lập trinh labview cơ bản

Lập trình LabVIEW GV: Nguyễn Thanh Tần

Học phần

LẬP TRÌNH labVIEW CƠ BẢN


LabVIEW


labVIEW


Lập trình

B1: Phương pháp phát triển phần mềm

B2: Xây dựng giải thuật

B3: Thiết kế giải thuật

B4: Thực thi

B5: Kiểm tra

B6: Bảo trì – Sữa chữa

B7: Tạo dự án


Nội dung

1. Thao tác trên labVIEW

2. Kỹ thuật gỡ rối (Debug) cho VI

3. Lập trình theo Modul

4. Lập trình trong VI


Phần 1

THAO TÁC TRÊN LABVIEW


Khởi động LabVIEW


Giao diện labVIEW

Tham khảo

Thanh menu

Tạo new VI

(Blank VI)

Mở file đã lưu


Tạo một VI mới


Thành phần của một VI

Một VI trong labVIEW bao gồm 3 thành phần chính:

Front panel

Block Diagram

Icon/Connector pane


Virtual Instruments (VIs)

Giao diện chính

• Controls = Inputs (Vào)

• Indicators = Outputs (Ra)

Biểu đồ khối

• Các khối chương trình của giao diện chính

• Các thành phần đi dây.


Icon/Connector pane

Icon: biểu tượng của một VI hay một subVI

Connector pane: Bản đồ chỉ thị các input và output

của một VI

Icon/Connector pane rất cần thiết cho một VI cũng

như subVI


Giao diện lập trình


Thanh công cụ


Bảng công cụ

LabVIEW tự động chọn những công cụ cần thiết.

Hiển thị trên Front panel và trên biểu đồ thiết lập

hệ thống.

Sử dụng các công cụ để tạo và chỉnh sửa giao dịên

chính và các đối tượng của biểu đồ khối

Hiển thị bảng công cụ (Tools Palette), chọn

View»Show Tools Palette


Front panel

Lập trình:

1. Thực hiện tạo lệnh chương trình

bằng cách nhấp chuột phải (lấy

các control và indicator)

2. Chọn các đối tượng phù hợp

3. Kéo và thả đối tượng trong khung

lệnh

1

2


Front panel


Front panel

-Tạo các lệnh trên FP

-Thay đổi nhãn, chỉnh text và định dạng

-Thay đổi đặc tính đối tượng


Block diagram

Functions (Hàm) nằm trong

Block Diagram

Nhằm tạo chương trình hoàn

chỉnh

Ví dụ: While loop, For Loop

While room is active

door is open

Loop

Webcam


Block diagram


Block diagram

1 Cực liên kết với FP

2 Đường lệnh: Truyền dữ liệu (Wires)

3 Các giao điểm trên mỗi đối tượng (Nodes)

4. Dạng dữ liệu của đối tượng 1

4

2 3


Kiểu dữ liệu trên Block Diagram


Block diagram

Chức năng tự sắp xếp

các đường dây gọn gàng

Nhấn tổ hợp Ctrl+B để xóa

các đường dây bị đứt


Terminals trong Block Diagram

Terminal là đối tượng tồn tại trong Block Diagram

lẫn Front panel

Luôn tồn tại các đường vào ra để truyền thông giữa

Front panel và Block Diagram

Thay đổi kiểu hiển thị của các terminals bằng cách

nhấp phải chuột và chọn View as Icon


Block Diagram

Function Nodes

Phần tử hoạt động chủ yếu của labVIEW

Có nền màu vàng nhạt

Không tồn tại trong Front Panel

subVI Nodes:

subVI là những VI được tạo ra để sử dụng cho những VI

khác

subVI chứa Front Panel và Block Diagram riêng của nó

VI Express

Là kiểu đặt biệt của subVI

Nền màu xanh


So sánh

Front panel

Chứa các biểu tượng điều

khiển và hiển thị (giao diện

người dùng)

Truy cập Control Palette

(chuột phải)

Bao gồm các control và

Indicator

Block Diagram

Chức code chương trình

(lập trình)

Truy cập Function Palette

(chuột phải)

Bao gồm các terminals, VIs,

subVIs, functions,

constants, Structures,

wires,….


Tìm kiếm và Help

Tìm Controls, Functions, Vis sử dụng nút Search

trên Controls và Functions palette

Chọn Help>>Show Context Help (Ctrl+H) hoặc

nhấp vào biểu tượng

Help: Search the labVIEW Help, NI Example Finder,

hiển thị các thông tin cơ bản về đối tượng labVIEW


Phần 2

KỸ THUẬT GỠ RỐI (DEBUG)


Vấn đề thường gặp

Dây bị đứt (nối dây bị sai kiểu dữ liệu hoặc kiểu

vào/ra)

Một terminal trên Block Diagram không được nối

dây

Một subVI bị hỏng hoặc do người dùng đã sữa đổi

các Connector pane

Dữ liệu đang sử dụng mặc định không chính xác


DEBUG

1. Execution Highlighting được sử dụng để xem

các luồng dữ liệu chạy trên Block Diagram

2. Single Stepping

Single-step: chạy xuyên qua VI để xem kết quả

hoạt động của mỗi VI trên Block Diagram

Tạm dừng thực thi một subVI để chỉnh sữa giá trị

các Control và Indicator


DEBUG

3. Probes để quan sát các giá trị và dữ liệu tức thì để

kiểm tra lỗi ngõ ra của VI và function

4. Giữ lại giá trị trong các dây để có thể quan sát dữ

liệu trên dây sau khi thực hiện xong

5. Breakpoint: VI sẽ tạm dừng và nút Pause sẽ xuất

hiện màu đỏ tại vị trí Breakpoint.


Phần 3

LẬP TRÌNH THEO MODUL


subVIs

Một VI trong một VI khác gọi là subVI

Một subVI xem như một chương trình con trong

ngôn ngữ dạng text

Góc bên phải của front panel và block diagram hiển

thị Icon của subVI

Icon xác định các VI khi bạn đặt nó trên sơ đồ khối


subVIs


Icon của subVI

Ta có thể tạo và tùy chỉnh Icon bằng cách nhấp

chuột phải vào biểu tượng ở góc trên bên phải của

front panel hoặc block diagram và chọn Edit icon

Nhấp chuột phải vào biểu tượng ở góc trên bên

phải của front panel và chọn Show connector để

xác định các terminal vào/ra cho subVI


Để sử dụng một VI giống như một subVI, ta tạo một

Icon và Connector pane sau đó thiết kế Front panel

và Blockdiagram


Tạo Icon

Icon: biểu tượng miêu tả gợi nhớ của một VI

Click chuột phải lên Icon pane (Panel hoặc

Diagram) ở góc cửa sổ và chọn Edit icon


Tạo Connector Pane

Connector pane : bản đồ chỉ thị các input và output

của một VI

Nhấp chuột phải vào biểu tượng ở góc trên bên

phải của front panel và chọn Show connector để

xác định các terminal vào ra

Chọn điểm


Trợ giúp và phân loại đầu cuối

Phân loại đầu vào/ra:

Required — Lỗi nếu không kết nối

Recommended — Cảnh báo nếu không kết nối

Optional — Không có tác dụng nếu không kết nối


Trợ giúp và phân loại đầu cuối


Sử dụng subVIs

Để đặt subVI trên block diagram:

Click chọn một VI trên Function palette

Di chuyển đến VI bạn muốn sử dụng như một subVI

Double click lên nó để đặt trong Block diagram

Để đặt một VI đang mở trên Block diagram của VI

đang mở khác

Click vào biểu tượng của VI bạn muốn sử dụng như một

subVI

Kéo biểu tượng (Icon) cho vào Block diagram của VI khác


Tạo một subVI

Chọn phần nào muốn đưa vào subVI

Chọn Edit>> Create SubVI


Phần 4

LẬP TRÌNH TRONG VI


Dataflow

LabVIEW hoạt động theo kiểu dataflow để thực thi

các chương trình trong VI

Block diagram thực thi phụ thuộc vào luồng dữ liệu

thì Block diagram sẽ KHÔNG thực thi từ trái qua

phải

Một nút chỉ có thể thực hiện khi dữ liệu đã có sẵn

tại tất cả các đầu vào của nó


Dataflow

Ví dụ: Nút nào thực thi trước?

a) Add

b) Subtract

c) Random Number

d) Divide

e) Sine


Các kiểu dữ liệu trong labVIEW

Terminals: thiết bị đầu cuối trực quan hiển thị các

kiểu dữ liệu

Numeries: kiểu dữ liệu số học hiển thị các con số

hoặc biến số (chọn Representation thay đổi kiểu

dữ liệu numeric)



Boolean: kiểu True/False, 1/0, đúng/sai

Boolean: có thể là control (Knob, công tắc,..) hay

hiển thị (led,…)



String: một chuỗi các hiển thị hoặc không hiển thị

các ký tự ASCII



Enum bao gồm một cặp giá trị, một chuỗi và một số,

các Enum có thể là một danh sách được xác định

bằng các giá trị

Enum liệt kê các control, constant hoặc indicator



Dynamic: kiểu dữ liệu động để lưu trữ các thông tin

được tạo ra hoặc thu thập bởi VI Express

Nếu sử dụng VI thích hợp thì labVIEW sẽ tự động

chuyển đổi thành kiểu dữ liệu động


KỸ THUẬT LẬP TRÌNH


Thư viện trong Block Diagram

Functions\Programming: Structures: các cấu trúc vong lặp (while, for, case, sequence, formula, feedback,….)

Array: các kiểu trích lọc, biến đổi, tạo mảng,…

Cluster: cấu trúc gom nhóm (bundle, unbundle,…)

Numeric: số học (toán học, random numer, hằng số…)

Boolean: dạng logic (cổng, biến đổi số boolean, ….)

String: text (string constant, biến đổi chuỗi,…)

Comparision: các hàm so sánh

Timing: hàm trê thời gian

Dialog & user..: button, thông báo, giao diện,….

File I/O: đọc, ghi file trong labVIEW.


Thư viện trong Block Diagram

Measurement I/O: DAQmx – Data Acquisiton (thu

thập dữ liệu): DAQ Assistant

Instrument I/O: thu thập dữ liệu qua các giao tiếp

nối tiếp,…

Mathematics: các hàm toán học, tín hiệu (sin,cos...)

Signal Processing: tín hiệu mô phỏng, dạng sóng,

đồ thị, lọc, phổ,….

Express: Input (DAQ, scope, simulate sig), signal

analysis, output, Merge signals, Arithmatic &

comparision, Timing, Structure,…


Thư viện trong Front Panel

Modern:

Numeric: số control, indicator,..

Boolean: logic (SW, button, led,…)

String & path: text control, text indicator, file path,..

Array, matrix & cluster: mảng control, indicator, gom

nhóm,…

Graph: đồ thị (waveform chart, waveform graph,..)

System / Classic: các dạng control, indicator khác:

số học, boolean, text, button, SW,…

Express: numeric control, numeric indicator, tex

control, text indicator, button& Swithes, led, Graph,..


While Loop


While Loop

1. Chọn While Loop

2. Khoanh vùng mã muốn

đặt trong vong lặp

3. Kéo thả vào vong lặp

các nút và sau đó đi dây


While Loop

Biến đếm (Interation terminal): trả về số lần lặp đã

thực hiện, bắt đầu từ zero-0

Điều kiện kết thúc (conditional terminal): xác định

khi vong lặp dừng


While Loop - Tunnels

Tunnel – truyền dữ liệu vào ra cho vong lặp

Dữ liệu vượt ra khỏi vong lặp sau khi nó chấm dứt

Khi một đường dữ liệu nối vào Tunnel của một vong

lặp, vong lặp chỉ thực thi sau khi dữ liệu đến Tunnel

hoặc dữ liệu xuất ra Tunnel sau khi kết thúc vong

lặp


While Loop – Error Checking và Error

Handling

Dùng một error cluster trong while loop để dừng

vong lặp while loop nếu xảy ra lỗi


For Loop


For Loop

Số

lần

lặp

Biến

đếm


For Loops – Conditional Terminal

Conditional Terminal: điều kiện dừng, vong lặp For

Loop sẽ dừng lại khi nhận một Boolean Conditional

hoặc một lỗi xảy ra


For Loops – Conditional Terminal

Một khối vuông màu đỏ được gắn vào giống như

while loop

Điều kiện dừng nằm ở góc phải của vong lặp


For Loops – Numeric Conversion

8 bytes 4 bytes


Ví dụ


So sánh For Loop/ While Loop


Định thời cho một VI (Timing)

Tại sao phải định thời?

Kiểm soát tần số mà tại đó vong lặp thực hiện

Cung cấp tài nguyên cho bộ vi xử lý và thời gian để hoàn

thành các nhiệm vụ khác, chẳng hạn như tác vụ xử lí giao

diện người dùng


Timing – Wait Functions

Một Wait Function trong vong lặp cho phép VI ở

trạng thái Sleep với thời gian được định trước

Cho phép bộ xử lý thực hiện các tác vụ khác trong

quá trình chờ đợi

Sử dụng xung đồng hồ của hệ điều hành tính bằng

ms


Thanh ghi (Shift Registers)

Thực hiện việc truyền kết quả vào/ra vong lặp hoặc

từ vong lặp trước sang vong lặp sau


Shift Registers

Click chuột phải vào khung vong lặp và chọn Add

Shift Register

Thanh ghi dịch bên phải sẽ lưu trữ kết quả sau mỗi

lần lặp

Thanh ghi dịch bên trái sẽ cung cấp dữ liệu cho lần

lặp tiếp theo


Shift Registers

? ?

? ? Output=2 Output=4

Output=3 Output=5


Stacked Shift Registers

Ngăn xếp thanh ghi lưu trữ nhiều giá trị từ các lần

lặp trước và truyền giá trị này đến lần lặp kế tiếp

Click chuột phải vào thanh ghi dịch (Shift register)

bên trái và chọn Add Element


Nút phản hồi

Sẽ xuất hiện tự động trong vong lặp For hoặc While

nếu như bạn đi dây ở đầu ra của một subVI,

function, hoặc group của subVI và functions tới đầu

vào của VI tương đương, function, hoặc group.

Dữ liệu lưu trữ khi mà hoàn tất một vong lặp, gửi

dữ liệu tới vong lặp kế tiếp và truyền đi mọi kiểu dữ

liệu.


Nút phản hồi

Đi dây từ đầu ra tới đầu

vào được tự động tạo ra

một nút phản hồi

<Hoặc>

Đặt một nút phản

hồi từ bảng Functions»

Structures


Cấu trúc Case

Thực hiện và hiển thị chỉ có một trường hợp hoặc

một sơ đồ con trong một thời điểm

Ngõ vào sẽ xác định cho phép trường hợp nào hay

sơ đồ nào được thực thi

Cấu trúc Case cũng tương tự như cấu trúc

If..then..else trong các ngôn ngữ lập trình dạng text


Cấu trúc Case

Case Selector Label: chứa tên của trường hiện tại


Cấu trúc Case

Đầu vào luôn có sẵn cho tất cả các trường hợp

Phải xác định mỗi đầu ra tunnel cho mỗi trường

hợp


Cấu trúc Case - Default

Nếu ngõ vào không rơi vào bất kì trường hợp nào

thì cấu trúc Case sẽ thực hiện chương trình mặc

định (default)

Nếu không có dây nào đưa vào thì các kiểu dữ liệu

sẽ được default theo bảng sau:


Cấu trúc Case - Boolean

Ngõ vào là Boolean chỉ tạo ra hai trường hợp: True

hoặc False


Cấu trúc Case - Integer

Ta có mỗi trường hợp (case) cho mỗi số nguyên

Nếu số nguyên mà không có một trường hợp được

xác định thì tự động chọn trường hợp mặc định


Cấu trúc Case - String

Mỗi trường hợp tương ứng với một chuỗi nhất định

Chuỗi không xác định thì nó sẽ chọn trường hợp

mặc định


Cấu trúc Case - Enum

Cung cấp cho người dùng một danh sách các bảng

ghi để chọn


Cấu trúc Case – Error Checking và

Error Handling

Sử dụng cấu trúc Case trong VI để thực thi chương

trình khi không có lỗi, và bỏ qua chương trình khi có

lỗi phát sinh


Mảng (Arrays)

Một mảng (Array) đặc trưng bởi kích thước và phần

tử trong nó

Phần tử (Element): dữ liệu nằm trong mảng

Kích thước: chiều dài và chiều rộng, cột x hàng y

Mảng có thể có một hoặc nhiều chiều và có (2^31-1)

phần tử trên mỗi chiều

Mảng sử dụng một tập hợp cùng kiểu dữ liệu và

các phép toán mang tính lặp lại nhiều lần


Tạo mảng

1. Đặt một mảng trắng (array shell) lên front panel

2. Kéo hoặc thả đối tượng hoặc phần tử vào array

shell

3. Ví dụ: mảng hằng


Array – Auto Idexing

Khi chế độ Auto index được mở ở ngõ ra tunnel,

mảng ở ngõ ra nhận từng phần tử mới ở mỗi vong

Mảng tạo ra luôn có kích thước (số phần tử) bằng

với số lần thực thi của vong lặp

Click chuột phải lên tunnel và chọn enable/disable

auto- indexing


Mảng 2D

Lưu trữ các phần tử dạng lưới

Để tạo mảng đa chiều: click chuột phải vào index

display và chọn Add Dimention

Mảng chưa

khởi tạo Mảng đã khởi

tạo giá trị ban

đầu


Tạo mảng 2D

Có thể tạo 2 vong lặp For loop lồng vào nhau để tạo

mảng 2D


Array


Clusters – Kiểu gom nhóm

Clusters là tập hợp nhiều kiểu dữ liệu khác nhau

Dùng hàm Bundle hoặc Unbundle để tổ hợp hoặc

phân giải một Cluster


Tạo một Cluster

Để tạo một Cluster control hoặc indicator trên front

panel:

Đặt một cluster shell trên front panel

Kéo thả các đối tượng hoặc phần tử vào cluster shell như:

numeric, boolean, string, path, refnum, array,…


Error Cluster

LabVIEW sử dụng error cluster để chức thông tin lỗi

Một error cluster chứa các phần tử sau:

Status: kiểu boolean, trả về True nếu không có lỗi và

ngược lại

Code: kiểu 32 bits Signed integer xác định mã lỗi

Source: kiểu string xác định nơi bị lỗi


So sánh với Array

Giống nhau: có control hoặc indicator nhưng đồng

thời không chứa cả hai

Cluster có kích thước thay đổi so với kích thước cố

định của array

Cluster chứa nhiều kiểu dữ liệu khác nhau; con

array chỉ chứa một kiểu dữ liệu duy nhất


MỘT SỐ KỸ THUẬT THÔNG DỤNG


Lập trình phân đoạn (Sequential

Programming)

Các VI bạn viết sẽ được thực hiện một cách tuần

tự

Không có bất kỳ sự ưu tiên nào trong block

diagram, và không biết được cái nào trước cái nào

sau.



Programming)

Sử dụng error clusters để ưu tiên quá trình thực thi



Programming)

Sử dụng cấu trúc đoạn (Sequence structure) để ưu

tiên thực thi

Một cấu trúc với các khung (frames), Mỗi khung sẽ chứa

một tác vụ

Khung thứ 2 không thể thực thi cho đến khi mọi thứ trong

khung thứ nhất hoàn thành



Programming)

Tránh sử dụng quá nhiều cấu trúc phân đoạn

Bạn không thể dừng thực thi một thành phần trong

một đoạn



Programming)

Cách tốt nhất để viết VI này là đính kèm các hộp

thoại trong cấu trúc Case, dây error cluster sẽ

được nối tới bộ chọn của cấu trúc case(case

selectors)


Trạng thái máy (State Machines)

Lập trình trạng thái(State Programming) là mẫu

thiết kế nhằm thực hiện một sơ đồ trạng thái hoặc

một lưu đồ

Khi nào sử dụng state machines?

− Thường được sử dụng để tạo các giao diện, đối với

mỗi người dùng khác nhau thì sẽ có giao diện khác

nhau

− Thường được sử dụng để thử nghiệm quá trình,

trong đó mỗi trạng thái đại diện mỗi phân đoạn của

quá trình.


Trạng thái máy (State Machines)

•Một state machine bao gồm nhiều trạng thái và

một chức năng chuyển tiếp đến các trạng thái kế

tiếp

Mỗi trạng thái có thể dẫn tới một hoặc trạng thái

hoặc kết thúc quá trình thực thi


File I/O

File I/O đọc và ghi vào một file

Một phương pháp điển hình để truy xuất file:


Định dạng File

(File Formats)

LabVIEW có thể sử dụng hoặc tạo ra các định

dạng tập tin sau đây:

Binary— là kiểu định dạng cấp thấp cho tất cả các

định dạng khác sử dụng

ASCII—Là kiểu đặt biệt của binary file, là định dạng

tiêu chuẩn cho hầu hết tất cả chương trình

LVM— LabVIEW measurement data file (.lvm) định

dạng của LabVIEW, chứa bản tính và văn bản

TDMS—Một kiểu file Binary ñược tạo bởi các sản

phẩm của NI bao gồm 2 file tách rời: Một binary file

và một binary index file


Định dạng File

(File Formats)

Trong phần này, tập trung vào việc tạo text

(ASCII) files

Sử dụng các Text file trong các tình huống sau

đây :

− Truy xuất các tập tin từ các ứng dụng khác

− Không quan tâm đến bộ nhớ trống, và tốc độ I/O

của file

− Không nên truy xuất dạng random read hoặc

write


High-level File I/O

High-level VIs Để truy xuất I/O file phải qua 3 bước chung

Không hiệu quả cho việc cấu hình hoặc thiết kế cho các tính năng riêng của file

Low-level VIs VI riêng biệt cho mỗi bước

Nếu ghi file trong một vong lặp, sử dụng hàm low-level file I/O


High-Level File I/O

Write to Spreadsheet File

• Chuyển đổi một mảng dạng double-precision đến

text string và ghi string này đến ASCII file

Read From Spreadsheet File

• Đọc các giá trị số theo dong (line) hoặc hàng

(row) từ một text file chứa số và xuất ra ngoài một

mảng 2D array với các phần tử dạng số double-

precision

Write to/Read from Measurement File

• Một dạng Express VI cho phép ghi (write), đọc

(read) một LVM hay TDMS file


Low-Level File I/O VIs


Variable

Cannot pass data between parallel loops with a

wire

Variables allow you to circumvent normal dataflow

by passing data from one place to another without

connecting the two places with a wire


Variable

Variables are block diagram elements that allow

you to access or store data in another location

Variables can be of the following types:

−Local: store data in front panel controls and

indicators −Global: store data in special repositories

that can be accessed from multiple VIs

−Functional Global: store data in While Loop shift

registers

−Shared: transfers data between various distributed

targets connected together over a network


Local Variable

Use local variables to pass data within a single VI


Global Variable

Use a global variable or a single process shared

variable to share data between multiple VIs

Use a global variable to share data among VIs on

the same computer, especially if you do not use a

project file

Use a single process shared variable if you may

need to share the variable information among VIs

on multiple computers in the future


Property Node

Property Nodes access the properties of an object

In some applications, you might want to modify the

appearance of front panel objects programmatically

in response to certain inputs

−If a user enters an invalid password, you might want

a red LED to start blinking

−If a data point is above a certain value, you might

want to show a red trace instead of a green one

Property Nodes allow you to make these

modifications programmatically


Property Node

Property Nodes execute in order from top to bottom

If an error occurs on a terminal, the node stops at

that terminal, returns an error, and does not execute

any further terminals


Control References

A control reference is a reference to a front panel

object

Wire control references to generic Property Nodes

Pass control references to subVI


Control References


Invoke Nodes

Invoke Nodes access the methods of an object

Use the Invoke Node to perform actions, or

methods, on an application or VI

Unlike the Property Node, a single Invoke Node

executes only a single method on an application or

VI


Invoke Nodes

To create an implicitly-linked Invoke Node, right-

click the control and select Create»Invoke Node

and choose a method

An example of a method that is common to all

controls is the Reinitialize to Default method

The Waveform Graph has the method Export

Image:


Events Programming


Events Programming

Examples of User Interface (Static) Events

• Pressing a button on the mouse, moves or clicks the

mouse

• Pressing a key on the keyboard

• Value (Signaling) Property can generate a

programmatic event


USB 6008


THANK YOU!

lập trinh labview cơ bản

Documents