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Introduzione al LABVIEW Note a cura di Francesco Arnone a.a. 1998-1999.

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1 Introduzione al LABVIEW Note a cura di Francesco Arnone a.a

2 Il labview è un linguaggio totalmente visuale basato su icone, la programmazione avviene in due finestre che prendono il nome di panel e di diagram, riconoscibili anche perché di colore diverso la prima grigia la seconda bianca. Oltre a queste due finestre per la programmazione in labview vengono utilizzate anche la finestra controls, la finestra functions e la finestra tools. Nella finestra controls sono contenuti tutti gli oggetti che servono per costruire un programma, ad esempio, oggetti che assumono valori numerici oppure accettino delle stringhe o dei booleani, gli oggetti sono divisi per classi. La finestra functions invece, contiene le funzioni che servono allelaborazione degli oggetti contenuti nella finestra controls, ad esempio la somma per quanto riguarda gli oggetti numerici oppure la funzione che restituisce la lunghezza di una stringa e così via, anche le funzioni sono divise per classi. La finestra tools, infine, contiene tutti gli strumenti che servono per programmare, ad esempio contiene lo strumento rocchetto che permette di collegare gli oggetti con le funzioni e viceversa. Un ruolo molto importante, in labview, è assunto dal menù delloggetto. Ogni oggetto infatti ha un proprio menù utilizzando il quale si possono effettuare diverse operazioni sulloggetto, ad esempio il cambio del tipo. In un programma labview non esistono linee di codice. Vediamo ora più in dettaglio le varie finestre.

3 Finestre di LABVIEW PanelDiagram Manda in esecuzione il programma Arresta lesecuzione di un programma Sospende lesecuzione di un programma Attiva il debug Icona rappresentativa del programma

4 Finestra controls Portare il mouse sulla finestra panel e fare click con il tasto destro per far comparire la finestra controls

5 Finestra functions Portare il mouse sulla finestra diagrame fare click con il tasto destro per far comparire la finestra functions

6 La finestra tools Consente di assegnare valori alloggetto Seleziona loggetto Inserisce etichette Muove un oggetto Realizza i collegamenti N.B. Per fare comparire la finestra tools andare nel menù windows e selezionare la voce show tools palette Modifica il colore di un oggetto

7 Esempio di programma LABVIEW ( somma di due numeri )

8 Menù di un oggetto N. B. Per far comparire questo menù portare il puntatore del mouse sulloggetto e premere il tasto destro.

9 Come costruire un programma la prima fase si svolge sul PANEL la seconda fase si svolge sul DIAGRAM

10 Passi da svolgere sul panel 1 - far comparire la finestra controls 2 - selezionare loggetto desiderato e posizionarlo allinterno del panel 3 - quindi dare un nome alloggetto e stabilire se deve essere un control o un indicator, utilizzando il menù delloggetto 4 - ripetere i passi 2 e 3 per tutti gli oggetti utili alla realizzazione del programma 5 - quindi passare al diagram per inserire le funzioni e realizzare i collegamenti N.B. Un oggetto è di tipo control se deve fornire un valore, mentre è di tipo indicator se deve ricevere un valore, ad esempio nel programma della somma di due numeri, visto in precedenza, gli oggetti A e B sono dei control, in quanto forniscono, alla funzione somma, i valori da sommare, mentre loggetto C è un indicator poiché viene utilizzato per ricevere il risultato della somma. Per trasformare un oggetto in control o i indicator selezionare dal menù delloggetto: change to control (trasforma loggetto in un control) change to indicator (trasforma loggetto in un indicator)

11 Importante Per far si che un control conservi il valore inserito e che questo sia a disposizione ogni volta che utilizzo il programma, allora portare il mouse sul control e far apparire il menù delloggetto, quindi selezionare make current value default dalla voce data operation Questa operazione farà si che il control conservi il suo valore anche dopo la chiusura del programma.

12 Come cambiare tipo ad un oggetto numerico Selezionare la voce representation dal menù delloggetto e quindi scegliere il tipo tra quelli a disposizione nel sottomenù : Numeri con la virgola Numeri interi con segno Numeri interi senza segno Numeri complessi

13 Come definire il range di un oggetto numerico Dopo aver selezionato la voce data range dal menù delloggetto apparirà la finestra : In cui : minimum : definisce il valore più piccolo che loggetto può assumere maximum : definisce il valore più grande che loggetto può assumere increment : definisce lincremento automatico delloggetto default : definisce il valore di default delloggetto

14 Come stabilire il numero di cifre decimali di un oggetto numerico Selezionata la voce format & precision dal menù delloggetto inserire il numero di cifre decimali nella casella digits of precision.

15 Come definire un vettore Per definire un vettore bisogna prima cosa inserire, prelevandolo dal meù array & cluster di controls, un oggetto vettore sul panel che dopo avergli dato il nome apparirà così : Dopodiché bisogna stabilire di che tipo deve essere il mio vettore e cioè tabilire se deve essere un vettore di numeri, di booleani o altro quindi scegliere il relativo oggetto ed inserirlo allinterno del quadrato nel modo seguente : In questo caso stiamo definendo un vettore di numeri con virgola e che si chiama v. Alla fine di queste operazioni il risultato è il seguente : Indice del vettore Componente del vettore

16 Per definire una matrice Per definire una matrice in labview si seguono gli stessi passi visti per la definizione di un vettore, in più si deve solo aumentare le dimensioni e portarle da uno a due. Per aumentare le dimensioni portare il mouse sul indice del vettore e selezionare add dimension dal menù delloggetto, oppure cliccare e tenere premuto sullo spigolo dellindice del vettore e tirare verso giù, utilizzando lo strumento freccia, per cui si otterà : Indice di colonna Indice di riga In questo caso la matrice è una matrice di booleani. N.B. per visualizza contemporaneamente più componenti del vettore o della matrice portare il mouse sullo spigolo della componente quindi cliccare, tenere premuto e trascinare.

17 I grafici In labview vi sono cinque tipi di grafico : waveform chart waveform graph xy graph intensity chart intensity graph questi grafici sono selezionabili dal menù graph sul panel, laspetto assunto una volta sul panel è uguale per tutti i grafici, mentre ciò che viene visualizzato è diverso da grafico a grafico. Al grafico possono essere collegati solo oggetti numerici. Ogni grafico ha un oggetto ben preciso che deve essere collegato al suo ingresso. numeri semplici waveform chart vettori o matrici di numeri waveform graph cluster di numeri xy graph matrici di numeri intensity chart matrici di numeri intensity graph Vediamo ora cosa visualizzano questi grafici : waveform chart : visualizza i valori dellingresso man mano che questi arrivano e li memorizza in un buffer intero dimensionabile waveform graph : visualizza tutti i valori dellingresso contemporaneamente. xy graph : visualizza le coppie (x,y). Nel cluster dingresso il primo valore deve essere x, mentre il secondo deve essere y. Intensity chart : funziona come waveform chart, in più al punto inserito viene associato un colore che dipende dal suo valore numerico intensity graph : funziona come waveform graph, in più al punto inserito viene associato un colore che dipende dal suo valore numerico

18 Aspetto di un grafico Premere il tasto destro per visualizzare il menù delloggetto e scegliere il colore il tipo di linea etc. del singolo plot Portare il mouse sullo spigolo cliccare e trascinare per aumentare il numero di plot Attiva o disattiva lauto scala su x o y Modifica il formato ed il numero di cifre decimali di x o di y Finestre di zoom Muove il grafico Clicca con il tasto destro per far comparire il menù delloggetto. Nome delloggetto grafico

19 Passi da svolgere sul diagram 1 - far comparire la finestra functions 2 - selezionare la funzione e posizionarla 3 - collegare oggetti e funzioni con il rocchetto 4 - ripetere i passi 2 e 3 per tutte le funzioni che servono vediamo come effettuare i collegamenti : scegliere il rocchetto tra i tools posizionarsi sulloggetto da collegare e fare click con il tasto sinistro quindi spostare il rocchetto sulla funzione da collegare e fare click non appena lampeggia il morsetto desiderato.

20 Colori degli oggetti e dei collegamenti arancione con la virgola blu intero verde buleano viola stringa marrone cluster ( record ) N.B. vettore e matrice assumono il colore delloggetto contenuto Collegamento errato Collegamento corretto di un oggetto semplice Collegamento corretto di un vettore Collegamento corretto di una matrice Tipi di collegamento :

21 Structures casefor while formula sequence

22 Il blocco sequence Il blocco sequence si utilizza nel momento in cui vi è la necessità di eseguire alcune operazioni in sequenza dato che il labview lavora in pseudo-parallelo, cioè le operazioni allinterno del diagram, vengono svolte senza alcun ordine apparente. Es. : Blocco sequence, del quale si sta visualizzando la prima delle tre parti dette frame. Per aggiungere un nuovo frame selezionare la voce add frame... dal menù delloggetto. Premere qui per visualizzare i singoli frame

23 Se il valore allingresso del blocco è false allora verrà eseguita la parte false altrimenti verrà eseguita quella true. Inserire allinterno del blocco tutto ciò che deve essere eseguito. Per passare dalla parte false a quella true cliccare con il tasto sinistro del mouse sopra una delle frecce. Il ? Rappresenta lingresso del blocco. Il ciclo for ripete tutto ciò che è al suo interno per N-1. Il blocchetto i è un contatore automatico che parte da zero e si incrementa di una unità ad ogni iterazione. Per collegare un oggetto al for, prima collegare loggetto poi portare il mouse sul blocchetto nero e premere il tasto destro, quindi scegliere disable indexing, fare lo stesso quando si desidera portare fuori dal for qualsiasi valore. Il ciclo while ripete tutto ciò che è al suo interno fintantoché non arriva il valore flase al blocco **. Il blocco i ha la steesa funzione del ciclo for. Per accumulare valori durante lesecuzione del while ed averli a disposizione al termine collegare loggetto daccumulare al bordo del while portare il mose sul blocco nero e premere il tasto destro quindi attivare la funzione enable indexing. ** Blocchi case, for e while

24 Il blocco formula Il blocco formula ci consente di definire al suo interno un formula matematica qualsiasi utilizzando le funzioni a disposizione, la formula deve essere terminata dal ;. Per inserire un ingresso o unuscita portare il mouse sul bordo del blocco e premere il tasto destro quindi scegliere add input per inserire un nuovo ingresso, oppure add output per inserire una nuova uscita e quindi dargli il nome, lo stesso nome dovrà poi essere usato allinterno del blocco. Per scrivere la formula allinterno del blocco utilizzare lo strumento di scrittura. Es. Esempio di blocco formula con due ingressi e tre uscite. Allinterno del blocco vengono valutate le tre funzioni utilizzando i valori di a e di x e quindi i risultati vengono messi a disposizione nei rispettivi blocchi duscita. N.B. Le funzioni a disposizione sono le seguenti:

25 Alcune funzioni sulle stringhe Restituisce la lunghezza della stringa in ingresso Costruisce una nuova stringa unendo le stringhe in ingresso al blocco. Per ottenere più ingressi portare il mouse sul lato destro del blocco e pre mere il tasto destro quindi scegliere add input Trova un valore allinterno della stringa e restituisce la sottostringa prima del valore e la sottostringa dopo il valore. trasforma tutta la stringa in ingresso al blocco in maiuscolo trasforma tutta la stringa in gresso in minuscolo Effettua linversione della stringa allingresso

26 Funzioni su vettori e matrici Restituisce il numero di elementi del vettore in ingresso. Se in ingresso vi è una matrice restituisce un vettore di due componenti che sono rispettivamente il numero di righe ed il numero di colonne della matrice. Restituisce lelemento del vettore in posizione index. Se in ingresso vi è una matrice occorre aumentare il numero di index, quindi portare il mouse allingresso quindi premere il tasto destro e scegliere add dimension Sostituisce un elemento del vettore in posizione index con lelemento in ingresso al blocco. Se in gresso vi è una matrice aumentare il numero di index come specificato per la funzione precedente. Restituisce un vettore di N componenti tutte uguali allelemento in ingresso. Se deve restituire una matrice aumentare le dimensioni del blocco Restituisce un vettore dato dallunione degli elementi in ingresso. Per aumentare il numero di ingressi selezionare add element input dal menù delloggetto. Cerca un elemento in un vettore, se lelemento esiste restituisce la posizione altrimenti restituisce -1. Se in ingresso vi è una matrice aumentare le dimensioni dal menù delloggetto.

27 Funzioni su vettori e matrici Restituisce il vettore ordinato in senso crescente. Può essere applicato solo a vettori Fa il trasposto della matrice in ingresso Restituisce il minimo ed il massimo e le loro rispettive posizioni allinterno del vettore in ingresso

28 Funzioni sui cluster Restituisce le singole componenti del cluster in ingresso specificandone solo il tipo Costruisce un cluster accoppiando i valori allingresso specificandone il tipo. Se accorrono più ingressi dal menù delloggetto selezionare add input. Restituisce le singole componenti del cluster in ingresso specificandone il nome Costruisce un cluster accoppiando i valori allingresso specificandone il nome. Se accorrono più ingressi dal menù delloggetto selezionare add input.

29 Le variabili locali Le variabili locali sono molto utili durante la creazione di un programma. Cosè una variabile locale e come si costruisce ? Andiamo in ordine vediamo prima cosè. La variabile locale non è altro che una copia di un oggetto già definito sul panel, aver a disposizione una copia di un oggetto ritorna utile per due motivi : perché se mi serve il valore di un oggetto, in un particolare punto del diagram, anziché portare in quel punto il valore tramite un collegamento, e quindi appesantire graficamente il diagram, mi creo una variabile locale riferita a quelloggetto la posiziono in quel punto e la collego. tramite una variabile locale posso modificare il valore delloggetto, sia esso control o indicator, anche durante lesecuzione del programma Vediamo ora come creare una variabile locale. Per creare una variabile locale esistono due modi : direttamente dalloggetto nel diagram Per crearla direttamente dalloggetto selezionare dal menù delloggetto la voce : Quindi passare nel diagram e utilizzare la variabile appena creata.

30 Invece per crearla ne secondo modo, cioè dal diagram, portarsi nel diagram e selezionare da structures loggetto local, apparirà quindi un oggetto identificato da un ?, a questo punto selezionare dal menù delloggetto select item quindi vi apparirà lelenco di tutti gli oggetti definiti sul panel, dopodiché selezionare il nome delloggetto a cui si vuole associare la variabile locale. Come gli oggetti, anche le variabili locali si differenziano se forniscono o ricevono un valore, così possono essere distinte in variabili da cui si legge e variabili in cui si scrive, per fare questa distinzione selezionare dal menù delloggetto : read local (restituisce il valore delloggetto associato) write local (permette di scrivere nelloggetto associato)

31 Subvi in labview Come in tutti i linguaggi anche in labview esiste la possibilità di costruire delle funzioni, in labview le funzioni vengono definite subvi che prendono. Data la natura del labview la funzione sara un nuovo blocco che avrà tanti ingressi quanti sono gli oggetti sui cui deve lavorare e tante uscite quanti sono gli oggetti che la funzione deve restituire, gli oggetti sia in ingresso che in uscita possono essere di qualsiasi tipo. Vediamo ora come costruire una subvi. La prima fase per la costruzione di una subvi in labview è realizzare un nuovo programma, quindi un nuovo panel e diagram. Aquesto punto costruiamo il nostro programma come se dovesse lavorare da solo, di conseguenza il nostro programma avrà degli oggetti control e degli altri indicator. Per provare se il programma funziona correttamente diamo dei valori agli oggetti control, che in seguito saranno gli ingressi della subvi, e controlliamo se ad esecuizione terminata le variabili indicator, che poi saranno le uscite della subvi, sono correte. Se il tutto funziona correttamente allora passiamo alla seconda fase, altrimenti scopriamo cosa non funziona. Nella seconda fase dobbiamo realizzare lassociazione dei control con i morsetti dingresso e degli indicator con i morsetti duscita della subvi. Vediamo ora come realizzare queste associazioni. Per prima cosa portiamo il mouse sullangolo destro del panel sul disegno dellicona a questo punto premiamo il tasto destro del mouse comparirà il seguente menù : Permette di regolare i settaggi della subvi Permette di disegnare licona della subvi Mostra i morsetti dingresso e duscita della subvi

32 Quindi selezioniamo show connector, dopo tale scelta al posto del disegno dellicona appariranno i morsetti della subvi. Automaticamente il labview dispone il numero di morsetti almeno uno per ogni oggetto utilizzato nel panel. In genere darà tanti morsetti sulla sinistra quanti sono i control e tanti sulla destra quanti sono gli indicator. A questo punto notiamo che il puntatore del mouse ha cambiato la sua forma nel rocchetto, per cui per effettuare lassociazione basta semplicemente cliccare sulloggetto da associare e quindi cliccare sul morsetto al quale deve essere associato, se il collegamento è andato bene allora il morsetto diventerà nero, procedere nello stesso modo per tutti gli oggetti utili. Se il numero di morsetti è troppo elevato o se si sbaglia qualche collegamento riportare il mouse sullangolo destro e far comparire il menù : Permette di scegliere altre configurazioni di morsetti Permette di disconnettere tutti i morsetti Permette di disconnettere il morsetto selezionato Una volta terminate queste fasi registrare il programma. Per poter richiamare la subvi allinterno di un altro programma basta semplicemente andare nel diagram, e scegliere dalla finetra functions, licona select a vi …, quindi scegliere la subvi desiderata, se la subvi non è nella cartella indicata allora spostarsi nella cartella giusta e selezionare. Una volta selezionata la subvi sarà disponibile nel diagram e sarà identificata dallicona che avevo disegnato in precedenza.


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