězce v poli řetězců, vrací pozici nálezu a zbytek řetězce. Při neúspěchu vrací -1 a celý hledaný řetězec. Select & Strip - hledá začátek vstupního řetězce ve dvou řetězcích. Vrací T/F, je-li nález v prvním/druhém a zbytek řetězce. Při neúspěchu vrací F a celý hledaný řetězec. Scan From String - převod řetězce na číslo. Vstupem je formátovací řetězec, pracovní řetězec, začátk převodu a vstupní error cluster, výstupem je zbytek řetězce, pozice konce převodu, error cluster a převedené hodnoty. Nepovede-li se řetězec dle formátovacího schematu převést, dosadí implicitní výstupní hodnoty (-1 v druhém příkladě). Důvod je vrácen zpět ve výstupním error clusteru. Pomocí vstupního error clusteru je možno převod zakázat. Format Into String - převod čísla na řetězec. Vstupem je formátovací řetězec, počáteční řetězec, vstupní error cluster a převáděné hodnoty, výstupem je výsledný řetězec a výstupní error cluster indikující případnou chybu. Pomocí vstupního error clusteru lze převod zakázat. Spreadsheet String To Array - převod řetězce ve formě tabulky na pole čísel. Vstupem je oddělovací znak (implicitně tab, zde mezera), formátovací řetězec a datový řetězec, výstupem je implicitně 2D double pole. Strukturu výstupního pole lze určit připojením pole požadované struktury (1D I32 pole).

78 3 Array To Spreadsheet String - převod pole čísel na řetězec ve formě tabulky. Vstupem je znak (implicitně tab, zde mezera), formátovací řetězec a pole čísel. To Lower Case - převod velkých písmen na malá písmena. To Upper Case - převod malých na velká písmena. Rotate String - rotace znaků v řetězci dopředu, tj. první znak na poslední místo. Reverse String - obrácení pořadí znaků v řetězci. String Constant - řetězcová konstanta Empty String - konstanta prázdný řetězec Carriage Return - konstanta návrat vozíku Line Feed - konstanta nová řádka End of Line - konstanta konec řádky Tab - konstanta tabulátor formátovací řetězec - [Str]%[-][0][Width][.Precicion]Conversion[Str] conversions: d,x,o,f,e,g Knihovna Additional String to Number Functions Obsahuje převodní funkce mezi čísly a řetězci. Obr Menu Additional String to Number Functions To Decimal - převod čísla na řetězec v zadaném formátu, umožňuje zadání délky řetězce. To Hexadecimal - převod čísla na řetězec ve formátu hex, umožňuje zadání šířky. To Octal - převod čísla na řetězec ve formátu oct, umožňuje zadání šířky

79 4 To Engineering -převod čísla na řetězec ve vědeckém formátu. Umožňuje zadát počt desetiných míst a délky řetězce. To Fractional - převod čísla na řetězec v desetinném formátu, umožňuje zadání počtu desetiných. míst a délky řetězce. To Exponential - převod čísla na řetězec v exponenciálním formátu. Umožňuje zadání desetiných míst a délky řetězce. From Decimal - převod řetězce ve formátu dec na číslo. Vstupem je výchozí řetězec, pozice začátkupřevodu a implicitní hodnota výstupu v případě neúspěšnosti převodu, výstupem je pozice konce převodu a převedená hodnota. From Hexadecimal - převod řetězce ve formátu hex na číslo. Vstupem je výchozí řetězec, pozice začátku převodu, implicitní hodnota výstupu v případě neúspěšnosti převodu, výstupem je pozice konce převodu a převedená hodnota. From Octal - převod řetězce ve formátu oct na číslo. Vstupem je výchozí řetězec, pozice začátku převodu, implicitní hodnota výstupu v případě neúspěšnosti převodu, výstupem je pozice konce převodu a převedená hodnota. From Exponential/Fract/Eng - převod řetězce v exponenciálním, desetiném nebo vědeckém formátu na číslo. Vstupem je výchozí řetězec, pozice začátku převodu a implicitní hodnota výstupu v případě neúspěšnosti převodu, výstupem je pozice konce převodu a převedená hodnota. Format & Append - zformátuje číslo a přidá k řetězci. Vstupem je formátovací řetězec, počáteční řetězec a výchozí číslo. Formátovací řetězec má tvar: [Str]%[-][0][Width][.Precicion]Conversion [Str]; conversions: d,x,o,f,e,g. Format & Strip - převod řetězce na číslo. (Hledá v řetězci dle formátovacího řetězce). Vstupem je výchozí řetězec, formátovací řetězec (%d, %x, %o, %f, %e, %g) a implicitní hodnota výstupu v případě neúspěšnosti převodu, výstupem je získané číslo a zbytek řetězce knihovna StringConversion

80 5 Obr Menu knihovna StringConversion Path to Array of Strings - převod cesty na pole řetězců Array of Strings to Path - převod pole řetězců na cestu. Proměnná typu boolean určuje, zda je cesta relativní nebo absolutní. Path to String - převod cesty na řetězec. String to Path - převod řetězce na cestu. String To Byte Array - převod řetězce na pole ASCII hodnot. Byte Array To String - převod pole ASCII hodnot na řetězec. Odbor termomechaniky a techniky prostředí, Fakulta strojního inženýrství, Vysoké učení technické v Brně

81 4.9 KNIHOVNA ARRAY Obr Menu knihovny Array Pole jsou kolekce datových prvků stejného typu s proměnnou velikostí. Prvky polí jsou uspořádany takže lze přistupovat individuálně. Pole mohou být různých typů - číselné, logické, řetězcové (numeric, boolean, string). Pole jsou v diagramu zobrazována podobně jako ovládací a zobrazovací prvky. Jsou odlišeny vnějšími okraji. Obsahuje funkční bloky pracující s poli Array Size - vrací velikost pole (počet prvků). Index Array - vybere známý prvek pole dle indexů na vstupu. Pozor: Číslování prvků je od hodnoty 0! Replace Array Element - nahradí prvek pole novou hodnotou.

82 2 Array Subset -, vybere subpole z pole. Vstupem jsou počátek a délka výseku na každé dimenzi. Reshape Array -, změna tvaru pole. Vstupem jsou rozměry jednotlivých dimenzí, doplňuje nulami. Initialize Array - inicializace pole, vytvoří pole zadaných rozměrů a vyplní je zadanou hodnotou. Build Array - vytvoří pole z libovolných prvků stejného datového typu. Režim vstupu lze změnit volbou Change To Array/Element. Rotate 1D Array -, rotace 1D pole dopředu o daný počet prvků. Reverse 1D Array - obrátí pořadí prvků v 1D poli. Transpose 2D Array -, transpozice pole. Search 1D Array -, hledá prvek v poli, výstupem je index nalezeného prvku nebo -1, lze zadat počáteční index prohledávání. Sort 1D Array - setřídí vzestupně prvky 1D pole. Array Max & Min - vrací minimální prvek a maximální prvek pole a jejic indexy.

83 3 Split 1D Array - rozdělí pole na dvě pole, zadán je počet prvků prvního pole. Interpolate 1D Array - interpolace hodnot pole nebo bodů zadaných pomocí clusteru s x a y. Pozici v poli udává číslo před desetinnou čárkou (2,5-> 2), polohu intervalu mezi dvěma následujicími prvky číslo za desetinou čárkou (2,5 -> 0,5) Treshold 1D Array - určení interpolované pozice zadané hodnoty 1D pole nebo bodů zadaných pomocí clusteru a x a y, Zadává se hledaná hodnota, pří. počáteční index hledání, výsledek ve tvaru desetiného čísla: číslo před desetinnou čárkou index pole číslo za desetinnou čárkou udává polohu v intervalu mezi dvěma prvky Interleave 1D Arrays - mixování hodnot vstupních polí. Výsledkem je 1D pole skládané postupně z prvních, druhých,... prvků vstupních 1D polí. Délka výstupního pole je dána součinem počtu vstupů a počtu prvků nejkratšího vstupního pole. Decimate 1D Array, rozdělení prvků vstupního pole do více polí. Array Constant - vytvoří se pouze struktura, kterou je třeba osadit a naplnit. Array To Cluster - konverze pole na cluster. Cluster To Array - konverze homogenního clusteru na pole. Odbor termomechaniky a techniky prostředí, Fakulta strojního inženýrství, Vysoké učení technické v Brně

84 4.10 KNIHOVNA CLUSTER Cluster je struktura obsahujicí stejné či různé datové typy (ovládací nebo zobrazovací) analogie typu "záznam" z programovacích jazyků. Je příkladem struktury Cluster AI Parameters (1 String Control a 3 Numeric Controls). Tato struktura je reprezentován v diagramu jako samostatný prvek, ale může být rozložena pro přístup k jejím položkám. Nástroje pro vstup a vyjímání informací ze struktury najdeme v Cluster menu. Rozlož dle jména (A) umožňuje prvky zpřístupnit jako indikátory. Spojení dle jména (B) umožňuje vytvořit nebo zapisovat do struktury. Obsahuje funkční bloky pracující s clustery. Obr Menu Cluster Unbundle - rozložení clusteru. Bundle - složení do clusteru nebo přepsání jednotlivých hodnot.

85 2 Unbundle By Name - přístup na jednotlivé prvky clusteru pomocí jejich názvů, prvek lze přiřadit výstupu volbou Select Item. Bundle By Name - přepsání jednotlivých hodnot clusteru Build Cluster Array - vytvoří pole clusterů. Index & Bundle Cluster Array - vytvoří pole clusterů obsahujících postuně hodnoty vstupních polí. Cluster Constant - vytvoří pouze strukturu, kterou je třeba osadit. Cluster To Array -, konverze homogenního clusteru na pole. Array To Cluster - konverze pole na cluster. Odbor termomechaniky a techniky prostředí, Fakulta strojního inženýrství, Vysoké učení technické v Brně

86 4.11 KNIHOVNA COMPARISON obsahuje srovnávací funkční bloky porovnávat lze pouze shodné datové typy při porovnávání různých datových typů je automaticky přetypuje porovnávat lze i dvě pole, a to buď korespondující prvky, výstupem je pole pole jako celek, výstupem je boolean hodnota. Druh porovnávacího nastroje Compare Elements/Aggregates Equal?, T jestliže x=y Not Equal?, T jestliže x y Greater?, T jestliže x>y Less?, T jestliže x<y Greater Or Equal?, T jestliže x y Less Or Equal?, T jestliže x y Equal To 0?, T jestliže x=0 Not Equal To 0?, T jestliže x 0 Greater Than 0?, T jestliže x>0 Less Than 0?, T jestliže x<0 Greater Or Equal To 0?, T jestliže x 0 Less Or Equal To 0?, T

87 2 jestliže x 0 Select - vrátí horní hodnotu, je-li na selektoru T, dolní hodnotu, je-li na selektoru F, vstupní hodnoty musí být stejného typu. Max & Min - vrací nahoře větší a dole menší hodnotu vstupní hodnoty musí být stejného typu In Range? - testuje, zda je vstupní hodnota z intervalu <lo;hi), vstupní hodnoty musí být stejného typu. Not A Number/Path/Refnum? - testuje, zda je vstupní prvek typu NaN (nekonečno), cesta nebo refnum. Empty String/Path? - testuje, prázdný řetězec nebo cestu. Decimal Digit? - testuje, zda vstupní řetězec je číslo ve formátu dec. Hex Digit - testuje, zda vstupní řetězec je číslo ve formátu hex. Octal Digit? - testuje, zda vstupní řetězec je číslo ve formátu oct. Printable? - testuje, zda lze vstup vytisknout jako soubor ASCII. Vstupem mohou být čísla, řetězce, pole čísel a řetězců, clustery... White Space? - testuje, zda vstupní řetězec je oddělovač, tj. space, tab, new line, carriage return, form feed a vertical tab. Lexical Class - vrací číslo třídy vstupního znaku. Odbor termomechaniky a techniky prostředí, Fakulta strojního inženýrství, Vysoké učení technické v Brně

88 4.12 KNIHOVNA TIME & DIALOG Obsahuje funkční bloky pracující s časem a dialogy. Obr Menu knihovny Time&Dialog Time Count [ms] - vrací hodnotu časovače v ms. Nabývá hodnot , nula není definovaná. Wait [ms] - nastavení pauzy v ms (uvedený příklad přeruší běh programu na 1s). Jako výstup je možno obdržet hodnotu časovače v čase konce pauzy. Wait Until Next ms Multiple - umožňuje ovlivnit rychlost provádění cyklu (viz. kapitola 4.1). Get Date&Time String - vrací datum a čas. Vstupem může být ring nebo integer určující formát času 0: 1/20/98 1: Tuesday, January 20, : Tue, Jan 20, Pozn. v posledním případě je 120s po 00:00:00 1:02 místo 0:02 kvůli zimním 1998 času boolean aktivující zobrazení sekund integer udávající počet sekund od od 00:00:00 Get Date Time in Seconds - vrací počet sekund od 00:00:

89 2 Date Time To Seconds - převod clusteru {s;min;h;den;měsíc;rok;den v týdnu;den v roce;letní/zimní čas} na počet sekund od 00:00: Seconds To Date Time - převod počtu sekund od od 00:00:00 na cluster {s; min; h; den; měsíc...} není-li počet sekund zadán, implicitně se bere současný stav. One Button Dialog - zobrazí dialogové okno se zadanou zprávou a potvrzovacím buttonem. Dalším vstupem může být text na buttonu místo OK, výstupem může být proměnná boolean, která se nastaví na T v okamžiku stisku buttonu. Two Button Dialog - zobrazí dialogové okno se zadanou zprávou a dvěma buttony. Výstupem může být proměnná typu boolean, která se nastaví na F stiskem Cancel nebo na T stiskem OK, dalšími vstupy mohou být texty na buttonech Simple Error Handler.vi - slouží hlavně k informování uživatele o vzniku chyby, jejímu popisu. General Error Handler.vi - slouží hlavně k informování uživatele o vzniku chyby, jejímu popisu. Find First Error.vi - slouží k sledování jednoho nebo více objektů, vstupem jsou číselné kódy chyb, které jsou převedeny na error cluster.

90 Odbor termomechaniky a techniky prostředí, Fakulta strojního inženýrství, Vysoké učení technické v Brně 3

91 4.13 KNIHOVNA FILE I/O Obsahuje bloky pro práci se soubory Write To Spreadsheet File.vi, zápis dat do textového souboru vstupem je 1D nebo 2D pole (z obou připojených vybere 1D pole) formátovací řetězec (implicitně %.3f) název souboru (implicitně Save Dialog) režim připojení/přepis (implicitně přepis) transpozice pole (implicitně F) oddělovač (implicitně Tab) výstupem je název souboru (při neúspěchu Not A Path) Obr Menu knihovny File I/O Read From Spreadsheet File.vi, čtení dat z textového souboru vstupem je formátovací řetězec (implicitně %.3f) název souboru (implicitně Open Dialog) počet řádků (implicitně -1, tj. všechny) počet ignorovaných znaků na počátku řádku (impl. 0)

92 2 maximální počet znaků řádku (implicitně bez limitu) transpozice pole (implicitně F) oddělovač (implicitně Tab) výstupem je: název souboru (při neúspěchu Not A Path) celé 2D pole 1D pole obsahující první řádek pozice ukazatele po čtení, počet načtených znaků indikace konce souboru, tj. T, je-li ještě požadavek na čtení, ale už je konec souboru. Write Characters To File.vi, zápis textu do souboru. Vstupem je název souboru (implicitně Save Dialog) textový řetězec režim připojení/přepis, implicitně přepis způsob reprezentace EOLF (implicitně 0Ah) T: 0Dh, 0Ah výstupem je název souboru (při neúspěchu Not A Path) Read Characters From File.vi - čtení textu ze souboru. Vstupem způsob reprezentace EOL: F: 0Ah (implicitně) T: 0Dh, 0Ah název souboru (implicitně Open Dialog) počet znaků (implicitně -1, tj. všechny) počet ignorovaných znaků na počátku řádku (implicitně 0) výstupem je název souboru (při neúspěchu Not A Path) textový řetězec pozice ukazatele po čtení, tj. počet načtených znaků indikace konce souboru (T, je-li ještě požadavek na čtení, ale už je konec soubor). Read Lines From File.vi, čtení textu ze souboru. Vstypy a výstupy stejné jako u předchozího navíc se vstupem: maximální počet znaků řádku (implicitně. bez limitu) Open/Create/Replace File.vi, otevření souboru, vytvoření nového souboru přesun souboru. Vstupem je maska ve File Dialogu text zobrazený ve File Dialogu

93 3 název souboru (implicitně File Dialog) implicitní cesta v File Dialogu funkce 0: open 1: open or create 2: create or replace 3: create vstupní chybový cluster implicitní název souboru ve File Dialogu nastavení potvrzovacím dialogem, je-li T, při pokusu o přepsání již existujícího souboru apod. výstupem je identifikátor souboru název souboru délka souboru v bytech výstupní chybový cluster. Close File - uzavření souboru, (zápis z bufferů, zrušení refnum) vstupem je identifikátor souboru vstupní chybový cluster, výstupem je název souboru výstupní chybový cluster. Read File - čtení ze souboru. Vstupem je identifikátor souboru vztažný bod pozice 0: start 1: konec 2: ukazatel současné pozice pozice čtení vstupní chybový cluster počet položek deklarace typu, struktury výstupem je identifikátor souboru (kopie hodnoty ze vstupu) načtená data poloha ukazatele současné pozice výstupní chybový cluster Write File - zápis do souboru vstupem je způsob reprezentace EOL F: 0Ah (implicitně) T: 0Dh, 0Ah (pouze pro data typu string) je-li T a data jsou pole nebo řetězec, zapisuje napřed velikost. ( a ignoruje convert EOL) identifikátor souboru vztažný bod pozice 0: start 1: konec 2: ukazatel současné pozice pozice čtení vstupní chybový cluster zapisovaná data

94 4 výstupem je identifikátor souboru (kopie hodnoty ze vstupu) poloha ukazatele současné pozice výstupní chybový cluster Obr Příklad zápisu dat do souboru, čtení dat ze souboru Build Path - operace nová cesta = cesta + řetězec Strip Path - operace cesta = nová cesta + řetězec Knihovna Binary File VIs Obsahuje bloky pro práci s binárními soubory: Obr Menu Binary File VI Read From I16 File.vi - čtení I16 hodnot z binárního souboru, 1D nebo 2D pole. Vstupem je : název souboru, implicitně Open Dialog počet řádek 2D pole

95 5 počet sloupců 2D pole nebo počet hodnot 1D pole (implicitně -1, tj. celé 1D pole) posun začátku čtení v bytech (implicitně 0) výstupem je název souboru, při neúspěchu Not A Path 2D pole 1D pole pozice ukazatele po čtení, tj. počet načtených znaků indikace konce souboru, (vrací T, je-li ještě požadavek na čtení, ale už je konec souboru). Write To I16 File.vi - zápis I16 hodnot do binárního souboru. Vstupem je název souboru (implicitně Open Dialog) 2D pole (platné není-li připojeno 1D pole) 1D pole režim připojení/přepis (implicitně přepis) výstupem je název souboru (při neúspěchu Not A Path). Read From SGL File.vi, čtení I16 hodnot z binárního souboru, 1D nebo 2D pole vstupem je název souboru (implicitně Open Dialog) počet řádek 2D pole počet sloupců 2D pole nebo počet hodnot 1D pole (implicitně -1, tj. celé 1D pole) posun začátku čtení v bytech (implicitně 0) výstupem je název souboru, při neúspěchu Not A Path 2D pole 1D pole pozice ukazatele po čtení, tj. počet načtených znaků indikace konce souboru, (T, je-li ještě požadavek na čtení, ale už je konec souboru). Write To SGL File.vi, zápis I16 hodnot do binárního souboru. Vstupem je název souboru (implicitně Open Dialog ) 2D pole (platné není-li připojeno 1D pole) 1D pole režim připojení/přepis (implicitně přepis) výstupem je název souboru (při neúspěchu Not A Path) Knihovna File Constants Obsahuje konstanty pro práci se soubory Path Constant - konstanta typu cesta Empty Path - prázdná cesta Not A Path - neplatná cesta

96 6 Not A Refnum - neplatný identifikátor souboru. Current Vi s Path - vrací cestu, vyhrazenou pro aplikace VI Library - vrací cestu vyhrazenou pro knihovny Default Directory - vrací cestu aktuálního adresáře Temporary Directory - vrací cestu adresáře dočasných souborů Knihovna Advanced File Function Obsahuje bloky pro práci se soubory na vyšší úrovni Obr Menu Advanced File Function File Dialog - zobrazí File Dialog. Vstupem je text zobrazený pod seznamem souborů implicitní cesta typ dialogu 0: výběr existujícího souboru 1: výběr nového souboru 2: výběr existujícího nebo nového souboru 3: výběr existujícího adresáře 4: výběr nového adresáře 5: výběr existujícího nebo nového adresáře implicitní název souboru maska datalog (připojením libovolného datového typu je tento typ spřažen s daným souborem) výstupem je vybraná cesta boolean hodnota T, pokud vybraná cesta existuje

97 7 boolean hodnota T, pokud byl dialog ukončen stiskem Cancel. Open File - otevření souboru. Vstupem je datalog (připojením libovolného datovéhotypu je tento typ spřažen s daným souborem) název souboru způsob otevření 0: pro čtení a zápis (implicitně) 1: pouze pro čtení 2: pouze pro zápis (pro Win jako 0) 3: pouze pro zápis práva přístupu 0: žádná 1: povoleno čtení 2: povoleno čtení i zápis (implicitně) vstupní chybový cluster výstupem je identifikátor souboru, při neúspěchu Not A Refnum výstupní chybový cluster New File - vytvoření nového souboru a jeho otevření vstupem je datalog, připojením libovolného datového typu je tento typ spřažen s daným souborem práva přístupu, ve Win má význam pouze 7.bit xx...x0xxxxxxx: pouze ke čtení xx...x1xxxxxxx: pro čtení i zápis název souboru skupina (ve Win95 není podporováno) práva přístupu 0: žádná 1: povoleno čtení 2: povoleno čtení i zápis (implicitně) vstupní chybový cluster nastavení režimu přepisu v případě, že soubor již existuje (T: dojde k přepisu, F: vygeneruje chybu) výstupem je identifikátor souboru (při neúspěchu Not A Refnum) výstupní chybový cluster EOF - nastavení virtuálního konce souboru. Vstupem je identifikátor souboru vztažný bod pozice 0: start 1: konec 2: ukazatel současné pozice pozice vstupní chybový cluster výstupem je identifikátor souboru (kopie hodnoty ze vstupu) poloha ukazatele současné pozice EOF výstupní chybový cluster Seek - nastavení pozice v souboru. vstupem je identifikátor souboru

98 8 vztažný bod pozice 0: start 1: konec 2: ukazatel současné pozice pozice vstupní chybový cluster výstupem je identifikátor souboru (kopie hodnoty ze vstupu) poloha ukazatele současné pozice výstupní chybový cluster Flush File - zápis bufferů, soubor zůstává otevřen vstupem je identifikátor souboru vstupní chybový cluster výstupem je identifikátor souboru (kopie hodnoty ze vstupu) výstupní chybový cluste Lock Range - uzamknutí části souboru. vstupem je výběr funkce T: uzamknutí F: odemknutí (implicitně) identifikátor souboru vztažný bod pozice 0: start 1: konec 2: ukazatel současné pozice pozice začátku vstupní chybový cluster délka oblasti v bytech výstupem je identifikátor souboru (kopie hodnoty ze vstupu) výstupní chybový cluster Access Rights - nastavení přístupových práv souboru. vstupem je název souboru vlastník (ve Win95 není podporováno) skupina (ve Win95 není podporováno) vpráva přístupu, ve Win má význam pouze 7. bit xx...x0xxxxxxx: pouze ke čtení xx...x1xxxxxxx: pro čtení i zápis vstupní chybový cluster výstupem je název souboru (kopie ze vstupu) vlastník (ve Win95 není podporováno) skupina (ve Win95 není podporováno) práva přístupu, ve Win má význam pouze 7. bit xx...x0xxxxxxx: pouze ke čtení xx...x1xxxxxxx: pro čtení i zápis výstupní chybový cluster Path Type -, typ cesty. Vstupem

99 9 je název souboru výstupem je typ cesty 0: absolutní 1: relativní 2: neplatní Type and Creator - nastavení typu a tvůrce souboru (ve Win není podporováno). Vstupem je název souboru typ tvůrce vstupní chybový cluster výstupem je název souboru (kopie ze vstupu) typ tvůrce výstupní chybový cluster File/Directory Info -, informace o souboru nebo o adresáři. Vstupem je název souboru nebo adresáře vstupní chybový cluster výstupem je identifikátor adresáře T: adresář F: soubor název souboru nebo adresáře (kopie ze vstupu) velikost souboru v bytech nebo počet položek v adresáři čas poslední modifikace v sekundách od 00:00: (viz. kapitola 4.12) výstupní chybový cluster Volume Info - informace o prostoru na médiu. Vstupem je cesta udávající jednotku vstupní chybový cluster výstupem je cesta udávající jednotku (kopie počátku cesty ze vstupu) celková velikost média v bytech zabrané místo v bytech volné místo v bytech výstupní chybový cluster Move - přesun souboru vstupem je zdrojová cesta cílová cesta vstupní chybový cluster výstupem je nová cesta výstupní chybový cluster Copy - kopírování souboru. Vstupem je zdrojová cesta cílová cesta vstupní chybový cluster výstupem je

100 0 nová cesta výstupní chybový cluster. Delete - mazání souboru. Vstupem je název souboru vstupní chybový cluster výstupem je název souboru výstupní chybový cluster. List Directory -, výpis adresáře. Vstupem je cesta maska datalog (připojením libovolného datového typu je tento typ spřažen s daným souborem) vstupní chybový cluster výstupem je cesta (kopie ze vstupu) 1D pole názvů souborů 1D pole adresářů výstupní chybový cluster. New Directory -, vytvoření nového adresáře. Vstupem je název adresáře skupina (ve Win95 není podporováno) práva přístupu (ve Win má význam pouze 7. bit) xx...x0xxxxxxx: pouze ke čtení xx...x1xxxxxxx: pro čtení i zápis vstupní chybový cluster výstupem je název adresáře (kopie ze vstupu) výstupní chybový cluster Array of Strings to Path - převod pole řetězců na cestu Path to Array of Strings - převod cesty na pole řetězců. Proměnná typu boolean určuje, zda je cesta relativní nebo absolutní String to Path - převod řetězce na cestu Path to String - převod cesty na řetězec Refnum To Path - zobrazí název souboru odpovídající vstupnímu identifikátoru Odbor termomechaniky a techniky prostředí, Fakulta strojního inženýrství, Vysoké učení technické v Brně

101 4.14 NÁPOVĚDA K FUNKCÍM Základní nápovědu k funkcím lze získat v okénku nápovědy, které lze zapínat a vypínat v pracovní ploše vývojového systému klávesami <Crtl-H>. Obr Základní nápověda k funkci Kromě rolovacích lišt je na spodním okraji okna trojice tlačítek s následujícím významem (odleva): Základní/všechny parametry - přepíná zobrazení parametrů u ikony funkce v okně nápovědy. Zablokvání nápovědy - bez zablokování je obsah okna nápovědy řízen polohou kurzoru v blokovém diagramu. Vyvolání refernece k dané funkci - přesun do referenční příručky k dané funkci v on-line helpu. V referenční příručce lze nalézt vyčerpávající informace k dané funkci. Do správného místa se lze dostat bud' přes Help-On-Line Reference listováním v hypertextovém souboru nápovědy nebo okamžitě stisknutím třetího tlačítka v pořadí na spodním okraji okna nápovědy v okamžiku, kdy v něm je základní nápověda k této funkci. Odbor termomechaniky a techniky prostředí, Fakulta strojního inženýrství, Vysoké učení technické v Brně

102 4.15 POLYMORFISMUS FUNKCÍ V grafickém vývojovém prostředí existuje u některých funkcí polymorfismus - stejná funkce slouží pro operaci s různými datovými typy. Možné kombinace vstupních operandů např. funkce násobení dokumentuje následující tabulka: Polymorfismus funkce násobení ve vývojovém prostředí LabVIEW Datový typ prvního operandu Datový typ druhého operandu Datový typ výsledku INT32 INT32 INT32 DBL DBL DBL Jednoduchý datový typ Jednorozměrné pole Jednorozměrné pole Jednorozměrné pole Jednorozměrné pole Jednorozměrné pole Jednoduchý datový typ Cluster Cluster Cluster Cluster Cluster Uživatel se tedy nemusí starat o to, který typ funkce použije - ten bude automaticky upraven podle typu vstupních parametrů. Jedna a táž funkce tedy může posloužit pro různé kombinace datových typů vstupních parametrů. Odbor termomechaniky a techniky prostředí, Fakulta strojního inženýrství, Vysoké učení technické v Brně

103 4.16 ÚPRAVA POČTU VSTUPNÍCH PARAMETRŮ FUNKCE U některých funkcí lze zvolit počet vstupních parametrů, a to v zásadě dvojím způsobem: Z roletového menu na vstupu funkce položkou Add Input: Obr Zvětšení počtu vstupních parametrů funkce použitím roletového menu Pomocí nástroje pro označení a změnu polohy lze roztáhnout ikonku funkce na potřebnou velikost: Obr Zvětšení počtu vstupních parametrů funkce roztažením její ikonky Zmenšení počtu vstupních parametrů je analogické - bud' přes roletové menu položkou Remove Input nebo graficky stažením velikosti ikonky. V obou případech by na rušeném vstupu už neměl být připojen signál. U některých funkcí je počet vstupních parametrů proměnný, ale závazný - např. u funkce Index Array musí počet vstupních parametrů pro index odpovídat počtu dimenzí pole, v němž má k indexaci docházet. Obdobně je to s dvojicemi vstupních parametrů u funkce Array Subset. Odbor termomechaniky a techniky prostředí, Fakulta strojního inženýrství, Vysoké učení technické v Brně

104 4.17 ÚPRAVA TYPU VSTUPNÍCH PARAMETRŮ U některých funkcí lze změnou typu vstupního parametru modifikovat činnost této funkce. Příkladem může být funkce Build Array pro dynamické vytváření pole. U této funkce lze vstupní parametr modifikovat mezi dvěma možnostmi přes odpovídající položku roletového menu Change To...: Element prvek Array pole. Následující obrázky ukazují některé možné kombinace: Obr Některé možné kombinace typu vstupních parametrů u funkce Build Array U této funkce lze navíc pružně volit i počet vstupních parametrů a dosáhnout tak mnoha dalších kombinací. Odbor termomechaniky a techniky prostředí, Fakulta strojního inženýrství, Vysoké učení technické v Brně

105 4.18 VYPÍNÁNÍ INDEXACE VE VSTUPNÍM PARAMETRU U funkce Index Array, jak už bylo uvedeno je počet vstupních parametrů pro index závislý na počtu dimenzí pole, v němž má k indexaci (výběru prvku) docházet. Někdy však není zatím vybrat jen jeden prvek, ale celý sloupec (typicky při zpracování dvourozměrných polí, která vracejí funkce pro podporu zásuvných měřicích karet sloupec zde odpovídá jednomu měřenému kanálu). Činnost této funkce lze modifikovat a usnadnit tak její použití vypínáním indexace na odpovídajícím vstupním parametru. Potřebujeme např. z dvourozměrného pole (matice) vybrat jeden její sloupec připojíme signál pouze na sloupcový index a zároveň vypneme přes roletové menu položkou Disable Indexing indexaci. Funkce potom místo jednoduchého datového typu vrací jednorozměrné pole - sloupec, jehož pořadové číslo jsme zadali v sloupcovém indexu. Obr Vypnutí indexace ve vstupním parametru funkce INDEX ARRAY Odbor termomechaniky a techniky prostředí, Fakulta strojního inženýrství, Vysoké učení technické v Brně

106 5. LADICÍ PROSTŘEDKY 5.1 Krokování běhu virtuálního přístroje 5.2 Vizualizace toku dat 5.3 Užití sond 5.4 Nasazování bodu přerušení Chyby vzniklé v procesu vytváření aplikace (virtuálního přístroje) lze rozdělit na dva typy: Chyby syntaktické brání spuštění virtuálního přístroje, protože nebyla dodržena správná syntaxe blokového diagramu nebo někde nastává konflikt datových typů. Tyto chyby se hledají poměrně snadno pomocí seznamu chyb, ve kterém lze nalézt i popis možných příčin. Chyby faktické se odstraňují a hledají hůře. Po formální stránce je algoritmus v pořádku - nic nebrání spouštění virtuá1ního přístroje, ale výpočty nejsou korektní. Pro hledání těchto chyb obsahuje LabVIEW sadu ladicích nástrojů. Při výskytu syntaktické chyby v blokovém diagramu nemůže být VI přeložen ani spuštěn. Nástroj spuštění aplikace je přerušen - naznačuje to výskyt syntaktické chyby v algoritmu. Prvním pokusem o odstranění chyb je: Remove Bad Wires z Edit menu <Ctrl-B>, lze odstranit signálové cesty, které zůstaly v blokovém diagramu po editačních zásazích a mohou mít délku jednoho pixelu, takže jsou vizuálně nepostřehnutelné. Nepomůže-li, kliknout na nástroj spuštění aplikace lze vyvolat Error List okno i volbou Show Error List z menu Windows. Vybereme výpis chyby a tlačítkem Find se dostaneme do místa blokového diagramu, v němž jsou problémy. Obr Okno seznamu chyb Aplikace v systému LabVIEW běží podle filosofie Data Flow. Blokový diagram není prováděn zleva doprava a shora dolů, nýbrž podle následujicího pravidla: Blok v blokovém diagramu spouští svou činnost v okamžiku, kdy má na všech svých vstupech k dispozici platná data a po doběhnutí poskytuje současně na všech svých výstupech výsledky. Výhoda: jednoduše realizovatelná paralelnost běhu částí aplikace. Nevýhoda: sekvenčnost provádění aplikace je nutno hlídat nebo i uměle zavádět. Vzhledem k popsané filozofii běhu aplikace je pro hledání faktických chyb nutno použít speciálních ladicích nástrojů. které jsou v prostředí integrovány. Mezi ladicí prostředky v systému LabVIEW patří: Krokování běhu virtuálního přístroje Vizualizace toku dat Nasazování sond Nasazování bodu přerušení Nástroje pro odladění běžící aplikaci lze dočasně pozastavit pomocí ikony Pause

107 2 v blokovém schematu lze na signály vložit Breakpoint a Probe (Tools Palette) lze aktivovat Highlight Execution, při běhu aplikace pak bude graficky znázorňován tok signálů krokování se provádí pomocí jeden krok, skok do struktury provedení celé struktury, cyklu apod. provedení zbytku struktury, cyklu apod. Odbor termomechaniky a techniky prostředí, Fakulta strojního inženýrství, Vysoké učení technické v Brně

108 5.1 KROKOVÁNÍ BĚHU VIRTUÁLNÍHO PŘÍSTROJE Přepínání mezi kontinuálním během a krokováním pomocí odpovídajícího nástroje. Při krokování provedení jednoho kroku zvláštním nástrojem. Blok, který má být proveden v následujícím kroku, je zvýrazněn blikáním. Takto je možno ověřit pořadí provádění jednotlivých bloků. Odbor termomechaniky a techniky prostředí, Fakulta strojního inženýrství, Vysoké učení technické v Brně

109 5.2 VIZUALIZACE TOKU DAT Zapíná se nástrojem v módu běhu programu. Blok, který je prováděn, je zvýrazněn. Hodnoty, které blok poskytuje, jsou explicitně znázorněny v malých okénkách na odpovídajících výstupech Jednotlivé datové cesty signálu jsou znázorněny postupujícími kuličkami odpovídající barvy (podle datového typu). VI lze zkompilovat i bez možnosti vizualizace a krokování - šetří se tím paměť a zrychlí se běh přístrojů (nastavení v VI setup). Odbor termomechaniky a techniky prostředí, Fakulta strojního inženýrství, Vysoké učení technické v Brně

110 5.3 UŽITÍ SOND sondu lze v módu běhu programu nasadit na libovolný datový vodič okénko sondy lze přesouvat. Zůstává stále viditelné, nedá se zmenšovat ani zvětšovat v pop up menu sondy lze zadat nalezení vodiče. v pop up menu vodiče lze zadat nalezení sondy. jako sondu lze zvolit i vybraný typ ovládacího prvku z knihovny Controls. Odbor termomechaniky a techniky prostředí, Fakulta strojního inženýrství, Vysoké učení technické v Brně

111 5.4 NASAZOVÁNÍ BODU PŘERUŠENÍ lze zajistit nástrojem v módu běhu programu při běhu programu je aplikace pozastavena v tomto bodu je možno funkci krokovat. spouštět plnou rychlostí, prohlížet hodnoty dat po otestování je možno hodnoty, které funkce vrací, do volající funkce předat a pokračovat v provádění aplikace Odbor termomechaniky a techniky prostředí, Fakulta strojního inženýrství, Vysoké učení technické v Brně

112 6. IKONA, KONEKTOR, VOLBY PRO BĚH VIRTUÁLNÍHO PŘÍSTROJE 6.1 Ikona virtuálního přístroje 6.2 Konektor virtuálního přístroje 6.3 Možnosti nastavení efektů pro mód běhu programu virtuálního přístroje 6.4 Synchronní, asynchronní a reentrantní provádění bloků aplikace Řízení několika identických přístrojů pomocí obslužného programu VI, který čeká specifikovaný časový interval Použití dat, která nemohou být sdílena 6.5 Ukládání projektů Odbor termomechaniky a techniky prostředí, Fakulta strojního inženýrství, Vysoké učení technické v Brně

113 6.1 IKONA VIRTUÁLNÍHO PŘÍSTROJE Jak již bylo řečeno, virtuální přístroj se skládá z čelního panelu, blokového diagramu, ikony a konektoru. Ikona a konektor umožňují z již vytvořených virtuálních přístrojů modulárně skládat vyšší úrovně hierarchie a vytvářet tak poměrně rozsáhlé a komplikované aplikace. Ve vyšší vrstvě aplikace slouží ikona pro reprezentaci daného VI a přes konektor se tento VI vřazuje do toku dat. Místo pro editaci ikony a konektoru najdeme v pravém horním rohu okna čelního panelu, kde lze stiskem pravého tlačítka myši vyvolat speciální roletovou nabídku: Obr Místo pro editaci ikony, konektoru a nastavování voleb pro běh virtuálního přístroje Pro editaci ikony je ve vývojovém prostředí k dispozici jednoduchý grafický editor připomínající Paint Brush, který aktivujeme výběrem položky Edit Icon z výše uvedené nabídky: Obr Grafický editor pro vytvoření a úpravu ikony virtuálního přístroje Vlevo od pracovního pole editované ikony (velikosti 32 x 32 pixelů) je k dispozici devět nástrojů, které lze zvolit najetím kurzoru myši na piktogram nástroje. Postupně shora dolů jsou to následujicí nástroje: Kreslení z volné ruky - přidržením levého tlačítka myši lze tímto nástrojem kreslit pixel po pixelu Kreslení rovných čar - přidržením levého tlačítka myši lze tímto nástrojem kreslit rovné čáry Přebrání barvy z ikony - pomocí tohoto nástroje lze levým tlačítkem myši přebrat barvu pixelu, na který ukazuje jako barvu popředí, při přidržení k1ávesy <shift> pak jako barvu pozadí

114 2 Vybarvení části ikony - čarou ohraničená část ikony je vybarvena barvou popředí Prázdný obdélník - přidržením levého tlačítka myši lze nakreslit obdélník s barvou popředí Vybarvený obdélník - totéž, jako předchozí, pouze vnitřek obdélníka je vyplněn barvou pozadí Výběr části ikony - obdélníkovou oblast ikony lze označit pro následné vymazání <DEL>, nebo přesun (přidržení klávesy <Ctrl> a posun) Popisovač - z klávesnice lze zadávat text Výběr barvy - po stisku levého tlačítka lze vybrat barvu popředí a barvu pozadí (záleží na zvoleném barevném módu, z kolika barev se volí) Vpravo od pracovní plochy se přepíná barevný mód kliknutím na tlačítko s označením žádaného módu. Po vytvoření ikonky v jednom módu ji lze zkopírovat do jiného barevného módu přepnutím do nového módu a použitím voleb Copy from..., které se nacházejí zcela vpravo okna editoru ikony. Zatržením boxu Show terminals jsou zobrazena přípojná místa konektoru s barevným označením přiřazeného datového typu. O jeden krok zpět v editaci ikony se lze vrátit stiskem tlačítka Undo. Po dokončení editace ikony ji lze bud přiřadit danému virtuálnímu přístroji tlačítkem O.K. (upravená ikonka se objeví vpravo nahoře v oknech čelního panelu a blokového diagramu a okno editoru ikony se uzavírá) nebo editační zásahy stornovat stiskem tlačítka Cancel. Odbor termomechaniky a techniky prostředí, Fakulta strojního inženýrství, Vysoké učení technické v Brně

115 6.2 KONEKTOR VIRTUÁLNÍHO PŘÍSTROJE Pro připojení virtuálního přístroje na tok signálů v nadřazené vrstvě aplikace slouží konektor. Jeho editaci lze vyvolat volbou položky Show Connector z nabídky po stisku pravého tlačítka myši na ikoně v okně čelního panelu. Při prvním vyvolání této položky provede LabVIEW analýzu prvků čelního panelu a z předpřipravených konektorů vybere ten, který tvarem a počtem pinů nejlépe vyhovuje počtu ovládacích a indikačních prvků na čelním panelu. Vlastní propojení pinů s prvky čelního panelu se provádí nástrojem propojovače. Po najetí na pin konektoru a stisku levého tlačítka myši se označí na čelním panelu prvek s ním spojený (existuje-li) nebo najetím na odpovídající prvek toto spojení definujeme. Již propojené piny zůstávají šedé. Pro úpravu tvaru konektoru a propojení pinů lze využit voleb z druhé a třetí sekce základní nabídky: Patterns nabídka vzorů pro konektor pro manuální výběr nejvhodnějšího Rotate 90 Degrees rotace vzoru konektoru o 90 stupňů Flip Horizontal zrcadlové převrácení vzoru vodorovně Flip Vertical zrcadlové převrácení vzoru svisle Disconnect All Terminals rozpojení všech pinů Disconnect This Terminal rozpojení pinu, na který je aktuálně ukazováno This Connection Is.. toto spojení je (required-povinné, recommended-doporučené, optional-možné) - touto volbou určujeme, jak bude popis tohoto signálu zobrazen v nápovědě pro tento VI (tučně, normálně, šedě) Do nápovědy k danému VI v nadřazené hierarchii se přebírají názvy prvků čelního panelu u povinných a doporučených prvků vždy, tedy i při redukované podobě nápovědě. U volitelných prvků pouze při zobrazení plné nápovědy. Odbor termomechaniky a techniky prostředí, Fakulta strojního inženýrství, Vysoké učení technické v Brně

116 6.3 MOŽNOSTI NASTAVENÍ EFEKTŮ PRO MÓD BĚHU PROGRAMU VIRTUÁLNÍHO PŘÍSTROJE Pro nastavení speciálních efektů při běhu virtuálních přístrojů slouží položka VI Setup... roletového menu v editačním módu, vyvolaného v prostoru ikony a konektoru VI. Tyto efekty se uplatňují převážně běží-li virtuální přístroj jako podvi volaný nadřazeným VI. Po vyvolání této možnosti z pop-up menu je otevřeno dialogové okno s kruhovým přepínačem mezi volbami pro běh programu jako podvi (podřízený virtuální přístroj) - Execution Options, volbami pro chování okna Window Options a volbami pro dokumentaci daného virtuálního přístroje Documentation. Ve všech případech si může uživatel pomocí sady dvouhodnotových přepínačů určit modifikaci odpovídající jeho představám. Obr Dialogové okno pro nastavení chování VI při jeho běhu Pomocí sady přepínačů pro běh programu lze vytvořit pro aplikaci takové chování virtuálního přístroje. které odpovídá dialogovému oknu (standardně není čelní panel VI při jeho volání ukazován), tj. při volání tohoto podvi z vyšší vrstvy hierarchie aplikace je otevřen jeho čelní panel a po ukončení jeho činnosti je tento čelní panel opět zavřen, nasazovat body přerušení. povolovat reentrantní běh. určovat prioritu daného podvi v aplikaci. Následuje popis voleb pro běh daného virtuálního přístroje: Execution Options (možnosti běhu programu): Show Front Panel When Loaded při nahrání souboru do paměti ukáže čelní panel daného subvi Show Front Panel When Called ukáže čelní panel, je-li volán nadřazeným VI Close Afterwards Originally Closed po ukončení běhu jako podvi uzavře čelní panel, ve spojení s předchozí volbou simuluje chování dialogového okna Run When Opened při otevření souboru běží činnosti tohoto podvi - lze použít i pro VI v nejvyšším stupni hierarchické struktury a tím aplikaci automaticky spouštět po nahrání do paměti Suspend When Calle nasadí bod přerušení do počátku tohoto podvi - běh programu se v tomto místě zastaví a řízení je předáno uživateli Reentrant Execution - povoluje reentrantní běh daného VI Priority volba priority vykonávání l, 2, 3 (nejvyšší) a subroutine Print Panel When VI Completes Execution vytisknutí čelního panelu, když VI dokončí svou činnost Print Header (name, date page number) tisk hlavičky Scale to Fit uprav velikost podle velikosti papíru Surround Panel With Border orámuj panel Dalšími volbami jsou volby pro zobrazení okna při běhu daného virtuálního přístroje (Window Options):

117 2 Obr Volby pro nastavení prvků okna při běhu virtuálního přístroje Windows Options - se uplatní jen v módu běhu programu, nikoliv v editačním módu. Zabraňují nežádoucím manipulacím s oknem aplikace ze strany uživatele při jejím běhu. Dialog Box dialogové okno - brání uživateli v interakci s jinými okny LabVIEW, je-li okno s tímto VI otevřeno (chování VI pak odpovídá standardním dialogovým oknům). Windows has Title Bar okno aplikace má v záhlaví řádek s názvem a nástroji pro manipulaci s oknem Allow User to Close Window dovoluje uživateli uzavřít okno s aplikací Allow User to Resize Windo dovoluje uživateli změnu velikosti okna Allow Run-Time Pop-up Menu povoluje vyvolat roletové menu prvků čelního panelu v módu běhu programu (uživatel zde může dostat nápovědu, protože se takto zpřístupňuje popis prvku) Hilite Return Boolean zdůrazni objekty Boolean s přiřazenou klávesou Return Size to Screen uprav velikost panelu podle velikosti displeje (přes celou obrazovku) Auto-Center automatické vycentrování okna na obrazovce Show Scroll Bars povoluje zobrazení rolovacích proužků na čelním panelu Show Menu Bar povoluje zobrazení hlavního menu na čelním panelu v módu běhu programu Show Toolbar povoluje zobrazení nástrojů v módu běhu programu, a to i jednotlivě dalšími volbami Show Run Button povolení zobrazení nástroje spuštění běhu programu Show Continuous Run Button zobrazení nástroje pro opakované spouštění běhu programu Show Abort Button zobrazení nástroje pro zastavení běhu programu Allow Debugging (Compile in debugging code povolení nasazování bodu přerušení a krokování Enable Log/Print at Completion povolení zapnutí tisku a ukládání do souboru na disk při ukončení činnosti daného VI. V případě, že má uživatel zakázáno zobrazení hlavní nabídky i palety nástrojů běhu programu, lze do editačního módu přepnout jedině pomocí odpovídajících horkých kláves <Ctrl-M>. Běžící aplikace se dá zastavit dvojicí horkých kláves <Ctrl >. Některé volby jsou uživateli dostupné v roletovém menu prvku podvi v blokovém diagramu nadřazeného VI v položce SubVI Node Setup:

118 3 Obr Volby pro běh VI vyvolané z roletového menu na ikonce VI v nadřazené vrstvě hierarchie Posledními volbami pro VI jsou volby týkající se dokumentování postupu vývoje tohoto VI. Toto dokumentování se provádí textovým popisem zadávaným průběžně při vývoji daného virtuálního přístroje do okna History, které lze zpřístupnit přes položku menu Windows - Show History. Zde si může dělat vývojář poznámky sám pro sebe nebo při pro další členy vývojového týmu. Obr Okno pro volby vytváření dokumentace vývoje daného VI Documentation - sledování změn prováděných ve VI. Uživatel si bud' individuálně zakřížkuje některou z prvních čtyř položek nebo použije pátou (přednastavena jako standard). Add an entry every time this VI is saved přidá položku při každém uložení VI Prompt for comment when this VI is closed vyzve ke komentáři při zavírání VI Prompt for comment when this VI is saved vyzve ke komentáři při ukládání VI Record comments generated by LabVIEW nahraje komentáře generované LabVIEW Use History Defaults(in Preference Dialog) užij přednastavené volby z dialogu Preferences Odbor termomechaniky a techniky prostředí, Fakulta strojního inženýrství, Vysoké učení technické v Brně

119 6.4 SYNCHRONNÍ, ASYNCHRONNÍ A REENTRANTNÍ PROVÁDĚNÍ BLOKŮ APLIKACE Asynchronní provádění bloku subvi může být spuštěno simultánně spolu s dalšími bloky. CPU počítače může v daném okamžiku provádět kód pouze jednoho bloku. V tomto smyslu "simultánně" znamená střídavé provádění malých úseků kódu různých bloků postupným přidělováním kapacity CPU. LabVIEW v sobě skrývá systém víceúlohového běhu, který přerušuje vykonávání kódu bloku, který má k dispozici všechna svá vstupní data, a přepíná na vykonávání kódu dalšího bloku, který má rovněž k dispozici všechna vstupní data. Řadič priority přiděluje kódu daného bloku kapacitu CPU na dobu, která odpovídá jeho prioritě, potom přeřazuje tento blok na konec fronty, kterou obhospodařuje. Z této fronty je blok vyřazen po dokončení své činnosti. Asynchronně se provádějí bloky odpovídající strukturám, vstupně/výstupním funkcím, časovacím funkcím a uživatelem definovaným subvi. Code Interface Nodes (CINs) a všechny výpočetní funkce jsou prováděny synchronně. Kód bloku je prováděn bez přepínání na provádění jiných bloků a teprve po jeho dokončení je kapacita CPU předána pro provádění jiných bloků. Většina VI z knihovny Analysis obsahuje v sobě bloky CIN, takže jsou jako celek prováděny synchronně. Normálně se uživatel nemusí starat o to, zda jsou bloky prováděny synchronně nebo asynchronně a může brát jejich provádění jako paralelní podle principu Data Flow. Díky víceúlohovosti systému LabVIEW lze tedy editovat některý VI, když jiný zrovna běží, a nehrozí ani nebezpečí nutného vypnutí počítače při zacyklení programu nekonečným cyklem. V některých případech lze určit prioritu běhu bloku v nastavení VI Setup... Existuje pět úrovní priority: 0, 1, 2, 3 a subroutine. Nejnižší úroveň priority je úroveň 0, blok s vyšší prioritou je proveden před blokem s nižší prioritou. Lze tak uměle určit pořadí provádění bloků diagramu. Ve frontě řadiče priority jsou nejprve všechny bloky s vyšší prioritou. které se dělí o kapacitu CPU, a teprve po jejich dokončení se začínají provádět bloky s nižší prioritou. Nejvyšší prioritou je priorita subroutine, která je v některých ohledech speciální. Běží-li některý VI s prioritou subroutine, žádný jiný nebude spuštěn, dokud se tento nedokončí. Provádění těchto bloků je tedy sekvenční. VI s touto prioritou může volat VI se stejnou prioritou, ale nikoliv s prioritou nižší. Při provádění VI s touto prioritou není dokonce obsluhován ani jeho čelní panel. Za normálních okolností nemůže LabVIEW provádět střídavě vícenásobné volání téhož bloku. Normální subvi je použitelný pouze sériově. To je důležité, například komunikuje-li podvi s nějakým vstupně/výstupním zařízením. Jinak může dojít ke zhroucení komunikace. Reentrantní provádění bloků znamená, že je možné provádět několikanásobně volaný blok paralelně. Každé volání takovéhoto bloku subvi totiž vytváří separátně kopii dat pro tento blok. To je užitečné ve třech případech: jestliže VI obslužného programu řídí a komunikuje s fyzickým přístrojem a musí řídit několik identických přístrojů jestliže VI čeká specifikovaný časový interval nebo dojde k vypršení nastaveného času jestliže VI obsahuje data, která nemohou být sdílena s jinými položkami tohoto VI, což je protiklad ke globálním proměnným, které jsou naopak ke sdílení určeny. Reentrantní provádění VI se povoluje nastavení VI Setup... Při tomto nastavení se mnoho jiných položek stává zakázanými. Tyto zakázané položky není možno obsloužit, protože se systém musí starat o přepínání mezi rozdílnými kopiemi dat a o různý stupeň jejich rozpracovanosti Řízení několika identických přístrojů pomocí obslužného programu Předpokládejme, že je k dispozici digitální voltmetr, který chcete ovládat pomocí VI s názvem DVM. Pro provedení měření tímto přístrojem je nutno provést tuto sekvenci příkazů: zápisem do přístroje jej nakonfigurovat a nastavit trigger (spouštění) čekat, až přístroj oznámí dokončení měření požadavkem na obsluhu vyčíst naměřená data Graficky to lze znázornit následujícím schématem:

120 2 Obr Řízení digitálního voltmetru z aplikace Mezi kroky 1 a 3 LabVIEW čeká, až přístroj doměří. Čekání je asynchronní, takže program může provádět paralelně i jiné činnosti. Nyní předpokládejme, že jsou k dispozici dva identické voltmetry. Lze tedy zkopírovat DVM jako DVM2 a po změně GPIB adresy ve druhém VI ovládat druhý voltmetr. Díky možnosti asynchronního provádění funkcí lze pro zvýšení efektivnosti programu použit následující posloupnosti (obr ). Tento přístup je použitelný, ale znamená zvýšení nároků na paměť a prostor na disku, neboť došlo ke zdvojení VI DVM jako DVM2, který potřebuje svůj čelní panel, svůj blokový diagram a svůj prostor pro data. Alternativní přístup je umístit na čelní panel DVM ovládací prvek pro zadávání GPIB adresy. Takto upravený VI lze použít pro ovládání obou voltmetrů, ale jelikož obvyklý VI je použitelný pouze sériově, bude časový diagram obsluhy obou voltmetrů následující: Obr Sériová obsluha dvou digitálních voltmetrů v čase Efektivnosti předchozího přístupu bez nutnosti duplikátu VI lze dosáhnout tím, že VI DVM bude spouštěn jako reentrantní, čímž je možno vícenásobné volání tohoto VI provést paralelně. V tomto případě je však nutno zvážit okolnosti, které by mohly vést k havárii programu (dvojí volání téhož voltmetru) a programově je vyloučit. Doporučená architektura aplikace při tomto přístupu je následující:

121 3 Obr Paralelní využití jednoho obslužného programu s využitím reentrantnosti spouštění VI Bloky označené Appl - App3 jsou aplikace nejvyššího stupně hierarchie. Jedna z nich např. měří závislost výstupního napětí testované jednotky na frekvenci, druhá hlídá úbytky napětí na odporech a třetí kalibruje jiný přístroj. Ve spodní vrstvě hierarchie je obslužný program DVM, spouštěný jako reentrantní. Ve střední vrstvě jsou tři nereentrantní přístroje DVM1 - DVM3, jejichž účelem je řazení požadavků na každý přístroj. Každý z nich obsahuje volání DVM driveru, nastavení GPIB adresy a nastavení voltmetru pro jednotlivé úlohy VI, který čeká specifikovaný časový interval Následující příklad ukáže nutnost reentrantnosti subvi, který bude zajišťovat čekání specifikovaný časový interval. Tento VI s názvem zzz.vi má následující strukturu: Obr VI, který čeká specifikovaný interval Činnost tohoto VI je jednoduchá - po spuštění čeká zadaný počet milisekund a po uplynutí tohoto časového intervalu nastaví na svém výstupu hodnotu logické jedničky. VI může několikanásobně využívat předchozího VI jako podvi ve své struktuře. Tento VI bude fungovat správně jedině tehdy, bude-li u podvi nastavena možnost reentrantního spouštění tohoto podvi. Pouze při tomto způsobu bude mít každé další spuštění tohoto VI svou datovou oblast. která zajistí jeho korektní průběh Použití dat, která nemohou být sdílena

122 4 Tento případ nutného reentrantního spouštění podvi si dokumentujme na podvi, který bude zajišťovat průběžné průměrování tří posledních hodnot číselné řady. Tento podvi bude mít následující strukturu, v níž je využito neinicializovaných posuvných registrů cyklu typu for: Obr VI pro průběžný výpočet průměru tří čísel Použití tohoto subvi při několika násobném volání ukazuje následující příklad: Obr Vícenásobné použití VI pro průměrování tří čísel I tento příklad bude korektně fungovat jedině za předpokladu,že se nastavením tohoto podvi do módu reentrantního spouštění zabrání vzájemnému sdílení dat v neinicializovaných posuvných registrech, které jsou v cyklu typu for v rámci podvi s názvem PRU. Odbor termomechaniky a techniky prostředí, Fakulta strojního inženýrství, Vysoké učení technické v Brně

123 6.5 UKLÁDÁNÍ PROJEKTŮ Nastavení aktuálních hodnot jako standardních V případě, že chceme hodnoty na vašem čelním panelu (controls, indicators, graphs apod.) uložit tak, aby zůstaly zachovány i po zavření vašeho VI (virtuálního přístroje), použijeme volbu Make Current Values Default z Operate Menu Uložení do souborů.llb Obr Nastavení aktuálních hodnot jako standardních LLB jsou knihovny Labview s uloženými VI. Operačnímu systém se jeví jako jeden soubor, ale po otevření v Labview mohou obsahovat mnoho individuálních VI. Vytvoření VI library se provede zvolením Save As z File menu. Napiš jméno vaší knihovny v dialogovém boxu Obr Vytvoření nové knihovny VI

124 2 Obr Zadání jména LLB Tato volba umožní zadat jméno vašeho VI v rámci knihovny. Obr Vkládání VI do LLB Odbor termomechaniky a techniky prostředí, Fakulta strojního inženýrství, Vysoké učení technické v Brně

125 7. PRÁCE S GRAFY VE VÝVOJOVÉM PROSTŘEDÍ LABVLEW 7.1 Základní pojmy 7.2 Rozdělení grafů 7.3 Registrační grafy (Waveform chart) Registrační graf zobrazující jeden průběh Registrační graf zobrazující více průběhů Volitelné části indikátorů registračních grafů Operace s daty v registračních grafech Další položky roletového menu pro práci s registračními grafy Volby dosažitelné přes roletové menu v legendě registračního grafu 7.4 Statické grafy (GRAPHS) Statické grafy zobrazující 1 průběh Statické grafy zobrazující více průběhů Volitelné části indikátorů statických grafů Další položky roletového menu pro práci s registračními grafy Volby dosažitelné přes roletové menu v legendě statického grafu Kurzory Odbor termomechaniky a techniky prostředí, Fakulta strojního inženýrství, Vysoké učení technické v Brně

126 7.1 ZÁKLADNÍ POJMY Součástí grafického rozhraní k uživateli tvořeného ve vývojovém prostředí LabVIEW čelním panelem virtuálního přístroje jsou velmi často i grafy. Z hlediska dělení objektů čelního panelu na prvky ovládací (směr toku informace od uživatele k systému) a indikační (směr toku informace od systému k uživateli) se jedná prakticky vždy o objekty indikační. Indikátor grafu tedy představuje dvourozměrný displej určený pro zobrazení jednoho nebo více průběhů. Odbor termomechaniky a techniky prostředí, Fakulta strojního inženýrství, Vysoké učení technické v Brně

127 7.2 ROZDĚLENÍ GRAFŮ Ve vývojovém prostředí LabVIEW lze indikátory grafů rozdělit zásadně podle dvou hledisek: podle způsobu předávání dat a zobrazení průběhů v grafu: statické indikátory (GRAPHS), kde pro zobrazení jednoho či více průběhů je nutné předem připravit data popisující celý průběh, popř. průběhy a předat je objektu statického grafu jako celek. Graf je zobrazen tedy jednorázově podle zadání dat. Podle osy nezávisle proměnné se statické grafy dělí na: průběhové grafy (waveform graph), u kterých se předpokládá rovnoměrné rozdělení bodů tvořících graf na ose x dané počátkem a přírůstkem - nejčastěji se tento typ grafu používá pro zobrazení časového průběhu veličiny XY grafy (XY graph), u kterých se předpokládá libovolné rozdělení bodů tvořících graf na ose x. S využitím tohoto typu grafu je možno zobrazit libovolný průběh v kartézských souřadnicích registrační (WAVEFORM), kde bodu, popř. jako bloky dat představující úseky zobrazovaného průběhu. Registrační graf postupně doplňuje průběh tak, jak jsou mu dodávána vstupní data. podle počtu dimenzí grafu: grafy dvourozměrné - statické i registrační grafy třírozměrné - statické i registrační. Tomuto rozdělení odpovídá i nabídka v paletovém menu objektů čelního panelu, kde se nachází pět ikonek pokrývajících všechny výše popsané typy grafů. Podle zvoleného typu grafu je nutno pro něj připravit i vhodnou datovou strukturu, odpovídající vybranému typu grafu a počtu požadovaných průběhů v něm zobrazených. V následujícím popisu datových struktur je použita tato konvence: [y] představuje jednorozměrné pole prvků y {y1,y2,y3} představuje cluster s prvky yl, y2 a y3 Pro programové vytvoření odpovídajících datových struktur se používá: v případě pole funkce Build Array nebo zapnutá indexace na výstupu z programových struktur cyklu typu FOR a WHILE v případě clusteru funkce Bundle eventuálně funkce s V případě složitějších datových struktur se tyto funkce kombinují, přičemž se postupuje od středu definice datové struktury k okrajům. Odbor termomechaniky a techniky prostředí, Fakulta strojního inženýrství, Vysoké učení technické v Brně

128 7.3 REGISTRAČNÍ GRAFY (WAVEFORM CHART) Jak již bylo řečeno, používají se tyto grafy pro zobrazení postupně vznikajících průběhů - data pro zobrazení jsou na indikátor grafu posílána postupně. Při definování indikátoru grafu určuje uživatel mimo jiné: šířku zobrazovaného průběhu v počtu bodů - lze si představit jako okno dané šířky, přes které se díváme na průběh šířku zapamatované části grafu v počtu bodů. Ta je obvykle větší než šířka zobrazovaného průběhu a umožňuje mi tak podívat se i na starší data, která se nevejdou do zobrazované části průběhu Registrační graf zobrazující jeden průběh Tento typ indikátoru grafu může přijímat data v jednom z následujících formátů: y - skalární hodnota (jednoduchý datový typ) - odpovídá zobrazení následujícího bodu průběhu [y] - 1D pole - odpovídá zobrazení úseku o n bodech daného průběhu, kde n je počet prvků v poli Z hlediska časové režie potřebné pro překreslení registračního grafu je velmi výhodné dělat aktualizaci tohoto grafu dávkově, tj. využívat druhé popsané možnosti Registrační graf zobrazující více průběhů Tento typ indikátoru grafu může přijímat data v jednom z následujících formátů: {yl, y2,...yn} - cluster obsahující následující body zobrazovaných průběhů (počet prvků v clusteru odpovídá počtu zobrazovaných průběhů) [{y1, y2,...yn }] - pole clusterů, kde každý cluster obsahuje následující bod pro jednotlivé průběhy. Počet prvků (clusterů) v poli pak odpovídá počtu bodů přidaných k jenotlivým průběhům, počet prvků v clusterech odpovídá počtu zobrazovaných průběhů Volitelné části indikátorů registračních grafů: Indikátor registračního grafu je objekt skládající se z více částí, které lze zviditelňovat nebo skrývat položkou Show v roletovém menu objektu grafu: Label pojmenování grafu volně umístitelné na čelním panelu Legend popisy jednotlivých průběhů s možností volby typů čar a jejich barvy Palette paleta s nástroji pro práci s grafem (posuny, zoom...) Digital Display digitální display, v němž se zobrazuje poslední hodnota každého průběhu Scrollbar rolovací lišta pro posun v rámci historie grafu X scale popis osy x Y scale popis osy y Unit Label popis fyzikálních jednotek Operace s daty v registračních grafech Položkou Data Operations roletového menu grafu lze kromě standardních položek, které se vyskytují u všech objektů, provést tyto úpravy regstračních grafů: Reinitialize to Default inicializace grafu na přednastavenou hodnotu Make Current Value Default přebrání současného stavu grafu jako přednastavené hodnoty Cut Data odebrání dat z grafu do zápisníku Copy Data zkopírování dat do zápisníku Paste Data vložení dat ze zápisníku Description vložení popisu ke grafu - tento popis je dosažitelný při běhu programu přes pravé tlačítko myši (není-li tato možnost zakázána) a může sloužit jako nápověda Online Help nápověda Clear Chart vymazání grafu Autoscale x zapnutí a vypnutí automatické změny měřítka osy x Autoscale y zapnuti a vypnutí automatické změny měřítka osy y Update Mode změna módu aktualizace grafu. Mimoto jsou definovány speciální typy grafů:

129 2 Stip Chart posuvný graf - po dosažení pravého okraje se celý graf posouvá o jeden bod doleva při každé aktualizaci Scope Chart osciloskopický graf - po dosažení pravého okraje je graf smazán a začíná se vykreslovat znovu odleva Sweep Chart osciloskopický graf se stěračem - po dosažení pravého okraje se stěrač v podobě svislé červené čáry přesouvá doprava a za ním je průběh aktualizován - obdoba předešlého, ale graf se při přechodu nemaže Další položky roletového menu pro práci s registračními grafy X scale volby pro osu x: Marker Spacing rozteč popisu na ose x: Uniform (pravidelná), Arbitrary (uživatelsky definovaná - značkami na ose lze pohybovat myší) Add Marker přidej značku Delete Marker uber značku Formating volby pro popis osy x - formát, počet desetiných míst atp. Autoscale x automatické měřítko pro osu x Loose Fit zarovnání konce měřítka rovnoměrně se značením osy Y scale tytéž volby jako pro osu x Transpose Array transpozice pole (záměna os u některých typů grafů) Stack Plots přepnutí do módu, ve kterém je každý průběh znázorněn v samostatném grafu, (Tento mód má výhodu v tom, že každý průběh může mít jiné měřítko osy y zvolené optimálně vůči svému rozsahu) a zpět do tzv multi-plot grafu (všechny průběhy v jednom grafu). Chart History Length umožňuje nastavit velikost tzv. History bufferu, tj. počtu bodů, odpovídajících délce tohoto typu indikátoru na obrazovce. Default hodnota 1024 bodů Volby dosažitelné přes roletové menu v legendě registračního grafu Další upřesňující nastavení a volby jsou pro registrační graf dosažitelné přes roletové menu legendě pro jednotlivé průběhy. Zde lze popisovačem doplnit popis ke každému průběhu a zvolit další upřesnění : Common Plots volba jednoho z šesti předefinovaných typů grafů (spojnicový, bodový, spojnicový s vyznačenými body, s vyplněním k nulové úrovni, čárový, sloupcový) Point Style volba jednoho ze sedmnácti tvarů bodů Line Style volba jednoho z pěti typů čar Line Width volba jedné z šesti tlouštěk čáry (ve Windows použitelná pouze pro plnou čáru) Bar Plots volba šířky sloupce pro sloupcový diagram Fill Baseline volba vyplnění plochy Interpolation volba interpolace mezi body, z nichž je graf konstruován Colour volba barvy průběhu Odbor termomechaniky a techniky prostředí, Fakulta strojního inženýrství, Vysoké učení technické v Brně

130 7.4 STATICKÉ GRAFY (GRAPHS) LabVIEW dále rozlišuje dva typy statických grafu. podle způsobu určení jednotlivých bodů zobrazovaného průběhu: Časový průběh signálu (Waveform Graph), kde vstupní data jsou zadávána vektorem funkčních hodnot (např. naměřených dat nebo vypočtených funkčních hodnot), přičemž se předpokládá, že data jsou rovnoměrně rozložena vzhledem k hodnotám osy pořadnic, tj. osy x. Kartézský graf (XY Graph), kde vstupní data jsou tvořena množinou uspořádaných dvojic x,y, tj. každý bod grafu je určen svými souřadnicemi v kartézském systému Statické grafy zobrazující 1 průběh U statického grafu s časovým průběhem (Waveform Graph) se předpokládá rovnoměrné rozložení bodů, z nichž je konstruován graf vzhledem k ose x. V přednastavených hodnotách se předpokládá počátek takovéhoto grafu v bodě 0 na ose x a přírůstek mezi body grafu na ose x rovný jedné. Pro takovýto statický graf se předpokládá konstrukce následující datové struktury: [y] 1D pole dat, představuje y - souřadnice bodů grafu V případě, že graf má začínat s nenulovou souřadnicí na ose x a přírůstek mezi jeho body na ose x je různý od jedničky, předpokládá takovýto statický graf konstrukci následující datové struktury: {x 0, dx,[y]} cluster tvořený počátkem x 0, přírůstkem dx a jednorozměrným polem y - souřadnic bodů grafu Není-li splněn požadavek rovnoměrného rozložení bodů grafu.vzhledem k ose x, je potřeba použít kartézský statický graf (XY Graph). V tomto případě je možná dvojí datová struktura, kterou je nutno pro takovýto graf připravit: {[x], [y]} cluster obsahující stejně velká jednorozměrná pole obsahující x - souřadnice a y souřadnice bodů grafu, nebo [{x, y}] pole clusterů, z nichž každý obsahuje dva prvky představující x -souřadnici a y - souřadnici jednoho bodu grafu (počet clusterů v poli odpovídá počtu bodů grafu) To, kterou z obou variant zvolíme, závisí na konkrétním umístění indikátoru grafu ve struktuře blokového diagramu (co lze jednoduše zkonstruovat) Statické grafy zobrazující více průběhů Pro statické grafy zobrazující více průběhů existuje ještě bohatší škála datových struktur, ze které je možno vybírat. Pro statický graf s rovnoměrným odstupem bodů vzhledem k ose x (Waveform Graph) je to: [[y1], [y2].. [yn ]] 2D pole - t j. matice, jejíž každý řádek představuje data jednoho průběhu předpokladem je zde, že všechny průběhy začínají s nulovou x - souřadnicí a mají rovnoměrné rozdělení bodů vzhledem k ose x rovné jedné { X 0, dx, [ [y l ],[y 2 ].. [y n ]]} cluster tvořený počátkem X 0, přírůstkem dx a 2D maticí, jejíž každý řádek představuje,jeden průběh - každý průběh v tomto případě začíná s libovolnou x - souřadnicí a má libovolný rozestup mezi body vzhledem k ose x [{[y]}] pole clusteru 1D polí, pro vykreslení grafu se předpokládá, že x 0 = 0 a dx = l. Tento případ je vhodný pro situaci, kdy každá křivka je určena jiným počtem bodů. [{x 0, dx, [{[y 1 ], [y 2 ].. [y n ]]}]clustery tvořené počátkem x 0, přírůstkem dx a polem clusterů 1D polí, z nichž každé představuje jeden průběh, tento případ je vhodný tehdy, jsou-li parametry x 0, dx shodné, avšak počet bodů je pro každý průběh rozdílný [{X 0, dx, [y]}] pole clusterů tvořených počátkem x 0, přírůstkem dx a 1D polem, představujícím y souřadnice pro jeden průběh, tento případ je vhodný tehdy, jsou-li parametry x 0, dx a počet bodů pro každý průběh rozdílný, tento poslední datový typ představuje nejobecnější případ z hlediska typu vstupních dat. Pro kartézský statický graf existují pouze dvě kombinace datových struktur: [{[{x, y }]}] pole clusterů, každý bod je definován clusterem x, y [{[x], [y]}] pole clusterů polí [x] a [y] obsahujících x -souřadnice a y - souřadnice jednoho průběhu Volitelné části indikátorů statických grafů

131 2 Indikátor statického grafu je objekt skládající se z více částí, které lze zviditelňovat nebo skrývat v položce Show v roletovém menu objektu grafu: Label pojmenování grafu volně umístitelné na čelním panelu Legend popisy jednotlivých průběhů s možností volby typů čar a jejich barvy Palette paleta s nástroji pro práci s grafem (posuny, zoom...) Cursor Display okénko umožňující práci s kurzory ve statickém grafu X scale popis osy x. Y scale popis osy y Unit Label popis fyzikálních jednotek Operace s daty ve statických grafech V položce Data Operations roletového menu grafu lze kromě standardních položek, které se vyskytují u všech objektů: Reinitialize to Default inicializace grafu na přednastavenou hodnotu Make Current Value Default přebrání současného stavu grafu jako přednastavené hodnoty Cut Data odebrání dat z grafu do zápisníku Copy Data zkopírování dat do zápisníku Paste Data vložení dat ze zápisníku Description vložení popisu ke grafu - tento popis je dosažitelný při běhu programu přes pravé tlačítko myši (není-li tato možnost zakázána) a může sloužit jako nápověda Online Help nápověda nalézt i speciální položky rozšiřující možnosti akcí s grafy: Clear Graph vymazání grafu Autoscale x zapnutí a vypnutí automatické změny měřítka osy x Autoscale y zapnutí a vypnutí automatické změny měřítka osy y Smooth Updates změna módu aktualizace grafu při vypnutí této možnosti překresluje LabVIEW statický graf tak, že vymaže obsah a aktualizuje jej, což má za následek blikání grafu, při zapnutí této možnosti se aktualizace grafu děje ve vyrovnávací paměti mimo graf a po dokončení se přenáší do grafu - to mi za následek odstranění blikání, ale potřebuje se více paměti (na vyrovnávací paměť) a snižuje se výkonnost systému (obsluha této vyrovnávací paměti) - globálně se tato možnost zapíná a vypíná i v položce menu Edit - Preferences - Front Panel Další položky roletového menu pro práci s registračními grafy X scale volby pro osu x: Marker Spacing rozteč popisu na ose x: Uniform (pravidelná), Arbitrary (uživatelsky definovaná - značkami na ose lze pohybovat myší) Add Marker přidej značku Delete Marker uber značku Formating volby pro popis osy x - formát, počet desetinných míst apod. Autoscale x automatické měřítko pro osu x Loose Fit zarovnání konce měřítka rovnoměrně se značením osy Y scale tytéž volby jako pro osu x Transpose Array transpozice pole (záměna os u některých typů grafů) Volby dosažitelné přes roletové menu v legendě statického grafu Další upřesňující nastavení a volby jsou pro statický graf dosažitelné v roletovém menu v legendě pro jednotlivé průběhy. V legendě lze jednak popisovačem doplnit popis ke každému průběhu a dále zvolit další upřesnění pro tento průběh přes roletové menu s následujícími položkami: Common Plots v této položce je možno volit jeden z šesti předefinovaných typů grafů (spojnicový, bodový, spojnicový s vyznačenými body, s vyplněním k nulové úrovni, čárový, sloupcový) Point Style volba jednoho ze sedmnácti tvarů bodů Line Style volba jednoho z pěti typů čar Line Width volba jedné z šesti tlouštěk čáry (ve Windows použitelná pouze pro plnou čáru) Bar Plots volba šířky sloupce pro sloupcový diagram

132 3 Fill Baseline volba vyplnění plochy Interpolation volba interpolace mezi body, z nichž je konstruován graf Colour volba barvy průběhu Kurzory Pro každý statický graf je možné vyvolat kurzorovou paletu. Kurzory je možné ovládat interaktivně využitím myši, nebo programově prostřednictvím tzv. uzlu vlastnosti objektu čelního panelu (Attribute Node). Neexistuje žádný limit počtu kurzorů, které je možné v grafu zobrazit Kurzorová paleta obsahuje: popisný text tzv. label souřadnice X a Y tlačítko pro volbu vzhledu kurzoru,tj. jeho tvaru jeho zobrazení tlačítko pro volbu kurzoru, jež bude ovládán tlačítky pro posuv kurzoru tlačítko pro volbu způsobu pohybu kurzoru (volné, vázané na body zobrazené křivky) Pro vymazání již zobrazeného kurzoru je nutné operacemi Start Selection a End Selection vybrat v kurzorové paletě kurzory, jež mají být odstraněny a pak je příkazem Cut odstranit. Všechny výše uvedené příkazy jsou obsaženy v nabídce Data Operation. Odbor termomechaniky a techniky prostředí, Fakulta strojního inženýrství, Vysoké učení technické v Brně

133 8. PRÁCE SE SOUBORY VE VÝVOJOVÉM PROSTŘEDÍ LABVIEW 8.1 Rychlé ukládání 8.2 Komplexní funkce pro práci se soubory 8.3 Elementární funkce pro práci se soubory 8.4 Soubory typu Byte stream a Datalog Práce se soubory patří k velmi častým standardním situacím, které je nutno v procesu vývoje aplikací řešit. Ve vývojovém prostředí LabVIEW lze tuto činnost nalézt v podstatě ve třech úrovních: rychlé ukládání (data logging) - rychlé ukládání objektů z čelního panelu do souboru typu datalog po ukončení běhu virtuálního přístroje. Tato operace je přístupná buď přes příslušný nástroj v módu běhu aplikace, nebo přes nabídku z menu v položce Operate - Log at Completion, případně v nabídce VI - Setup v místě ikony v okně čelního panelu. komplexní funkce použitelné při práci s textovými soubory, popř. s formátem vhodným pro tabulkový procesor, při ukládání jedno a dvourozměrných číselných polí. Sadu těchto funkcí lze nalézt v nabídce Functions - File I/O. Funkce umožňují jednoduché použití ze strany uživatele, obsahují obsluhu složenou z elementárních funkcí. elementární funkce řeší základní činnosti, z nichž se skládá práce se soubory. Uživatel je nalezne rovněž v nabídce Functions - File I/O. Soubory jsou trojího druhu podle formátu, v němž jsou v souboru uložena data: textové soubory - dat jsou uložena v čitelném tvaru zakódovaná v ASCII kódování. Výhodou tohoto tvaru je čitelnost při prohlížení běžnými prostředky, importovatelnost do textových editorů nebo tabulkových procesorů. Nevýhodou je náročnost na kapacitu média pro každou číslici a oddělovací znak je potřeba vyčlenit jeden byte). Textové soubory jsou zvláštním případem souborů typů bytestream. datalog soubory - v těchto souborech jsou položky zakódovány vnitřním kódováním vývojového prostředí úspornější způsob, jednou položkou je jedna datová struktura daného typu (i strukturovaná a složitá). Při počítání offsetu při práci se souborem se počítají počty těchto položek. bytestream soubory - binární soubory, nichž je základní jednotkou ukládání jeden byte. Do tohoto tvaru lze konvertovat všechny datové struktury. Tento způsob je nejrychlejší pro obsluhu souboru a nejúspornější z hlediska místa na médiu. Odbor termomechaniky a techniky prostředí, Fakulta strojního inženýrství, Vysoké učení technické v Brně

134 8.1 RYCHLÉ UKLÁDÁNÍ Je nejpohotovější způsob archivace dat z čelního panelu do souboru. Tento způsob nevyžaduje programovou obsluhu v blokovém diagramu. Zapíná a vypíná se buď odpovídající položkou z menu Operate - Log at Completion, nebo v nabídce VI Setup na místě ikony v editačním módu v okně čelního panelu. Po aktivaci rychlého ukládání je po každém doběhnutí virtuálního přístroje, u něhož je aktivováno, uložen aktuální stav čelního panelu do souboru typu datalog jako cluster s položkami odpovídajícími objektům čelního panelu. Aktivované rychlé ukládání je indikováno zatržením položky Operate - Log at Completion. Po prvním doběhnutí virtuálního přístroje s aktivovaným rychlým ukládáním je možno přes dialogové okno nastavit cestu a název datového souboru. Tím je dána vazba na tento soubor a po každém dalším dokončení běhu tohoto virtuálního přístroje je do souboru uložen jeden cluster se strukturou odpovídající čelnímu panelu. Vazbu na vybraný soubor lze přesměrovat pomocí položky Operate - Data Logging - Change Log File Binding... nebo zrušit pomocí položky Operate - Data Logging - Clear Log File Binding. Uložená data lze prohlížet bud interaktivně přes Operate - Data Logging - Retrieve... nebo programově. Při interaktivní prohlídce je po volbě dané položky v liště nástrojů zobrazena informace o počtu uložených záznamů a okénko pro volbu vybraného záznamu (nutno následně potvrdit tlačítkem <Enter>). Kromě toho je u každého záznamu zobrazeno datum a čas jeho uložení. Záznamy z databáze lze vyřazovat stiskem nástroje s popelnicí. Tím je záznam pouze označen k vymazání, fakticky dojde až volbou položky Operate - Data Logging - Purge Data... Při programové prohlídce uložených dat je postup následující: v blokovém diagramu virtuálního přístroje, pro které chceme provádět načítání datalog souboru s rychle uloženými daty, zvolíme tento virtuální přístroj přes položku Functions VI. Tímto je umístění v blokovém diagramu ikona reprezentující tento virtuální přístroj v roletovém menu na této ikoně zvolíme položku Enable Database Access. Ikona se označí rámem ve formě konektoru, na němž jsou přístupné tyto parametry: jako vstupní parametr: pořadové číslo záznamu v souboru (počítáno od nuly) jako výstupní parametr: cluster o dvou položkách: U32 - čas uložení v sekundách od referenčního času LabVIEW (pátek 1. ledna hod) Ul6 - doplňková informace obsahující údaj o milisekundách boolevská proměnná indikující konec souboru cluster se strukturou danou objekty na čelním panelu archivovaného virtuálního přístroje. Popsaným způsobem lze programově vyčítat obsah souboru rychlého ukládání a pracovat s jeho položkami. Odbor termomechaniky a techniky prostředí, Fakulta strojního inženýrství, Vysoké učení technické v Brně

135 8.2 KOMPLEXNÍ FUNKCE PRO PRÁCI SE SOUBORY Obsahují všechny tři činnosti pro práci se soubory (otevření nebo založení souboru, zápis nebo čtení, uzavření souboru). Snahou je, aby použití těchto funkcí bylo co nejjednodušší. V okně nápovědy lze ke každé funkci získat přehled parametrů - tučně uvedené parametry jsou povinné, obyčejně tištěné jsou volitelné. Struktura části knihovny s těmito funkcemi (Functions - File I/O...) je členěna do tří řádků: v prvním řádku je to pět komplexních funkcí pro práci s textovými soubory: zápis do textového souboru ve formátu vhodném pro import do tabulkového procesoru (Write To Spreadsheet File.vi) čtení z textového souboru ve formátu vhodném pro import do tabulkového procesoru (Read From Spreadsheet File.vi) zápis znaků do textového souboru (Write Characters To File.vi) čtení znaků z textového souboru (Read Characters From File.vi) čtení řádků z textového souboru (Read Lines From File.vi) dále je v prvním řádku submenu pro práci s binárními soubory (Binary Fíles.vi) obsahující čtyři komplexní funkce čtení z binárního souboru jedno- nebo dvourozměrného pole hodnot typu I16 (Read From I16 File.vi) zápis do binárního souboru jedno- nebo dvourozměrné pole hodnot typu I16 (Write To I16 File.vi) čtení z binárního souboru jedno- nebo dvourozměrného pole hodnot typu SGL (Read From SGL File.vi) zápis do binárního souboru jedno- nebo dvourozměrné pole hodnot typu SGL (Write To SGL File.vi) ve druhém řádkuje to komplexní funkce pro vytvoření /otevření souboru a základní elementární funkce pro práci se soubory: čtení ze souboru (Read File) zápis do souboru (Write File) uzavření souboru (Close File) složení cesty k souboru přidáním jednoho elementu (Build Path) separace posledního elementu z cesty k souboru (Strip Path) ve třetím řádku je to submenu s konstantami pro práci se soubory a podmenu elementárních funkcí pro práci se soubory U komplexních funkcí z prvního řádku tyto funkce zajišťují komplexně celou obsluhu souboru včetně jeho otevření či uzavření. Se kterým souborem se bude manipulovat se těmto funkcím sděluje vstupním parametrem datového typu File Path. Je-li tento parametr nulový (prázdný či nepřipojený) vyvolá se na počátku dialogové okno umožňující vybrat soubor ve struktuře adresářů - funkce potom vrací cestu k vybranému souboru výstupním parametrem New File Path. U funkcí pro zápis se booleovským vstupním parametrem určuje, zda data budou přidána ke stávajícímu obsahu souboru (append = T), nebo bude stávající obsah souboru vymazán (New File = F). U funkce pro zápis do textového souboru se strukturou pro tabulkový procesor s dalším booleovským vstupním parametrem může přivedené pole před zápisem do souboru transponovat (zaměnit řádky za sloupce). U funkcí pro čtení se dvěma vstupními parametry určuje počáteční offset čtení a počet jednotek, které mají být ze souboru vyčteny. Funkce potom vrací ve formě výstupního parametru offset po dokončeném čtení ze souboru. Počáteční a koncový offset jsou důležité pro posuv v rámci souboru a v cyklech si je lze předávat např. pomocí posuvných registrů. Funkce ze druhého řádku pro otevření/založení/přepsání souboru vrací ovladač souboru v podobě proměnné typu RefNum. Přes tuto proměnnou se potom manipuluje se souborem při akcích ukládání do souboru nebo čtení ze souboru či při zavírání souboru. Tento ovladač funkce pro zápis či čtení vracejí i jako výstupní parametr a lze ho tedy využít i pro zajištění sekvenčností provádění činností se souborem jako průběžnou proměnnou. Kromě tohoto používají tyto funkce jako druhé průběžné proměnné tzv. chybový cluster skládající se ze tří datových typů: Boolean - status - indikace došlo-nedošlo k chybě I32 - error code - chybový kód chyby, ke které ve funkci došlo (0 = vše O.K.)

136 2 string - error source - textové označení místa vzniku chyby či její označení Tento chybový cluster kromě zajištění sekvenčnosti zajišťuje i to, aby se nepokračovalo v činnosti, ve které došlo k chybě - při stavu True položky status vstupního chybového clusteru funkce nic neprovádějí a pouze přenášejí obsah tohoto chybového clusteru na výstup - na konci lze tak indikovat místo, kde došlo k chybě a podle kódu i druh chyby. Použití komplexních funkcí pro práci se soubory je velmi jednoduché a tyto funkce obsahují i programové obsloužení standardních situací (dotaz při pokusu přepsat stávající data, hlášení při nenalezení souboru atp.). Odbor termomechaniky a techniky prostředí, Fakulta strojního inženýrství, Vysoké učení technické v Brně

137 8.3 ELEMENTÁRNÍ FUNKCE PRO PRÁCI SE SOUBORY Při použití těchto funkcí, které uživatel nalezne v menu Functions-File I/O... probíhá každá operace se souborem ve třech krocích: otevření/založení souboru zápis/čtení uzavření souboru. V této skupině nalezne uživatel elementární funkce pro realizaci všech tří stupňů. Kromě toho jsou zde pomocné funkce, jako např. dialogové okno výběru souboru, získání informací o souboru, manipulace se souborem (přejmenování, výmaz, kopírování) nebo podadresářem (zřízení, zrušení, přejmenování), manipulace s proměnnými typu File Path apod. Při zakládání nebo otevírání souboru se zadává v proměnné typu File Path plná cesta včetně jména souboru, nebo lze využít funkce File Dialog, která umožňuje pohyb ve struktuře podadresářů a volbu existujících nebo nových souborů. Tato funkce potom poskytuje na svém výstupu tři informace: plnou cestu k vybranému souboru a boolean informace: soubor existuje / neexistuje, výběr dokončen / Cancel. Funkce pro otevření souboru vrací tzv. referenční číslo (ovladač souboru) typu RefNum, přes které se potom přistupuje k souboru při operacích s ním (není nadále potřeba pracovat s plnou cestou k souboru). Odbor termomechaniky a techniky prostředí, Fakulta strojního inženýrství, Vysoké učení technické v Brně

138 8.4 SOUBORY TYPU BYTE STREAM A DATALOG Při práci se soubory rozlišuje dva druhy souborů: bytestream typickým souborem tohoto typu jsou např. soubory textové. Základní jednotkou zapisovanou či čtenou ze souboru je jeden byte. Offsety pro čtení a zápis a počty zapisovaných či čtených jednotek se obvykle počítají v bytech. Takovýto soubor může obsahovat jakýkoliv datový typ převedený na byty - např. dvourozměrné pole datových typů SGL, jak je vracejí funkce obsluhující zásuvné multifunkční karty. Do souboru lze přidávat nebo přepisovat stávající obsah od určité pozice. datalog obsahuje jako základní zapisovanou či čtenou jednotku při práci se souborem libovolný datový typ. Zápis a čtení se pak odehrává v jednotkách offsetu daných tímto datovým typem. Do souboru se dá pouze přidávat, nedá se přepisovat uprostřed souboru. Všechny zapisované jednotky musí být téhož datového typu. Po vyčtení ze souboru se obvykle záznam rozebírá na elementární datové typy, z nichž je složen. Soubory tohoto typu jsou díky svému kódování těžko čitelné aplikacemi mimo LabVIEW. Odbor termomechaniky a techniky prostředí, Fakulta strojního inženýrství, Vysoké učení technické v Brně

139 9. VI PRO PODPORU MULTIFUNKČNÍCH ZÁSUVNÝCH KARET SBĚRU DAT 9.1 Konfigurace a první test systému se zásuvnou kartou 9.2 Organizace knihovny Data Acquisition v systému LabVIEW a kde začít 9.3 Funkce vyšší úrovně - Easy I/O Obecná pravidla Parametry nastavitelné pro kartu LabPC 9.4 Analogový vstup 9.5 Analogový výstup 9.6 Digitální vstup a výstup Ve vývojovém systému LabVIEW jsou funkce proobsluhu multifunkčních zásuvných karet sdruženy v části knihovny Functions - DAQ. Aby bylo zajištěno, že uživatel bude mít k dispozici vždy nejnovější verzi této knihovny v situaci, kdy svůj systém doplní o novou multifunkční kartu, je volen takový způsob distribuce, že spolu s kartou dostane uživatel i všechny funkce pro její obsluhu v nejaktuálnější podobě - tzv. NI-DAQ (poslední verze s označením 6.9. obsahuje okolo 100 MB dat pro podporu vývojových systémů firmy NI - Lab Windows CVI a LabVIEW). Novější verze NI-DAQ v. 7.0 přináší nové trendy i nový přístup, zatím je dostupná pouze pro některé měřicí karty. NI-DAQ, často označovaný jako operační systém pro převodníkové karty obsahuje soubor knihovních funkcí pro celou řadu vývojových prostředí (C, Pascal, VB, LabVIEW, CVI, LabWindows), low-level ovladačů a konfiguračních programů pro různé OS (DOS, Win3.x, Win95, Win NT, UNIX...). Tento ucelený soubor programů představuje více než 30 člověko-roků intenzivní vývojové a testovací práce. NI- DAQ odstraňuje z hlediska aplikačního programátora hardwarové detaily multifunkčních převodníkových karet, přičemž zachovává veškerou flexibilitu jejich plného využití ve finální SW aplikaci, a to za využití všech vlastností a výhod použitého OS. Po spuštění instalace si uživatel vybere, pro které vývojové prostředí chce podporu nainstalovat. Informace pro uživatele jsou i v souboru NI-DAQ Read Me. Před použitím funkcí z této části knihovny je však nutno nakonfigurovat spolupráci hardware a těchto funkcí. Knihovna Data Acquisition umožňuje programování multifunkčních desek, funkce jsou rozděleny do tří kategorií: Basic, vysoká úroveň, autonomní měřící aplikace Intermediate, střední úroveň, funkce se do nové aplikace řadí za sebou (Config-Start-Read-Clear) Advanced, obdoba Int na nížší úrovni (Group Config...) Při opakovaném volání je nutné používat funkce Int a Adv, aby neprobíhala inicializace a uzavírání zařízení v každém kroku cyklu. Některé Basic funkce umožňují připojit Iteration Terminal a provést tak inicializaci pouze jednou. Konfigurace a používání funkcí této knihovny je silně závislé na typu (ceně) desky. Příklady použití všech funkcí a aplikace pro různé desky jsou v adresáři \examples\daq: Analog Input, programování analogových vstupů, měření napětí možnosti zapojení vstupů DIFF, differencial, měří rozdíl napětí mezi dvěma kanály RSE, single-ended, měří napětí proti svorce AGND NRSE, měří napětí proti svorce ASENSE společné všem konfigurace kanálů adresa (0..63) zesílení režim DIFF / RSE / NRSE režim UNIPOLAR / BIPOLAR způsob přepínání kanálů žádné, sejmutí jediné hodnoty kontinuální, kanály jsou přepínány s periodou T, perioda opakování sekvence Ts = n T pseudokontinuální kanály jsou přepínány s nejvyšší možnou frekvencí, nastavit lze periodu opakování sekvence Ts intervalové, nastavit lze T i Ts nastavení triggerů (spouštěčů)

140 2 hardwarový analogový trigger, umožňuje ETS softwarový analogový trigger digitální trigger start-stop trigger, umožňuje pretrigger, midtrigger a posttrigger nastavení spouštění below low level, pokles pod spodní hranici above high level, vzestup nad horní hranici in region, překročení dolní nebo horní hranice hysterezis antihysterezis Analog Output, programování analogových výstupů, generování napětí způsob ovládání update hodnoty generování sekvence hodnot (velikost bufferu, možná periodicita) Digital I/O, programování digitálních vstupů a výstupů, většinou TTL kompatibilní, samy o sobě nejsou časově autoritativní Counter, programování čítačů, čítání událostí, měření časového intervalu, frekvence a střídy, generování libovolného TTL průběhu. Čítače jsou časově autoritativní Calibration and Configuration, kalibrace a konfigurace desek Signal Conditioning, zpracování měřeného signálu, např linearizace termočlánku. Odbor termomechaniky a techniky prostředí, Fakulta strojního inženýrství, Vysoké učení technické v Brně

141 9.1 KONFIGURACE A PRVNÍ TEST SYSTÉMU SE ZÁSUVNOU KARTOU Po instalaci SW podpory převodníkových karet NI-DAQ je nutno nakonfigurovat nainstalovanou multifunkční kartu. V případě karty standardu Plug&Play přidělí kartě systémové zdroje operační systém a ty jsou nastaveny softwarově. U starších karet je nutno systémové zdroje nastavit ručně propojkami na kartě. Jedná se především o bázovou adresu, číslo požadavku na přerušení a číslo kanálu přímého přístupu do paměti. V operačním systému Windows 95 se potom tyto nastavené parametry dají zobrazit případně editovat v okně Control Panel (Ovládací panely) v položce System a Device Manager (Správce zařízení), viz následující obrázek. Obr Správce zařízení Není-li položka Data Acquisition Devices viditelná, lze ji doplnit přes ikonu Add new hardware (Přidat nový hardware), kde na otázku automatické detekce odpovídáme "ne" a v třídách zařízení vybereme položku Data Acquisition Devices a konkrétní druh karty. Dvojím kliknutím na položce s označením karty nebo přes tlačítko Properties (Vlastnosti) lze získat přehled o nastavených parametrech, případně je změnit, je-li hlášen konflikt s nastavením jiné části počítače.

142 2 Obr Nastavení vlastností převodníkové karty U převodníkových karet neodpovídajících standardu Plug&Play je zde nutno sesouhlasit parametry s nastavením propojkami na kartě. Po nainstalování zásuvné karty do systému je potřeba jej softwarově nakonfigurovat pomocí služby WDAQCONF z okna, v němž je i ikona pro spuštění systému LabVIEW. V rámci této služby s jednotlivým logickým pozicím označeným 1-16 přiřazují nainstalované zásuvné karty a SCXI moduly. Služba WDAQCONF obsahuje dále možnost otestovat jednotlivé komponenty na kartě a nakonfigurovat i případné SCXI moduly, které jsou kartě předřazeny. Dále si zde uživatel může prohlédnout i přehled systémových zdrojů (bázových adres, požadavků na přerušení a kanálů přímého přístupu do paměti). Konfigurace končí uložením souboru WDAQCONF.CFG. který obsahuje všechny informace o hardwarových komponentech typu zásuvných DAQ karet a SCXI modulů a který tyto informace poskytuje VI, které tyto komponenty obsluhují. Odbor termomechaniky a techniky prostředí, Fakulta strojního inženýrství, Vysoké učení technické v Brně

143 9.2 ORGANIZACE KNIHOVNY DATA ACQUISITION V SYSTÉMU LABVIEW A KDE ZAČÍT Základní struktura menu této části knihovny vypadá následovně: Obr Základní uspořádání menu v knihovně data Acquisition V první úrovni je knihovna organizována podle částí architektury zásuvné multifunkční karty: Analog Input analogové vstupy Analog Output analogové výstupy Digital I/O digitální vstupy a výstupy Counter časovače a čítače Calibration and Configuration kalibrace a konfigurace Signal Conditioning úprava signálu V prvních čtyřech částech je knihovna organizována do tří úrovní s označením: Easy I/O VIs - VI pro jednoduchou obsluhu analogového vstupu a výstupu - tzv. high-level funkce pro rychlé a snadné použití - po čtyřech funkcích pro analogový vstup a výstup a digitální vstup a výstup. Intermediate VIs - střední úroveň umožňující lepší využití komponentů zásuvných karet- tato úroveň funkcí už je rozčleněna podle obsluhovaného komponentu na analogový vstup, analogový výstup, digitální vstup a výstup, obsluha časovačů/čítačů, konfigurační a kalibrační funkce Advanced Vls - nejelementárnější VI, z nichž jsou poskládány i VI předchozích dvou úrovní, umožňují stoprocentní využití komponentů zásuvných karet Pro pochopení struktury VI pro standardní situace vyskytující se v oblasti sběru dat je v podadresáři LabVIEW/EXAMPLES/DAQ několik tématicky rozdělených knihovních souborů obsahujících desítky vyřešených příkladů. Pro lepši orientaci v těchto příkladech existuje v menu Help položka DAQ Examples Navigator, pomocí které lze najít příklad odpovídající potřebám uživatele. Tento navigátor je vlastně dotazník, po jehož vyplnění dostanu výběr odpovídajících příkladů. Z posledního panelu navigátoru se lze kliknutím na odpovídající příklad dostat do jeho VI, získat o něm další informace (Example Description, nebo odkaz na místo v manuálu, kde je tato situace popsána (Additional References). Po prohlídce těchto příkladů je vhodné začít s VI úrovně Easy I/O

144 9.3 FUNKCE VYŠŠÍ ÚROVNĚ - EASY I/O Obecná pravidla: vstupní a výstupní parametry dané funkce je možné vyčíst z okna nápovědy. tučně vytištěné vstupy v nápovědě označují parametry základní, které je nutno zadat, tence zobrazené vstupy jsou parametry pomocné hodnota v závorce u parametru znamená přednastavenou hodnotu ošetření chyb je u úrovně Easy I/O takové, že při výskytu chyby se otevírá dialogové okno s možností ukončit program nebo pokračovat Parametry nastavitelné pro kartu LabPC počet analogových vstupních kanálů u této karty je osm označených 0-7 při zadávání kanálů pomocí intervalu nutno zadat vždy sestupně podle nastavení karty přepínači a použitého programově nastavitelného zesílení lze dosáhnout rozsahů: Přepínač rozsahů na kartě v poloze 0 / 10 V - 5 V / 5 V Programově nastavené zesílení Dolní mez vstupního rozsahu Horní mez vstupního rozsahu 1 0 V 10 V 2 0 V 5 V 5 0 V 2 V 10 0 V 1 V 20 0 V 0,5 V 50 0 V 0, 2 V V 0,1 V 1-5 V 5 V 2-2 V 2 V 5-1 V 1 V 10-0,5 V 0,5 V V 0,2 V 50 0,1 V 0,1 V 100-0,05 V 0,05 V maximální vzorkovací frekvence: 62500/počet snímaných kanálů vzorků za sekundu analogový výstup nastavený přepínačem na kartě buď na -5 V/ 5 V nebo 0 / 10 V pro digitální vstup/výstup jsou k dispozici tři osmibitové porty (0-2) plně k dispozici jsou dva šestnáctibitové časovače/čítače ( 1 a 2) Odbor termomechaniky a techniky prostředí, Fakulta strojního inženýrství, Vysoké učení technické v Brně

145 9.4 ANALOGOVÝ VSTUP V úrovní Easy I/O je zde čtveřice funkcí řešících standardní situace: AI Sample Channel -jednorázové odečtení hodnoty na vstupu jednoho kanálu vstupní parametry: device (I16) - logické číslo zásuvné karty (dle konfigurace) channel(0) (abc) - číslo kanálu (přednastavená hodnota 0) - pozor je to typ string! high limit (10V) (SGL) - horní hranice vstupního rozsahu (10V) low limit (-10 V) (SGL) - dolní hranice vstupního rozsah výstupní parametr: sample (SGL) - odečtená hodnota napětí z daného kanálu AI Sample Channels - jednorázové odečtení hodnot z více kanálů - vstupní a výstupní parametry shodné s předchozí funkcí, u kanálu se čísla kanálu oddělují čárkou, nebo navazují-li na sebe je možné je uvést ve tvaru např. 1:0 ( u některých karet včetně Lab PC vždy sestupně!) vstupní parametry: device (I16) - logické číslo zásuvné karty (dle konfigurace) channel(0) (abc) - číslo kanálu (přednastavená hodnota 0) - pozor je to typ string!. high limit (10 V) (SGL) - horní hranice vstupního rozsahu (10 V) low limit (-10 V) (SGL) - dolní hranice vstupního rozsahu výstupní parametr: sample ([SGL]) - odečtená hodnota napětí.z daných kanálů - hodnota z nejnižšího kanálu je uložena poslední AI Acquire Waveforn - odečtení daného počtu hodnot z daného kanálu danou vzorkovací frekvencí vstupní parametry device (I16) - logické číslo zásuvné karty (dle konfigurace) channel(0) (I16) - číslo kanálu (přednastavená hodnota 0) - pozor je to typ string! number of samples (I32) - počet vzorků na kanál sample rate (1000) (SGL) - vzorkovací frekvence v každém kanále high limit ( 10 V)(SGL) - horní hranice vstupního rozsahu ( 10 V) low limit (-10 V) (SGL) - dolní hranice vstupního rozsahu výstupní parametr waveform ([SGL]) - odečtené hodnota napětí z daného kanálu v jednorozměrném poli actual sample period (SGL) - skutečná vzorkovací frekvence ( může se mírně lišit od nastavené vlivem rozlišitelnosti časovače na kartě) AI Acquire Waveforms - odečtení daného počtu vzorků z daných kanálů danou vzorkovací frekvencí. Vstupní a výstupní parametry jsou shodné s předchozí funkcí, sejmutá data jsou uspořádána ve dvourozměrném poli.

146 2 vstupní parametry: device (I16) - logické číslo zásuvné karty (dle konfigurace) channel(0) (I16) - číslo kanálu (přednastavená hodnota 0) - pozor je to typ string! number of samples (I32) - počet vzorků na kanál sample rate (1000) (SGL) - vzorkovací frekvence v každém kanále výstupní parametr: waveforms ([SGL]) - odečtené hodnoty napětí z daných kanálů v dvourozměrném poli (uspořádání je takové, že v řádcích jsou jednotlivá měření a ve sloupcích kanály v opačném pořadí, než byly zadány - nejnižší kanál je poslední) actual sample period (SGL) - skutečná vzorkovací frekvence ( může se mírně lišit od nastavené vlivem rozlišitelnosti časovače na kartě) Odbor termomechaniky a techniky prostředí, Fakulta strojního inženýrství, Vysoké učení technické v Brně

147 9.5 ANALOGOVÝ VÝSTUP zde je opět čtveřice funkcí s obdobnou strukturou jako u analogového vstupu: AO Update Channel zapisuje jednorázově specifikovanou hodnotu napětí ve voltech na daný analogový výstup vstupní parametry: device (I16)- logické číslo zásuvné karty (dle konfigurace) channel(0) (abc) - číslo kanálu (přednastavená hodnota 0) - pozor je to typ string! voltage (SGL) - napětí, které se má nastavit na analogovém výstupu výstupní parametry tato funkce nemá AO Upate Channels - zapisuje jednorázově specifikovanou hodnotu napětí ve voltech na každý ze specifikovaných kanálů vstupní parametry: device (I16) - logické číslo zásuvné karty (dle konfigurace) channel(0) (abc) - číslo kanálu (přednastavená hodnota 0) - pozor je to typ string! voltage (SGL)- napětí, které se má nastavit na každém analogovém výstupu ve tvaru jednorozměrného pole výstupní parametry tato funkce nemá AO Generate Waveform - generuje průběh napětí na analogovém výstupu se specifikovanou frekvencí změny vstupní parametry: device (I16) - logické číslo zásuvné karty (dle konfigurace) channel(0) (abc) - číslo kanálu (přednastavená hodnota 0) - pozor je to typ string! update rate (1000) (SGL) - počet změn zapsaných na analogový výstup za sekundu waveform ([SGL]) - průběh napětí, které se má nastavit na analogovém výstupu ve tvaru jednorozměrného pole výstupní parametry tato funkce nemá AO Generate Waveforms - generuje více napěťových průběhů na specifikovaných analogových výstupech. Vstupní parametry jsou shodné s předchozí funkcí, vstupní parametr waveforms je dvourozměrné pole obsahující hodnoty napětí - počet sloupců, odpovídá počtu kanálů, počet řádků počtu hodnot napětí pro zápis do každého z nich. vstupní parametry: device (I16) - logické číslo zásuvné karty (dle konfigurace) channels(0) (abc) - čísla kanálů (přednastavená hodnota 0) - pozor je to typ string! update rate (1000) (SGL) - počet změn zapsaných na analogový výstup za sekundu waveforms ([SGL]) - průběh napětí. které se má nastavit na analogovém vstupu ve tvaru dvourozměrného pole výstupní parametry tato funkce nemá

148 9.6 DIGITÁLNÍ VSTUP A VÝSTUP zde je čtveřice funkcí pro obsluhu digitálních vstupů Read from Digital Line - vyčtení stavu bitu v daném digitálním portu vstupní parametry: port width(8) (I16) - šířka portu device (I16) - logické číslo zásuvné karty (podle konfigurace) port number (abc) - číslo portu - pozor, je to typ string line (I16) - číslo bitu v portu iteration(0: initialize) (I32) - iterace - kontrola, zda byla provedena inicializace portu, je-li tato hodnota 0, nakonfiguruje se port pro čtení a pak se čte, je-li větší než 0, předpokládá se. že konfigurace byla již provedena a jednoduše se čte výstupní parametry: line state (TF)- stav bitu Write to Digital Line - zápis na bit v digitálním port vstupní parametry: port width (8) (I16) - šířka portu device (I16) - logické číslo zásuvné karty (podle konfigurace) port number (abc)- číslo portu line(i16) - číslo bitu v portu line state(tf)- stav bitu iteration (0:initialize) - iterace(i32) - kontrola, zda byla provedena inicializace portu, je-li tato hodnota 0. nakonfiguruje se port pro zápis a pak se zapisuje, je-li větší než 0, předpokládá se, že konfigurace byla již provedena a jednoduše se zapisujte výstupní parametry tato funkce nemá Read from Digital Port - čtení z digitálního portu vstupní parametry: port width(8) (I16) - šířka portu device (I16) - logické číslo zásuvné karty (podle konfigurace) port number (abc)- číslo portu - pozor, je to typ string line (I16) - číslo bitu v portu iteration(0:initialize) (I32) - iterace -kontrola, zda byla provedena inicializace portu, je-li tato hodnota 0, nakonfiguruje se port pro čtení a pak se čte, je-li větší než 0, předpokládá se, že konfigurace byla již provedena a jednoduše se čte výstupní parametry: pattern (U8) -vyčtená hodnota Write to Digital Port - zápis na digitální port

149 2 vstupní parametry: port width(8) (I16) - šířka portu device (I16) - logické číslo zásuvné karty (podle konfigurace) port number (abc)- číslo portu line(i16) - číslo bitu v portu pattern(u8)- zapisovaný byte iteration (0:initialize)-iterace (I32) - kontrola, zda byla provedena inicializace portu, je-li tato hodnota 0, nakonfiguruje se port pro zápis a pak se zapisuje, je-li větší než 0, předpokládá se, že konfigurace byla již provedena a jednoduše se zapisuje výstupní parametry tato funkce nemá Pomocí popsaných funkcí lze jednoduchým a rychlým způsobem ovládat základní funkce zásuvných karet v oblasti analogových vstupů, analogových výstupů a digitálních vstupů/ výstupů. Odbor termomechaniky a techniky prostředí, Fakulta strojního inženýrství, Vysoké učení technické v Brně

150 10. PŘÍKLAD POUŽITÍ FUNKCE Z ÚROVNĚ EASY I/O 10.1 Intermediate Vls Ošetření chyb ve Vl úrovně Intermediate 10.2 Asynchronní funkce sběru dat využívající dvojitě vyrovnávací paměti Velkou většinu standardních situaci lze při aplikaci A/Č převodníků do virtuálních měřicích přístrojů vyřešit použitím funkcí z úrovně Easy I/O. Na následujícím obrázku je ukázka použití funkce Analog Input Acquire Waveforms: Obr Použití synchronní funkce pro snímání dat z více k kanálů Uživateli zde stačí pouze zadat následující vstupní parametry: Device číslo karty podle pozice, která ji byla přiřazena při konfiguraci Channels kanály, ze kterých má být provedeno snímání dat Number of samples / ch počet sejmutých dat na kanál Scan rate vzorkovací frekvence v každém ze snímaných kanálů High limit horní mez vstupního rozsahu Low limit dolní mez vstupního rozsahu Funkce vrací dva parametry: Waveforms dvourozměrné pole výsledků měření (sloupce = kanály) Actual scan period aktuální perioda vzorkování upravená podle možností časovače na kartě Nevýhodou těchto funkcí je jejich synchronní provádění - po dobu snímání dat je přerušen mechanismus multitaskingu bloků ve vývojovém prostředí a aplikace čeká na dokončení této funkce. Funkce tohoto typu patří ke standardní softwarové podpoře zásuvných měřicích karet. Jsou nepoužitelné zejména u měřicích metod požadujících dlouhodobá kontinuální měření na vyšších vzorkovacích frekvencích s požadavkem současné analýzy měřených dat beze ztráty měřených dat (Gap Free Measurement Methods). Pro tento typ aplikací jsou v knihovně sběru dat funkce umožňující asynchronní provádění sběru dat s využitím dvojité vyrovnávací paměti. Tyto funkce se nacházejí v úrovni Intermediate této knihovny a jejich typické použití ukazují i příklady, které jsou standardní součástí instalace vývojového prostředí. Odbor termomechaniky a techniky prostředí, Fakulta strojního inženýrství, Vysoké učení technické v Brně

151 10.1 INTERMEDIATE VLS Tyto funkce umožňují podrobnější naprogramování a lepší využití jednotlivých komponentů multifunkčních karet. V knihovně jsou rozděleny do samostatných skupin: Analog Input - 5 funkcí pro obsluhu ana1ogových vstupů Analog Output - 5 funkcí pro obsluhu analogových výstupů Counter - 11 funkcí pro obsluhu časovačů a čítačů Digital Input and Output - 7 funkcí pro obsluhu digitálních vstupů / výstupů Ošetření chyb ve Vl úrovně Intermediate Každá funkce této úrovně má mezi vstupními parametry parametr error in což je cluster obsahující proměnnou typu Boolean (je-není chyba), proměnnou typu Integer s kódem chyby a proměnnou typu String s popisem zdroje chyby. Mezi výstupními parametry je parametr error out, který obsahuje tytéž proměnné. Jedná se tedy obdobně jako u funkcí pro obsluhu souborů o průchozí parametr, který má tři účely: určuje sekvenci provádění jednotlivých funkcí podle principu Data Flow při výskytu chyby identifikuje typ chyby - dá se jednoduše ošetřit funkcí ze skupiny Utility Error - Handlers při výskytu chyby se funkce následující za zdrojem chyby již neprovádějí - identifikují výskyt chyby podle proměnné typu Boolean z clusteru, čímž je zabráněno kolizním situacím v případě, že předchozí funkce neukončily svou činnost korektně. Této metody se dá použít i v cyklech typu while, kdy proměnná typu Boolean z chybového clusteru může být použita pro předčasné ukončení cyklu, nabude-li hodnoty TRUE. Odbor termomechaniky a techniky prostředí, Fakulta strojního inženýrství, Vysoké učení technické v Brně

152 10.2 ASYNCHRONNÍ FUNKCE SBĚRU DAT VYUŽÍVAJÍCÍ DVOJITĚ VYROVNÁVACÍ PAMĚTI Pro konstrukci měřicích přístrojů kontinuálně měřicích bez ztráty měřených dat je nutno využít funkcí úrovně medium. Spolupráce A/Č převodníku s dvojitou vyrovnávací pamětí se dá popsat následujícím způsobem: V paměti počítače je alokována kruhová vyrovnávací paměť. To znamená, že při dosažení jejího konce začíná proces jejího plnění znovu od počátku. Při přenosu dat z vyrovnávací paměti typu FIFO měřicí karty do této kruhové vyrovnávací paměti se přitom uplatňují standardní mechanismy přerušení a blokových přenosů dat řízených řadičem přímého přístupu do paměti Speciální funkcí lze otestovat. kolik nevyčtených naměřených dat kruhová vyrovnávací paměť aktuálně obsahuje Dosáhne-li počet nevyčtených dat velikosti druhé vyrovnávací paměti, která je alokována v operační paměti počítače, přenese jiná funkce tato data z kruhové vyrovnávací paměti do této paměti Proces plnění kruhové vyrovnávací paměti přitom běží na pozadí a umožňuje tak, aby v době, kterou systém nepotřebuje pro přenos dat z kruhové vyrovnávací paměti tato data dále zpracovával Navenek je tedy možné i při běžícím sběru dat jejich současné zpracování do žádané podoby - funkce sběru dat tedy pracuje asynchronně Následující obrázek ukazuje realizaci dříve popsaného mechanismu na příkladu, který je součástí vývojového prostředí: Obr Asynchronní funkce sběru dat pro kontinuální sběr dat s využitím dvojité vyrovnávací paměti Pro maximálně efektivní využití času při běhu této aplikace je třeba diskutovat použití funkce AI Read uvnitř cyklu while. Tato funkce pracuje totiž sychronně. To znamená, že po dobu od vyvolání této funkce do naplnění kruhové vyrovnávací paměti žádaným počtem vzorků funkce čeká na vrcholu fronty úloh vývojového prostředí LabVIEW a aplikace v této době není schopna provádět další činnost. Možným řešením je následující modifikace výše uvedeného blokového diagramu.

153 2 Obr Minimalizace časové režie vyčítání dat při použití dvojité vyrovnávací paměti Po nakonfigurování procesu sběru dat a jeho odstartování funkcemi AI Config a AI Start pokračuje činnost podle následujícího blokového diagramu: První použití funkce AI Read s nulovým požadovaným počtem vyčítaných dat slouží pouze ke zjištění aktuálního stavu nevyčtených dat v kruhové paměti. Tento aktuální stav je potom požadován při druhém použití funkce AI Read - funkce tedy nečeká na plnění kruhové vyrovnávací paměti a více času ve smyčce lze věnovat kontinuálnímu zpracování naměřených dat v reálném čase. Odbor termomechaniky a techniky prostředí, Fakulta strojního inženýrství, Vysoké učení technické v Brně

154 11. DALŠÍ KNIHOVNY 11.1 Knihovna Communication 11.2 Knihovna Instrument I/O 11.3 Knihovna Advanced Analysis 11.4 Knihovna Advance LabView je možno rozšířit o spoustu dalších knihoven z různých oblastí (obdoba Toolboxů Matlabu). Některé z nich jsou již standardně obsaženy v základní konfiguraci. Odbor termomechaniky a techniky prostředí, Fakulta strojního inženýrství, Vysoké učení technické v Brně

155 11.1 KNIHOVNA COMMUNICATION Knihovna Communication podporuje protokoly TCP a UDP, práci s DDE a OLE a volání libovolného systémového příkazu. Odbor termomechaniky a techniky prostředí, Fakulta strojního inženýrství, Vysoké učení technické v Brně

156 11.2 KNIHOVNA INSTRUMENT I/O Knihovna Instrument I/O podporuje zřízení VISA, GPIB 488/488.2 a sériovou linku. Odbor termomechaniky a techniky prostředí, Fakulta strojního inženýrství, Vysoké učení technické v Brně

157 11.3 KNIHOVNA ADVANCED ANALYSIS Knihovna Advanced Analysis řeší typické úlohy zpracování dat: Signal Generation, generování průběhů (sin, puls, impuls, ramp, šumy...) Digital Signal Processing FFT, IFFT, spektrogram, FHT, IFHT konvoluce, dekonvoluce, korelace, autokorelace decimace, posunutí Clip, oříznutí signálu dle mezí Zero Padder, kvantizace Unwrap Phase, převádí fázi do intervalu < >p) Measurement spektrogramy, analyzátor harmonických, přechodová a impulsní fce, parametrizace pulsu, detekce lokálních extrémů... Filters, návrh a realizace filtrůbutterworth, Chebyshev, Inv Chebyshev, Elliptic, Bessel, Equi- Ripple, Median, FIR, IIR... Windows Hanning, Hamming, Triangle, Blackman, Flat Top, Kaiser-Bessel, Cos, Force, Exponential... Curve Fitting, výpočet koeficientů a realizace prokládánílin, Exp, Poly, Nonlin interpolacepoly, Rational, Spline Probability and Statistics, pravděpodobnost a statistika Mean, Standard Deviation, Variance, RMS,MSE, Moment, Median, Mode, Histogram rozdělenínorm, Chi, F, T... ANOVA Linear Algebra řešení lineárních rovnic, inverzní matice, determinant, vlastní čísla a vlastní vektory, součin matic, součin matice a vektoru, skalární součin, vektorový součin faktorizace LU, QR,SVD,Cholesky Trace, Rank, Norm, PseudoInverse, Test Positive Definite vytvoření speciální maticeidentity, Diagonal, Toeplitz, Vandermonde Array Operations Linear Evaluation Polynomial Evaluation Quick Scale Scale jednotkový vektor, normalizovaný vektor, normalizovaná matice převody mezi polárními a kartézskými souřadnicemi Additional Numerical Methods výpočet koeficientů polynomu numerická integrace lokální extrémy Filtrace Filtrace odstraňuje frekvence z vašeho signálu. Zde jsou 3 typy filtrů Dolno-pásmový filtry: DOVOLUJE: nízké frekvence prochází skrz (frekvence nižší než specifikovaný práh ) ELIMINUJE: vysoké frekvence (frekvence nad prahem) PŘÍKLAD: Jestliže máte průběh signálu obsahujicí 2Hz, 10 Hz, 25 Hz frekvence a aplikujeme dolnopropustní filtr 3Hz - POUZE 2Hz signál zůstane zachován. Pásmové filtry: DOVOLUJE: Frekvence mezi horní a dolním prahem procházejí skrz

158 2 ELIMINUJES: Frekvence nižší než spodní práh a frekvence nad horním prahem PŘÍKLAD: Jestliže máte průběh signálu obsahujicí 2Hz, 10 Hz, 25 Hz frekvence a aplikujeme pásmový filtr od 3Hz do 15 Hz - POUZE 10Hz signál zůstane zachován. Horno-pásmové filtry DOVOLUJE: Vysoké frekvence procházejí skrz (frekvence nad specifikovaným prahem) ELIMINUJES: Nízké frekvence (frekvence nižší než práh) PŘÍKLAD: Jestliže máme signál obsahujicí frekvence 2Hz, 10 Hz, 25 Hz a aplikujeme hornopásmový filtr 3Hz - POUZE 10Hz a 25 Hz signál zůstane zachován. Butterworth filtr Jako příklad použijeme Butterworth filter. Tento nalezneme v Analysis Menu jakor Filters Příklad použití Kód na obrázku sečte dva průběhy (10 Hz a 100 Hz) a na tyto aplikuje dolnopásmový filtr (použijeme Buttersworth Filter VI) a graf zobrazí pouze 10 Hz signál. Poznámka: omezovací frekvence je zapojena do fl. fl je použit pro oba jak horno tak i dolno pasmový filter (další vstup fh se použije pouze v případě pasmového filtru - proupoštějicí frekvence mezi dvěma čísly). Dolno-pásmový filtr - použije fl jako omezovací frekvenci filteru Pásmové filtr - použije fl jako spodní hranicí a fh jako horní hranici pásma filtru Horno-pásmové filtr - použije fl jako omezovací frekvenci filteru

159 3 Obr Čelní panel s vzorovým příkladem Můžeme porovnat filrovaný průběh s originálním (před součtem i po sečtení), že to není úplně perfektní jak vidíme je dáno že projdou i nějaké parazitní frekvence. Odbor termomechaniky a techniky prostředí, Fakulta strojního inženýrství, Vysoké učení technické v Brně