Programowanie w języku G - Laboratorium 6

Transkrypt

1 1 Programowanie w języku G - Laboratorium 6 Ćwiczenie 6.1 Obsługa zmiennych łańcuchowych Poznanie praktyczne funkcji: formatowania do postaci łańcuchowej (Format Into String), łączenia łańcuchów (Concatenate Strings) i określania długości łańcuchów (String Length). Postępowanie według instrukcji prowadzi do zbudowania programu umożliwiającego powiązanie danych numerycznych z łańcuchowymi, połączenia dwóch łańcuchów w jeden wyjściowy oraz określenie jego długości. Stworzony program umożliwiał będzie również wyszukanie zadanego elementu łańcucha oraz konwersję części łańcucha na wartość liczbową. 1. Uruchom LabVIEW i otwórz nowy czysty projekt. 2. Zmodyfikuj okno panelu czołowego wstawiając odpowiednie elementy tak, aby uzyskać rezultat podobny do pokazanego na poniższym rysunku. 3. W tym celu należy w oknie panelu czołowego zamieścić następujące obiekty z palety Controls: a) trzy pola kontrolek łańcuchów danych String Control z grupy Text Controls i nadać im nazwy Nagłówek, Jednostka i Łańcuch 2. Zawartość łańcucha Łańcuch 2 przedstawić w postaci kodów \ ( \ Codes Display z menu kontekstowego kontrolki łańcucha); b) kontrolkę numeryczną Numeric Control z grupy Numeric Controls i nadać jej nazwę Liczba; c) wskaźnik łańcucha danych String Indicator z grupy Text Indicators i nadać mu nazwę Łańcuch połączony; d) trzy wskaźniki numeryczne Numeric Indicator z grupy Numeric Indicators. Poszczególnym wskaźnikom nadać następujące nazwy Długość Łańcucha Danych, Number Out, Offset Past Match. Dodatkowo dla wskaźników Długość Łańcucha Danych i Offset Past Match zmienić sposób reprezentacji danych na 32-biotwą liczbę całkowitą (menu kontekstowe /Representation = I32). Schemat blokowy 1. W oknie schematu blokowego z buduj schemat analogiczny do przedstawionego na rysunku. 2. W tym celu z grupy Functions /All Functions i palety String wstaw, w układzie podobnym do zamieszczonego na rysunku, następujące obiekty: a) funkcję Format Into Srting, b) funkcję Match Pattern, c) obiekt Scan From String, d) funkcję Concatente Strings, e) funkcję String Length. Programowanie w języku G strona 1

2 2 3. Za pomocą menu kontekstowego funkcji Format Into String otwórz okno dialogowe Edit Format String. Wybierz opcję Use specified precision, a w polu wyboru wpisz liczbę 4. Wprowadzone zmiany zatwierdź przyciskiem OK. LabVIEW wygeneruje stałą Format String w postaci %.4f. W polu stałej przed i po wygenerowanym parametrze wstaw pojedynczą spację, co umożliwi tworzenie odstępów między poszczególnymi elementami łańcucha danych. Za pomocą menu kontekstowego stałej (%.4f ) zmień sposób jej wyświetlania na \ Codes Display, co spowoduje wyświetlenie spacji na początku i końcu okna stałej Format String w postaci /s. 4. Do wejścia Regular expression funkcji Match Pattern dodaj stałą i zadeklaruj jej wartość na dwukropek (:) (za pomocą menu kontekstowego wejścia i poleceń Create /Constant). 5. Wykonaj połączenia między elementami schematu blokowego. 6. Wyświetl okno panelu czołowego i wykorzystując edytor ikon stwórz ikonę dla budowanego projektu (a). Okno Icon Editor (edytora ikon) wraz z zaprojektowaną ikoną przedstawiono na poniższym rysunku. Następnie za pomocą menu kontekstowego ikony uaktywnij funkcję Show Connector i utwórz następujące połączenia między poszczególnymi wejściami i wyjściami tworzonego przyrządu wirtualnego (b). a) b) 7. Zapisz program pod nazwą Build String.vi (będzie wymagany w kolejnym ćwiczeniu). 8. Uruchom program w trybie ciągłym (Run Continuously) i obserwuj zmiany wskaźników w czasie dokonywania zmian w poszczególnych oknach kontrolek (tj.: Nagłówek, Liczba, Jednostka, Łańcuch 2). 9. Zapisz program i zamknij plik programu (przyrządu wirtualnego). Programowanie w języku G strona 2

3 3 Ćwiczenie 6.2 Zapis danych do pliku Zapoznanie z mechanizmem tworzenia plików z danymi. Postępowanie według podanych prowadzi do stworzenia programu umożliwiającego zapisanie połączonego łańcucha komunikatu, wielkości liczbowej i łańcucha jednostki w pliku. W kolejnym ćwiczeniu zostanie stworzony program umożliwiający odczytywanie danych z pliku i wyświetlanie jego zawartości. 1. Otwórz nowy czysty projekt programu LabVIEW. 2. Zmodyfikuj okno panelu czołowego wstawiając odpowiednie elementy tak, aby uzyskać rezultat podobny do pokazanego na poniższym rysunku. 3. W tym celu należy wstawić następujące obiekty znajdujące się w palecie Controls: a) dwa pola łańcucha danych String Control z grupy Text Controls i nadać im nazwy np.: Wiadomość do zapisu i Jednostka do zapisu. Za pomocą menu kontekstowego kontrolki łańcuchowej Wiadomości do zapisu dodaj pasek przewijania (Scrollbar); b) kontrolkę numeryczną Numeric Control z grupy Numeric Controls i nadać jej nazwę Liczba; c) wskaźnik ścieżki dostępu do pliku File Patch Indicator z grupy Text Indicators i nadać mu nazwę Ścieżka dostępu. Schemat blokowy 1. Przejdź do okna schematu blokowego 2. Zbuduj schemat blokowy analogiczny do przedstawionego na rysunku. 3. W tym celu z palety Functions wstaw następujące obiekty: a) przyrząd wirtualny stworzony i zapisany w pliku Build String.vi (z poprzedniego ćwiczenia); b) funkcję Open/Create/Replace File.vi znajdujący się w grupie All Functions /File I/O; c) funkcję Write File z grupy All Functions /File I/O; d) funkcję Close File z grupy All Functions /File I/O; e) obiekt Simple Error Handler.vi z grupy All Functions /Time&Dialog. Programowanie w języku G strona 3

4 4. Za pomocą menu kontekstowego do wejścia Prompt funckji Open/Create/Peplace File dodaj stałą (Create/Constant). W oknie stałej wpisz wyrażenie Enter Filename (lub inny, stosowny komunikat). W podobny sposób do wejścia Function (open: 0) dołącz stałą i zmień jej wartość z open na create or replace (menu kontekstowe stałej). 5. Wykonaj brakujące połączenia między elementami schematu blokowego. 6. Zapisz stworzony program pod nazwą FileWriter.vi. Uruchamianie programu 1. Wprowadź wartości w pola zmiennych łańcuchowych i liczbowych (Wiadomość, Liczba i Jednostka). 2. Uruchom program. Wpisz nazwę pliku, w którym mają być zapisane wprowadzone dane (np. demofile.txt). 3. Operację wprowadzania danych i dokonywania zapisu przeprowadź kilkukrotnie. 4. Zapisz program i zamknij plik FileWriter.vi. 4 Ćwiczenie 6.3 Odczyt danych z pliku Zapoznanie z funkcjami umożliwiającymi odczytywanie danych zapisanych w plikach. Postępowanie według podanych instrukcji umożliwia budowę przyrządu wirtualnego pozwalającego na odczytywanie danych łańcuchowych z plików ( np. zapisanych za pomocą programu stworzonego w poprzednim ćwiczeniu - FileWriter.vi) i wyświetlanie odczytanych danych za pomocą wskaźników panelu czołowego. 1. Otwórz nowy, czysty projekt programu LabVIEW. 2. Zmodyfikuj okno panelu czołowego wstawiając odpowiednie elementy tak, aby uzyskać rezultat podobny do pokazanego na poniższym rysunku. 3. W celu uzyskania pożądanego efektu w oknie panelu czołowego należy umieścić następujące obiekty z palety Controls: a) wskaźnik ścieżki dostępu do pliku File Patch Control z grupy Text Controls i nadać mu nazwę Ścieżka dostępu; b) wskaźnik łańcucha danych String Indicator z grupy Text Indicators i nadać mu nazwę np. Dane zapisane w pliku. Schemat blokowy 1. Przejdź do okna schematu blokowego. 2. Zbuduj schemat analogiczny do przedstawionego na kolejnym rysunku. Programowanie w języku G strona 4

5 5 3. W celu uzyskania wymaganego wyglądu schematu należy z palety Functions wstawić następujące obiekty: a) funkcję Open/Create/Replace File.vi znajdującą się w palecie All Functions i podgrupie File I/O, b) funkcję Read File z grupy All Functions /File I/O, c) funkcję Close File z grupy All Functions/File I/O, d) obiekt Simple Error Handler.vi z grupy All Functions /Time&Dialog. 4. Do wejścia Prompt funkcji Open/Create/Peplace File za pomocą menu kontekstowego dodaj stałą (menu kontekstowe Create /Constant). W oknie stałej wpisz np. Select file name. Podobnie utwórz stałą dla wejścia function (open: 0). 5. Wykonaj niezbędne połączenia między elementami schematu blokowego. 6. Zapisz stworzony projekt na dysku pod nazwą FileReader.vi. Uruchomienie programu 1. Przejdź do okna panelu czołowego. 2. Uruchom program i przeszukaj zawartość katalogów tak, aby znaleźć plik zapisany w poprzednim ćwiczeniu (np. demofile.txt). Otwórz odnaleziony plik. 3. Dwukrotnie powtórz cykl zapisu danych na dysk (za pomocą programu FileWriter.vi z ćwiczenia 6.2) i ich odczytu (za pomocą programu FileReader.vi). 4. Zapisz program i zamknij plik FileReader.vi. Ćwiczenie 6.4 Rejestrator temperatury Poznanie metod zapisu danych do pliku rozpoznawanego za pomocą programów o funkcjonalności arkusza kalkulacyjnego lub edytora tekstów. W kolejnych krokach zostanie utworzony program zapisujący w pliku dane o wartości temperatury wraz z towarzyszącymi im danymi o czasie pomiaru. 1. Otwórz stworzony uprzednio plik programu Temperature Control.vi (z ćwiczenia 5.2), a następnie zapisz go pod nazwą Temperature Logger.vi. Zamieszczone dalej rysunki przedstawiają panel czołowy i schemat blokowy programu Temperature Control.vi. Programowanie w języku G strona 5

6 6 Schemat blokowy 1. Dokonaj niezbędnych modyfikacji tak, aby w wyniku wykonanych czynności stworzony schemat blokowy był analogiczny do przedstawionego na poniższym rysunku. 2. W tym celu z palety Functions wstaw do schematu blokowego następujące obiekty: a) funkcję Open/Create/Replace File.vi z grupy All Functions /File I/O, b) obiekt Get Date/Time String z grupy All Functions /Time&Dialog, c) stałą logiczną TRUE z grupy Arithmetic & Comparison /Express Boolean, d) funkcję Format Into File z grupy All Functions /File I/O, e) znak tabulatora Tab Constant z grupy All Functions /String; f) znak końca linii End of Line Constant z grupy All Functions /String; g) moduł Not z grupy Arithmetic & Comparison /Express Boolean, h) moduł And z grupy Arithmetic & Comparison /Express Boolean, i) funkcję Close File z grupy All Functions /File I/O, j) obiekt Simple Error Handler.vi z grupy All Functions /Time&Dialog. 3. Za pomocą menu kontekstowego do wejścia Prompt funckji Open/Create/Peplace File dodaj stałą (Create/Constant). W oknie stałej wpisz wyrażenie Enter Filename (lub inny, stosowny komunikat). W podobny sposób do wejścia Function (open: 0) dołącz stałą i zmień jej wartość z open na create or replace (menu kontekstowe stałej). Programowanie w języku G strona 6

7 7 4. Wykonaj brakujące połączenia pomiędzy elementami schematu blokowego. 5. Zapisz stworzony projekt przyrządu wirtualnego (pod istniejącą nazwą Temperature Logger.vi). Uruchomienie programu 1. Uruchom program. Zostanie wyświetlone okno dialogowe, w którym należy zdeklarować nazwę pliku, w którym będą rejestrowane dane pomiarowe wartości temperatury np. temp.txt). Przeprowadzić około 30 sekundową rejestrację pomiarów. 2. Zakończyć działanie programu i zamknąć plik programu Temperature Logger.vi. 3. Za pomocą oprogramowania dostępnego na stacji roboczej takiego jak edytor tekstu, arkusz kalkulacyjny (np. notatnik Notepad, edytor WordPad) otworzyć plik, w którym zostały zapisane dane. 4. Po otwarciu pliku powinny zostać zaprezentowane dane zawierające datę i czas pomiaru wraz ze zmierzoną wartością. Informacje wyświetlane są w postaci tabelarycznej (dwie kolumny danych), w porządku chronologicznym. 5. Zamknij program nie dokonując żadnych zmian w zawartości pliku. Ćwiczenie 6.5 Arkusz kalkulacyjny Zapisywanie tablicy dwuwymiarowej (2D) do pliku tekstowego w postaci arkusza danych umożliwiającego dostęp do pliku i wyświetlanie danych liczbowych w tabeli. Postępowanie według podanych instrukcji umożliwia sprawdzenie przyrządu gotowego wirtualnego, który zapisuje liczby tabelaryczne w pliku i formatuje je dając możliwość do ich dostępu. 1. W oknie panelu czołowego zamieść dwa obiekty: a) wykres Waveform Graph (Controls /Graph Indicators /Waveform Graph). Rozszerz obszar opisu krzywych do trzech pozycji; b) tabelę Table (Controls /All Controls /List&Table /Table). Za pomocą menu kontekstowego wyświetl nagłówki kolumn i wierszy (Visible Items /Row Headers /Column Headers) oraz wprowadź nazwy kolumn Sinus, Szum, Kosinus oraz kilkanaście nagłówków wierszy np. od 1 do 19. Zadeklaruj edytowalność nagłówków (Editabe Headers) Zmień funkcję tabeli z kontrolki na wskaźnik (menu kontekstowe /Change to Indicator) 2. Otrzymany panel czołowy powinien być zbliżony do przedstawionego na poniższym rysunku. Programowanie w języku G strona 7

8 Schemat blokowy 1. W oknie schematu blokowego zbuduj diagram zbliżony do przedstawionego na poniższym rysunku Do stworzenia schematu należy wykorzystać następujące obiekty z palety Functions: a) dwa obiekt Sine Pattern z grupy All Functions /Analyze /Signal Processing /Signal Generation. Obiekt umożliwia wygenerowanie przebiegu sinusoidalnego. Za pomocą wygenerowanej stałej doprowadzonej do wejścia phase możliwe jest generowanie przebiegów sinusoidalnych przesuniętych o zadaną wartość kąta. W przypadku ustawienia stałej o wartości 90 generowany jest przebieg kosinus; b) obiekt Uniform White Noise z All Functions /Analyze /Signal Processing /Signal Generation. Obiekt ten umożliwia losowe wygenerowanie standaryzowanego białego szumu o jednolitej strukturze; c) funkcję Build Array z grupy All Functions /Array. Funckja umożliwia zbudowanie tablicy dwuwymiarowej na podstawie danych zawartych w poszczególnych kolumnach tabeli (sinus, szum, kosinus); d) obiekt Transpose 2D Array z grupy All Functions /Array. Obiekt umożliwia reorganizację (transpozycję) tablicy dwuwymiarowej (2D) poprzez zamianę uporządkowania danych [i,j] na [j,i]. e) funkcję Write To Spreadsheet File z grupy All Functions /File I/O. Funkcja pozwala na formatowanie tablicy dwuwymiarowej (2D) do postaci łańcucha arkusza danych i zapisanie go w pliku; f) obiekt Number To Fractional String z grupy All Functions /String umieszczony w podgrupie obiektów String /Number Conversion. Obiekt ten umożliwia zamianę tablicy wielkości liczbowych na tablicę danych łańcuchowych. Do wejścia precision dołącz stałą o wartości 2 deklarującą dokładność do 2 miejsc dziesiętnych. 3. Wykonaj brakujące połączenia pomiędzy elementami schematu blokowego. 4. Zapisz plik programu pod nazwą Spreadsheet Private.vi. Uruchomienie programu 1. Uruchom program. Po uruchomieniu program wygeneruje dwuwymiarową tablicę składającą się ze 128 wierszy i 3 kolumn. W pierwszej kolumnie zapisane są dane dotyczące wykresu sinusoidalnego, w drugiej wielkości opisujące szum, w trzeciej dane opisujące wykres kosinusa. Program sporządza na podstawie informacji zawartych w poszczególnych kolumnach wykresy danych zawartych w tabeli. Programowanie w języku G strona 8

9 2. Po wygenerowaniu danych na ekranie zostanie wyświetlone okno Choose file to write umożliwiające dokonanie zapisu przedstawianych w tabeli danych. Zapisz je w pliku (na przykład o nazwie wave.txt). 3. Zakończyć działanie programu i zamknąć plik programu Spreadsheet Private.vi. 4. Za pomocą oprogramowania dostępnego na stacji roboczej takiego jak edytor tekstu, arkusz kalkulacyjny (np. notatnik Notepad, edytor WordPad) otworzyć plik, w którym zostały zapisane dane. 5. Po otwarciu pliku powinny zostać zaprezentowane dane pogrupowane w trzy kolumny (sinus, szum, kosinus). 6. Zamknij program (edytora, arkusza) nie dokonując żadnych zmian w zawartości pliku. 9 Opracowane na podstawie: LabVIEW 7 Express Basics Interactive Training CD. National Instruments LabVIEW Basics I. Introduction Course Manual. National Instruments Programowanie w języku G strona 9