圖控程式設計與應用研習班

Graphical Programming

授課講師：邱奕志

歐陽鋒

楊江益

經費補助：行政院農委會農糧署

執行單位：農業機械化研究發展中心

承辦單位：國立宜蘭大學生物機電工程學系

研習日期：95.08.16～95.08.18

「圖控程式設計與應用研習班」課表

時 間 8 月 16 日(三) 8 月 17 日(四) 8 月 18 日(五)

圖控程式簡介及

環境介紹 生理監控系統設

計及實作 影像擷取及處理

8:00~10:00

講師：邱奕志 講師：邱奕志 講師：楊江益

人機介面設計及

實作 資料儲存分析與

檔案管理 儀表控制及應用

10:00~12:00

講師：邱奕志 講師：邱奕志 講師：歐陽鋒

程序控制及應用 網路架構與通訊 串列通訊及應用 13:00~15:00

講師：邱奕志 講師：楊江益 講師：歐陽鋒

線性方程式系統 網路通訊控制及

實作 並列通訊及應用

15:00~17:00

講師：邱奕志 講師：楊江益 講師：歐陽鋒

課程大綱

授課講師:邱奕志

單元一、圖控程式簡介及環境介紹

單元二、人機介面設計及實作

單元三、程序控制及應用

單元四、線性方程式系統

單元五、生理監控系統設計及實作

單元六、資料儲存分析與檔案管理

授課講師:楊江益

單元七、網路架構與通訊

單元八、影像擷取及處理

授課講師:歐陽鋒

單元九、儀表控制及應用

單元十、串列通訊及應用

單元十一、並列通訊及應用

單元一、圖控程式簡介及環境介紹

1.1、何謂 LabVIEW

LabVIEW 是 Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench 的縮寫，它是由美國 NATIONAL INSTRUMENTS 公司於 1986 年發展出來的，它擁有強大的功能且其為適用性極高的儀器控制與分析軟體。 它和傳統的程式語言不同的是，其設計作業環境是較為容易使用的圖形化程式語

言，它用圖示(Icon)的方式來取代文字程式的撰寫，且利用資料流(Dataflow)的觀念來呈現程式執行的順序。

1.2、組成 VI 的主要元件

VI 主要組成元件包含三部分:人機介面(Front Panel)、程式方塊圖(Block Diagram)、圖像與連接器(Icon/Connector)。

1.2.1、人機介面(Front Panel) 人機介面是使用者與程式之間的一種介面，程式執行時，我們將利用此介面將資

料輸入至程式中，而程式執行的結果也將透過此介面呈現出來。像各種形狀的開

關或是旋鈕可讓使用者輸入數值或控制稱之為控制元件(Controls)，至於將資料呈現出來的則稱之為顯示元件(Indicators)。下圖所示為人機介面部分。

1.2.2、程式方塊圖(Block Diagram) 程式方塊圖即是 LabVIEW VI 的原始程式碼，主要是利用圖示的方式表示，它利用連線的方式將各個有特定功能的函數圖形連接起來，使資料可以藉著連線來傳

送。下圖所示為程式方塊圖。

1.2.3、圖示與連接器(Icon/Connector) 當您的 VI 是當成子 VI 工作時，可以在其它的程式方塊圖中被呼叫，就如副程式或函數一般，此時就需要製作圖像與連接器，因為是圖形化程式語言，所以，

我們要將可以被呼叫的 VI 圖示化。另外連接器是為 VI 的輸入輸出端，負責資料的傳送及接收。下圖所示為圖示與連接器 圖示 連接器

1.3、LabVIEW 作業環境

1.3.1、面板

LabVIEW 有三種常用的面板:控制面板、函數面板及工具面板。您可以利用功能表的 View 選單＞…Palette 功能，還有在人機介面上或是程式方塊圖的空白處點選右鍵即出現控制面板或函數面板。

控制面板: 控制面板只有在人機介面上出

現，點選功能表中的 View 選單＞Controls Palette 選項或是在空白處點選右鍵即可。下圖所示為控

制面板。

函數面板:

函數面板只有在程式方塊圖出

現，點選功能表中的 View 選單＞Functions Palette 選項或是在空白處點選右鍵即可。下圖所示為函

數面板。

工具面板: 在人機介面或程式方塊圖中都可叫出工具面板，點選功能表中的 View 選單＞Tools Palette 選項即可。下圖所示為工具面板。

以下為工具面板上的工具說明:

圖示 名稱 功能

自動選項工具 可依據游標所處的位置，自動變換合適的工具。

操作工具 更改控制元件的值或操作按鈕、開關

連線工具 連接程式方塊圖內的物件

斷點工具 在程式方塊圖上設置斷點，可使程式暫時中斷，協助程式上除錯。

定位工具 用來選取、移動物件或是縮放物件尺寸

快速功能表工具 可進入彈出選單以取代原先啟用模式

探針工具 在接線上建立探針，可於程式執行時顯示流經該處的資料。

標籤工具 可以讓您建立與編輯文字的工具

捲軸工具 讓您在可用的視窗上，進行移動捲軸的動作。

取色工具 複製其他物件的顏色

著色工具 改變物件顏色之工具

1.3.2、工具列

人機介面上之工具列:

以下為人機介面上之工具列說明:

圖示 名稱 功能

執行按鍵 此功能為程式執行鍵，按下此鍵會變成

斷裂的執行按鍵現此鍵，按下此鍵當 VI 程式有錯誤時，會出

即會出現錯誤訊息視窗。

連續執行按鍵 重複、且連續的執行，按下此鍵會可使程式變成

終止按鍵 程式執行中，按下此鍵，便會立刻停止程式

暫停按鍵 中止程式，在按一下此鍵即可按下此鍵可以

繼續執行。

字型設定按鍵 可以設定字型大小、位置、顏色及字體

排列按鍵 ，包括垂直

。 提供自動排列圖形及文字的方法

對齊、頂端對齊、左邊對齊

配置按鍵 可使物件之間的距離固定

重置大小按鍵 可將人機介面上的物件重新調整為同樣大小

重新排序鍵 可將物件建立群組及固定物件

文字輔助視窗鍵 提供各種物件或函數指令的輔助說明

程式方塊圖之工具列:

程式方塊圖的工具列和人機介面的工具大致相同，多了四個除錯的功能鍵，少了

重置大小按鍵。以下為程式方塊圖之工具列說明:

圖示 名稱 功能

資料流向顯示燈 按下此鍵時，可以顯示出程式方塊圖中的資料流向。

單步執行鍵 可以開啟一個節點及暫停，每個節點在執行時，會

有閃爍的情形，除了節點之外，SubVI 及迴圈也可以做單步執行，它會通過每一個節點。

單步跨越鍵 及迴圈做單步跨過時，它不可以執行一個節點及暫停，每個節點在執行時，會

有閃爍的情形，SubVI會通過每一個節點。

單步離開鍵 可使程式跳到輸出

的節點，並進入下一個節點。 此功能為離開單步執行的過程，

1.3.3、下拉式功能表

塊圖，下拉式功能表所顯示的內容都是ㄧ樣的。下

拉式功能表的功能說明如下: 不論是在人機介面或是程式方

檔案(File):可做檔案的開啟、關閉、儲存、列印 VI 程式與結果及離開

es)。 結構。

…等。

指令包含執行或停止 VI、改變 VI 設定、切換為

動化控制相關的應用;也可進行

):從該功能表中可以了解 VI 系統架構，以及一些 SubVI 的形式

輔助(Help):幫助學習者了解每ㄧ物件的使用說明以及每ㄧ個節點的功能。

LabVIEW 系統，其中較特別的是可以設定 VI 程式的屬性(VI Properti 編輯(Edit):修正或改變 VI 程式人機介面或程式方塊圖的程式 檢視(View): 開啟工具列面板視窗、以及 VI 的說明 專案(Project):可建立新的 Vi 或開啟舊檔案…等。

操作(Operate):提供許多的執行或是編輯模式…等。 工具(Tools):可從此功能表中執行量測與自VI 程式間的比較、VI 原始媽訊息…等。 瀏覽(Browse說明…等。

視窗(Window):提供轉換面板視窗…等。

1.4、快速鍵的使用

功能鍵 說明

Ctrl+E 可顯示人機介面或是程式方塊圖

Ctrl+T 可同時顯示人機介面或是程式方塊圖(上下或是左右) Ctrl+L 顯示錯誤訊息視窗 Ctrl+N 建 立新的 VICtrl+O 開啟舊檔

Ctrl+S 儲存檔案 Ctrl+P 列印視窗 Ctrl+Q 離開 W LabVIE

Ctrl+W 關閉 VI

Ctrl+Z 恢復到上一個操作

Ctrl+X 剪下物件 Ctrl+C 複製物件 Ctrl+V 貼上物件

Ctrl+B 移除所有的斷線

Ctrl+H 顯示輔助視窗 Ctrl+R 執行 VI Ctrl+M 執行/ 切換 編輯模式Ctrl+． 暫停 VI Ctrl+/ 全螢幕顯示

單元二、人機介面設計及實作

2.1、函數說明

圖示 名稱 功能說明

While 迴圈

式，但特定條件發生變化時會

停止程式。 可重複執行程

For 迴圈 可對程式重複執行特定的次數

條件架構 執行為條件選擇方式

時間延遲 可設定時間間隔

大於 當 x 大於 y 輸出為 true，反之則輸出 false

加 輸入值相加

減 輸入值相減

乘 輸入值相乘

減量函數 輸入值減 1

等於 0 輸入值為 0，輸出則為 true

隨機數值產生器 可產生一個由 0~1 的隨機數

暫存器 可以將某次迴圈的執行結果保留到下一次迴

圈內繼續使用。

2.2、基本範例應用

2.3、圖表應用

.4、while loop 的應用

.5、for loop 的應用

2

2

2.6、設計一個華氏與攝氏轉換之程式

2.7、SubVI 應用

單元三、程序控制及應用

3.1、函數說明

圖示 名稱 功能說明

and 邏輯閘 當兩個輸入點都 true 時，輸出點才為 true

or 邏輯閘 當其中一個輸入點為 true 時，輸出點才為 true

not 邏輯閘 改變輸入點的狀態

商餘函數 輸入值可相除，則輸出結果 餘數 R: IQ:商數

結果會為 ture 不等於 0 輸入數值若不為 0 則輸出

循序架構 可安排程式執行的順序

Wait 函數 可設定執行的時間間隔

3.2、開關及指示燈(延時)

3.3、開關及指示燈(自保)

3.4、平交道之閃爍號誌燈設計

3.5、交通號誌燈設計

單元四、線性方程式系

統

4.1、函數說明

圖示 名稱 功能說明

取整數函數 會將數入值得小數點下第一位四捨五入

矩陣尺寸 計算輸入矩陣之尺寸大小

矩陣索引 可從矩陣中指定取出一個值

矩陣置換 可置換矩陣中某個值

矩陣旋轉 旋轉一微的矩陣

矩陣顛倒 顛倒一微的矩陣

矩陣搜尋 可找尋指定矩陣中的位置

矩陣分割 可將矩陣分割

公式節點 可直接輸入代數公式

4.1、一維陣列產生

4.2、二維陣列產生

4.3、陣列特性

4.4、以 Formula Node 來求解-斜率

4.5、以 Formula Node 來求解-等差級數

6、解行 列式之值

4.

.7、解題器

4

4.8、A*Vector

4.9、解題

4.10、特徵值與特徵向量

單元五、生理監控系統設計及實作

5.1、函數說

圖示 名稱 功能說明

明

節拍器函數 控制時間間隔

小於 當 X 小於 Y 輸出為 ture

包裹 把多種資料集合成一束

多控制面板 把控制面板分成很多頁

相除 輸出為 X 除以 Y

SIN 函數 輸出為 SIN 函數

增量加一 輸出為 X 加一

.2、生理監控---亂數顯示

5

.3、生理監控—Sin 波顯示

5

5.4、生理監控—綜合應用

單元六、資料儲存分析與檔案管理

6.1、函數說

圖示 名稱 功能說明

明

10 位數字顯示 將輸入值以 10 位數字顯示

16 位數字顯示 將輸入值以 16 位數字顯示

8 位數字顯示 將輸入值以 8 位數字顯示

日期顯示 顯示日期時間

字串合併 將兩個字串合併 字串長度 計算出字串長度

字串取出 從字串中取出某段

字串分段 將一段字串分成三段顯示

字串置換 置換字串中某段

文字方塊 顯示文字訊息方塊

檔案路徑 選取要儲存的檔案路徑

檔案讀入 讀入 LabVIEW 外的檔案

檔案儲存 儲存 LabVIEW 的資料檔案

關閉檔案 關閉檔案路徑

.2、字串使用

6

.3、字串分析

6

6.4、檔案儲存

6.5、檔案讀入