rodowisko programistyczne TESTPOINT

Transkrypt

1 Cyfrowa technika pomiarowa i przetwarzanie danych dowiadczalnych Temat: rodowisko programistyczne TESTPOINT Pomoc dydaktyczna do zaj laboratoryjnych z przedmiotu Metody Komputerowe w Badaniach Materiałowych Opracowanie: Mgr in. Krzysztof Zarbski

2 W latach dziewidziesitych w odpowiedzi na powstanie konkurencyjnych produktów takich jak np. LabVew firmy National Instruments, oraz wychodzc na przeciw zapotrzebowaniu uytkowników swoich produktów (kart akwizycji danych, sprztu pomiarowego itp.) programici firmy Keithley Instruments stworzyli własne rodowisko programistyczne majce na celu ułatwi budow i sterowanie systemami pomiarowymi, o nazwie TestPoint. rodowisko to łczy w sobie elementy projektowania tradycyjnego, tekstowego jak oraz graficznego, nie wymagajc przy tym od uytkownika znajomoci jzyków programowania wyszego poziomu. Podobnie jak dla wikszoci podobnych rodowisk programistycznych do jego pracy wymagany jest system operacyjny Windows, a uytkownik wykonuje projekt pracujc w kilku interaktywnych oknach projektowych (rys.1). Moliwoci oprogramowania 1. Stosowanie zewntrznych urzdze pomiarowych a. Biblioteki i sterowniki wikszoci popularnych zewntrznych urzdze i kart pomiarowych b. Sterowniki dla GPIB (IEEE -488), RS232 i RS485 c. Obsługa interfejsów VXI 2. Zbieranie danych pomiarowych. a. Obsługa analogowych i cyfrowych wej oraz wyj wraz z indywidualnymi portami I/O b. Gwarantowana praca w tle z duymi czstotliwociami próbkowania c. Wizualizacja w formie wykresów, liczników i wskaników cyfrowych d. Automatyczny zapis danych w plikach dyskowych 3. Obróbka danych pomiarowych a. Szybka transformata Fouriera, filtry cyfrowe, obróbka dwików b. Dopasowywanie krzywej, wielomiany, interpolacja c. Funkcje statystyczne d. Algebra macierzowa 4. Prezentacja wyników a. Wykresy punktowe, liniowe, wstgowe, słupkowe, kolumnowe b. Numeryczne i graficzne wskaniki słupkowe c. Wywietlacze i obiekty graficzne d. Moliwo generowania wydruków 5. Interfejs uytkownika a. Przyciski, przełczniki, suwaki, okienka tekstowe i wyboru b. Panele główne i potomne c. Moliwo wykorzystania kontrolek VBX, OCX i techniki ActiveX 6. Dynamiczna wymiana danych / Łczenie obiektów 2

3 a. Wymiana danych w postaci cyfrowej, tekstowej, arkuszy, wykresów i baz danych b. Wywietlanie wykresów i rysunków tworzonych przez inne aplikacje Charakterystyczne cechy rodowiska TestPoint to: Praca w czterech podoknach projektowych, którymi s: o Magazyn obiektów (Stock) o Panel interfejsu uytkownika systemu o Lista uytych obiektów o Okno algorytmu zadania projektowego (lista zdarze) Obiektowe podejcie do programowania Moliwo importowania podprogramów pisanych w jzykach wyszego poziomu oraz wykorzystania bibliotek ładowanych dynamicznie (DLL) Moliwo sterowania wikszoci stosowanych w technice pomiarowej interfejsów, w tym RS-232, RS-485, IEEC-625 i innymi. Moliwo pracy w trybie demonstracyjnym i symulacji pracy projektowanego interfejsu lub urzdzenia. Moliwo tworzenia aplikacji pracujcych niezalenie od rodowiska TestPoint Moliwo wymiany danych oraz wielozadaniowo Magazyn obiektów Panel interfejsu uytkownika Lista obiektów Okno listy zdarze Rys. 1 rodowisko pracy w programie TestPoint Zasady projektowania oprogramowania w rodowisku TestPoint. Wybór urzdze i umieszczenie ich w systemie pomiarowym Projektowanie projektu graficznego: 3

4 o Pobranie z okna magazynu i umieszczenie panelu elementów niezbdnych do prawidłowej pracy systemu. o Konfiguracja pobranych elementów w zakładce Settings pojawiajcego si okna algorytmu zadania dla danego elementu. Tworzenie obsługi zdarze w zakładce Action. o Wstawianie z okna obiektów lub z panelu elementów do kona zdarze o Wybór i konfiguracja zdarzenia, przypisywanie cech i ustalanie parametrów obiektów. Uruchomienie projektu. Na rysunku 1 przedstawiono główne okno programu TestPoint z umieszczonymi na nim podstawowymi oknami projektowymi. Wszystkie dostpne dla uytkownika funkcje i elementy zostały zgromadzone w oknie magazynu Stock. Dodatkowo, wybierajc z listy sterowników znajdujcych si w katalogu...testpt\library, potrzebne nam rzeczywiste urzdzenie pomiarowe, jest ono automatycznie umieszczane w oknie magazynu, skd metod Drag&Drop (przecignij i upu) moemy go umieci na panelu interfejsu lub licie obiektów. Umieszczenie obiektu na panelu powoduje automatyczne otwarcie jego karty konfiguracyjnej Settings, umoliwiajc ustawienie wymaganych parametrów. Przykładowa karta konfiguracyjna dwu pozycyjnego przełcznika przedstawiona została na rysunku 2 Rys. 2 Okno konfiguracyjne obiektu Switch Wikszo obiektów posiada na karcie konfiguracyjnej kilka elementów wspólnych, które s stosowane w kadym z nich, takich jak: Name nazwa; słucy do ustalania nazwy obiektu. Jeli uytkownik nie chce nadawa własnej nazwy, zostaje mu przypisana nazwa obiektu oraz kolejny numer porzdkowy Visible widoczny; decydujcy o tym czy dany obiekt jest w danej chwili widoczny na panelu. 4

5 Enabled włczony; obiekt, który ma ustawiony ten parametr na warto 0 jest widoczny, ale jego obsługa jest niemoliwa, gdy jest w stanie wyłczonym. Bezel ramka; obiekty majce swoj reprezentacj graficzn na panelu mog by w wikszoci przypadków otoczon specjaln ramk, i ten parametr powoduje aktywacj lub zlikwidowania teje ramki. Wartoci tych parametrów oraz innych mog by ustalane w momencie umieszczenia na panelu lub w kadej chwili wykonywania programu pod warunkiem, e odpowiednie zdarzenie decydujce o tym zostanie umieszczone w karcie Action, jakiego obiektu. Na karcie konfiguracji kadego elementu znajduje si przycisk Help otwierajcy okno pomocy dostarczajce informacje o sposobie działania danego obiektu, dostpnych parametrach i moliwych ich ustawieniach. Obsługa zdarze w rodowisku TestPoint spełnia rol kodu ródłowego. Tworzenie obsługi zdarze moe odbywa si równolegle do tworzenia panelu czołowego. Wszystkie wykorzystywane przy projekcie panelu elementy posiadajce karty Action dopuszczaj do umieszczania tam obsługi wymaganych działa dotyczcych działania własnego lub innych obiektów znajdujcych si w uyciu. Poszczególne zdarzenia wstawiamy przecigajc element z okna listy obiektów lub z okna panelu (rys. 3) Okno panelu czołowego Zdarzenie Obiekt Parametr Lista zdarze Lista uytych elementów Kod obsługi zdarze Rys.3 Tworzenie kodu obsługi zdarze. Jeli do danego obiektu przypisanych jest kilka zdarze, to uytkownik ma moliwo wyboru ich z rozwijanej listy, która pokazuje si w momencie przecigania do okna obsługi zdarze. Istotn rol w projektowaniu systemu pomiarowego odgrywaj elementy sterujce obsług zdarze: Loop- ptla; umoliwia cykliczne wykonanie wybranego zdarzenia umieszczonego midzy liniami otwierajc i zamykajc. Do wyboru jest kilka opcji zdarzenia: o Linear serie generuje liniowy lub arytmetyczny cig liczb zaczynajc si od wartoci parametru From, z krokiem ustalonym w parametrze Step i koczc na wartoci To, np. from=1, to=5, step=1 tworzy seri: 1,2,3,4,5. 5

6 o Geometric series tworzy geometryczny cig liczb, poczynajc od liczby z parametru From do liczby ustalonej w To z mnonikiem ustalonym w parametrze Multiply, np, from=1, to=16, multiply=2 tworzy cig 1,2,4,8,16. o Decade series Cigi złoone z liczb kolejno 1, 2, 5 pomnoonej przez 10 podniesionej do potgi N, zaczynajc od From 10^N i koczc na liczbie To 10^N, np. zapis- from=10^1, to=10^3 tworzy cig liczb postaci: 10,20,50,100,200,500,1000,2000,5000. o Repeat loop Ptla- wykonywana jest przynajmniej raz i tak długo, a parametr until ma warto rón od zera. Rys.4 Obsługa zdarze elementu Loop Case Przypadek, pozwala na warunkowe wykonanie jednego z kompletu kilku wariantów zdarze uzalenionych od tego, jak warto przyjmie element (obiekt, lub zmienna), którego nazwa umieszczamy w okienku edycyjnym Expression karty konfiguracyjnej obiektu Case. Rys. 5 Obsługa zdarze obiektu Case Condition Warunek, umoliwia wykonanie pewnego zdarzenia od spełnienia okrelonego warunku, umieszczonego w karcie konfiguracyjnej. Moliwe jest testowanie całej kaskady warunków zamknitych midzy słowami kluczowymi If/Then/Else. 6

7 Rys. 6 Obsługa zdarze obiektu Condition Wan cech rodowiska programistycznego TestPoint jest w mar rozbudowana biblioteka funkcji matematycznych. Zestaw funkcji matematycznych uzyskujemy po wstawieniu z okna magazynu do okna obiektów elementy Math, a nastpnie kliknicie przycisku Math Wizard (rys 7). Rys. 7 Funkcje matematyczne programu TestPoint 7

8 Wszystkie dostpne w rodowisku funkcje podzielone zostały na dwanacie klas tematycznych: Podstawowe operacje arytmetyczne i porównawcze. Funkcje trygonometryczne, logarytmiczne i potgowe. Funkcje statystyczne. Operacje na cigach znaków. Działania na wektorach i macierzach. Operacje na listach. Krzywe i działania z nimi zwizane. Generacja przebiegów. Filtracja. Analiza sygnałowa. Konwersja typów danych. Pozostałe funkcje matematyczne, wartoci stałych, instrukcje warunkowe. Podsumowanie Programistyczne rodowisko projektowania systemów i urzdze pomiarowych TestPoint mona uzna za ciekaw rozwizanie dziki połczeniu projektowania graficznego i tekstowego. Jest wystarczajcym narzdziem do tworzenia prostych systemów i pojedynczych wirtualnych urzdze pomiarowych, lecz dostpna biblioteka matematyczna uniemoliwia realizacj złoonych algorytmów analizy sygnałowej. Bardzo prosta obsługa obiektów odpowiedzialnych za akwizycj danych, ułatwiona dodatkowo dobrze rozwinit pomoc kontekstow. Interfejs uytkownika jest prosty w obsłudze i pozwala tworzy nawet rozbudowane aplikacje, lecz irytujca jest niemono stworzenia własnego menu, na podobiestwo wikszoci programów pracujcych w rodowisku Windows. Wybór opcji naley realizowa za porednictwem umieszczonych na panelu czołowym szeregu przycisków, które naley uaktywnia w zalenoci od potrzeb, co prowadzi do bardzo rozbudowanych procedur w poszczególnych oknach obsługi zdarze. Du przeszkod w budowaniu skomplikowanych jest brak moliwoci umieszczania komentarzy do wprowadzanego kodu bezporednio w oknie obsługi zdarze. Program jest zabezpieczony kluczem sprztowym, który ulegajc uszkodzeniu uniemoliwia prace projektowe, co tylko w niewielkim stopniu niwelowane jest przez moliwo tworzenia aplikacji pracujcych niezalenie od rodowiska 8