Instituto Superior Técnico. Curso de LabVIEW. Pedro M. Ramos Parte I 14 de Outubro de 2004 IST/DEEC. O que é o LabVIEW?

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1 Instituto Superior Técnico Curso de LabVIEW Pedro M. Ramos Parte I 14 de Outubro de 2004 IST/DEEC 1 O que é o LabVIEW? Linguagem de programação gráfica desenvolvida pela National Instruments (ni.com) Inclui rotinas para a comunicação com dispositivos ligados ao PC (externos através de GPIB, RS-232 e internos DAQ, placas digitais I/O ) No LabVIEW, o fluxo de dados controla a execução (dataflow programming) 2

2 LabVIEW Os programas chamam-se Virtual Instruments (VIs) Cada VI pode ser configurado como sub-rotina (sub-vi) e ser chamado por outros VIs Cada VI tem um painel frontal (Front Panel), um diagrama de blocos (Block Diagram), um ícone (Icon) e um terminal de ligações (Connector Pane) Para construir um VI, seleccionam-se objectos de palettes e usam-se ferramentas para ligar com fios os objectos e para os modificar 3 Ferramentas (Tools ) Automatic Tool Selection Operate Value Wire Breakpoint Position/Size/Select Edit Text Scroll Window Probe Data DICA: DICA: DICA: Para visualizar esta palette, seleccionar no menu: Window, Show Tools Palette Para trocar rapidamente entre ferramentas usar a tecla TAB Usar tecla de ESPAÇOS para trocar entre Operate & Position no painel frontal e Wire & Position no diagrama de blocos 4

3 Painel Frontal (Front Panel) O painel frontal é o rosto do programa Contém indicadores (saídas) como por exemplo indicadores numéricos, gráficos e LEDs Contém também controlos (entradas) como por exemplo botões, interruptores e controlos numéricos Os controlos e indicadores do painel frontal têm uma representação no diagrama de blocos que permite a sua ligação ao programa No entanto, só podem ser apagados no painel frontal DICA: Por omissão, o painel frontal tem um fundo cinzento 5 Painel Frontal (Controls Palette) Boolean Numeric Array/Cluster String and Path Graph DICA: Para ver esta palette usar o botão direito do rato em qualquer zona vazia do painel frontal 6

4 Palettes Cada item de uma palette com uma seta preta no canto superior direito tem uma sub-pallete Por exemplo, na palette Controls existe uma sub-palette Numeric, onde se podem seleccionar diferentes formas de indicadores e controlos 7 Palettes Usando o pin presente no canto superior esquerdo de cada palette é possível fixar a palette Esta permanecerá no mesmo local depois do rato se ter deslocado Facilita a colocação de diversos objectos da mesma palette 8

5 Painel Frontal Botões Run, Run Continuously, Abort e Pause Controlo Boolean Ícone Controlo Numérico Controlo Array Indicador Numérico Indicador Boolean (LED) Controlo Numérico (Tank) Gráfico Waveform 9 Diagrama de Blocos É no diagrama de blocos (Block Diagram) que a programação dos VIs é feita Todos os objectos presentes no painel frontal (Front Panel) estão representados no diagrama de blocos Os diferentes objectos (controlos, indicadores, funções e VIs) são ligados por fios que gerem o fluxo de dados e controlam a ordem de execução do programa Cada fio só pode ter uma origem (source) mas podem ter diversos destinos (sinks) DICA: DICA: Por omissão, o fundo do diagrama de blocos é branco Para encontrar um objecto no painel frontal (diagrama de blocos), fazer duplo clique sobre a sua representação no diagrama de blocos (painel frontal) 10

6 Dataflow Programming Cada função ou VI só é executado quando todas as entradas são conhecidas No LabVIEW não existem variáveis como nas linguagens de programação de texto Os fios são as variáveis A cada fio está associado um tipo de dados (inteiro, boolean, string, etc ) 11 Diagrama de Blocos (Fios) Os fios finos representam variáveis escalares, enquanto que arrays de uma dimensão são representados por linhas grossas e arrays de duas dimensões por linhas paralelas Os dados numéricos são representados por fios laranja (reais) e azuis (inteiros) Booleans são verdes e as strings são rosa Waveforms são trilhos vermelhos Clusters são trilhos rosa 12

7 Diagrama de Blocos (Functions Palette) Numeric Array Structures String Comparison Data Acquisition Instrument I/O Boolean Cluster File I/O Analyze Waveform Mathematics DICA: Para mostrar esta palette usar o botão direito do rato em qualquer área vazia do diagrama de blocos 13 Block Diagram Botão Highlight Execution Controlos Numéricos Funções numéricas básicas Indicador Constante Build Array Mean VI Indicador 14

8 HELP Ctrl+H activa Context Help Sempre que o rato passa por cima de um VI, a janela Context Help mostra o seu ícone, nome, entradas saídas, descrição do VI e um link para o HELP total USEM ESTA FUNCIONALIDADE!!! 15 Controlos/Indicadores Numéricos O tipo por omissão é inteiro (I32) ou double (DBL) Para mudar o tipo, clicar com botão direito do rato e seleccionar Representation Para alterar a forma como os números são apresentados, clicar com o botão direito do rato no objecto e seleccionar Format & Precision 16

9 Controlos Quando um VI é aberto, os controlos assumem o seu valor por omissão (default value) Para mudar estes valores basta modificar o valor no controlo e depois com o botão direito do rato seleccionar Data Operations» Make Current Value Default Para manter estes valores, basta gravar o VI 17 Criação de VIs Normalmente começa-se por adicionar controlos e indicadores no painel frontal e depois nos diagrama de blocos adicionam-se sub-vis, funções e as correspondentes ligações com fios Os fios que ficam a tracejado representam erros Quando um VI tem erros não pode ser executado e o botão RUN fica quebrado Para obter uma descrição dos erros usar este botão DICA: Crtl+B elimina todos os fios a tracejado DICA: Crtl+E troca entre o painel frontal e o diagrama de blocos 18

10 Criação de VIs Outra forma de criar VIs consiste em colocar as funções e VIs a usar no diagrama de blocos, liga-los e criar os controlos/indicadores usando o botão direito do rato nos respectivos fios ou terminais e seleccionando Create Control/Indicator/Constant Como exemplo, vamos criar um VI para converter graus Celsius para graus Fahrenheit 19 Criação de VIs - Exemplo T[ºF]= T[ºC] 20

11 Definição de VIs como subvis subvis são VIs com entradas e saídas definidas de modo a serem usados dentro de outros VIs Por exemplo, definindo a temperatura em Celsius como uma entrada e a temperatura em Fahrenheit como uma saída, o VI anterior pode ser chamado por outros Vis Este VI continua a poder ser usado sozinho Para introduzir um subvi usar Select a VI 21 Ícone / Terminal de Ligações O ícone é o símbolo gráfico que representa o VI quando ele é usado como subvi noutro VI O terminal de ligações (Connector Pane) define quais são as entradas (controlos) e saídas (indicadores) do VI para que seja usado como subvi DICA: Para editar o ícone fazer duplo-clique com o rato sobre o ícone 22

12 Definição de VIs como subvis A definição das entradas e saídas é feita no terminal de ligações que é acedido no painel frontal usando o botão direito do rato no ícone e seleccionando Show Connector Depois ligam-se as entradas (lado esquerdo) aos controlos e as saídas (lado direito) aos indicadores DICA: Usando o botão direito do rato no terminal é possível adicionar ou remover terminais ou seleccionar outros padrões pré-definidos 23 Definição de VIs como subvis Podem ser criados subvis a partir de secções de VIs Selecciona-se a área que contém os objectos (fios, funções, controlos, indicadores e VIs) e escolhe-se Edit/Create subvi do menu Os fios que entram (saem) na área são transformados em controlos (indicadores) e são usados como entradas (saídas) do subvi Todos os controlos (indicadores) presentes na área são convertidos em entradas (saídas) do subvi 24

13 Formula Node Funções com uma ou mais entradas/saídas descritas por uma fórmula algébrica Usadas para simplificar os diagramas Cada linha da fórmula acaba com ; DICA: Para uma entrada e uma saída usar um Expression Node 25 Ciclos (Loops) Existem dois tipos básicos de ciclos no LabVIEW: While e For No ciclo While o diagrama localizado dentro do ciclo é executado até que uma condição se verifique (ou se deixe de verificar) No ciclo For o diagrama é executado um número definido de vezes Em ambos os casos existe um terminal i que corresponde ao número da iteração (começa em 0) 26

14 Ciclo For Número de iterações Número iteração Área do ciclo FOR 27 Passagem de valores para dentro do ciclo Ciclo While Área do While DICA: Número iteração Com o botão direito do rato sobre o terminal de condição é possível mudar entre Stop if True e Continue if True Terminal condição 28

15 Shift Registers São usados para passar valores entre iterações Terminal de Shift Register DICA: Para adicionar um shift register, clicar com botão direito do rato sobre a frame do For ou While e seleccionar Add Shift Register 29 Estrutura Case A variável que controla o Case é ligada ao Selector Terminal. Só um dos diagramas do Case será executado, dependendo do valor da variável A variável pode ser Boolean, numérica ou string Existe sempre um diagrama que é executado para as situações não previstas As variáveis de saída têm de ser ligadas em todos os diagramas 30

16 Exemplo da Estrutura Case T[ºC]=(T[ºF] 32 )/ 1.8 T[ºF]= T[ºC] 31 Estrutura Sequência (Sequence) Usada para garantir a execução sequencial de diversos diagramas Cada diagrama é colocado numa frame numerada (0..x) As frames podem ser duplicadas, apagadas ou reordenadas (botão direito sobre o número da frame) Valores das frames anteriores podem ser passados para frames seguintes usando Sequence Locals 32

17 Exemplo da Estrutura Sequência 33