Introduzione al linguaggio di programmazione LabVIEW

Introduzione al linguaggio di 

programmazione LabVIEW 

Ing. Gianfranco Miele (g.miele@unicas.it) 

www.docente.unicas.it/gianfranco_miele 

October 25, 2010

Il linguaggio di programmazione LabVIEW 

25 ottobre 2010 

LabView 

• Ambiente di sviluppo grafico 

Codice 

Interfaccia utente 

• Modulare 

• Compilatore 32 bit 

• Elevato numero di funzioni 

• Librerie per la gestione della strumentazione 

• Librerie per l'acquisizione dati 

• Possibilità di includere routine in altro linguaggio 

Corso di Laurea Magistrale in Ingegneria delle Telecomunicazioni 

Misure elettroniche per le telecomunicazioni 

Università degli 

Studi di Cassino



Libreria di funzioni 

• Calcolo, confronto, cicli di controllo 

• Operazioni su aggregati di dati (stringhe, array, ...) 

• I/O su file 

• Gestione strumentazione (RS232, IEEE-488, VXI, ...) 

• Acquisizione dati 

• Analisi (Generazione ed elaborazione segnali, 

Statistica, Fitting, Algebra lineare, ...) 

• Comunicazione (DDE, TCP/IP, Bluetooth, ActiveX) 

• Gestione applicazione (DLL, Timers, 

Sincronizzazione) 







Virtual Instrument (VI) 

• Il Front Panel 

• Il Block Diagram 

• L’icona/connettore 







Front Panel 

– E’ l’interfaccia utente dell’applicazione 

Contiene: 

- Controlli 

(input) 

- Indicatori 

(output) 







Front Panel 

Icona/Connettore 

Toolbar 

Controllo 

numerico 

Controllo 

“Knob” 

Legenda 

Etichetta 

Indicatore 

“Chart” 






Block Diagram 


- E’ il codice sorgente dell’applicazione (in Linguaggio G) 

- Controlli e indicatori del pannello appaiono come Terminali 

- Nodi o funzioni: ricevono dati dai connettori di ingresso e forniscono 

dati su quelli in uscita 






Dataflow programming 

• Un nodo è eseguito quando i dati sono disponibili a TUTTI 

i suoi terminali di ingresso 


• Un nodo fornisce i dati ai suoi terminali di uscita quando è 

terminata la sua esecuzione 

• Se non esiste dipendenza tra due nodi, l’ordine con cui 

verranno eseguiti non è prevedibile ! 

Il modello di programmazione di LabView è 

• Data driven 






Dataflow programming 


• Un filo collega un’unica sorgente di dati con uno o più nodi 

• Il colore e lo spessore del filo individuano il tipo di dato 

Scalar Array 1D Array 2D 

Numeri 

Arancione (floating point) 

Blu (interi) 

Booleani 

Verde 

Stringhe 

Viola 







L’ambiente di sviluppo: Le palette 

Palette delle Funzioni 

(Diagramma) 

Palette dei Controlli 

(Pannello) 






L’ambiente di sviluppo: La toolbar 


Debugging 

Stop 

Continuous Run 

Run 






L’ambiente di sviluppo: i tools 


Operating: Inserimento dati 

Positioning: Posizionamento e ridimensionamento 

Labeling: Gestione etichette 

Wiring: Collegamento (nel Block Diagram) 

Object pop-up: Menu dell'oggetto 

Scrolling: Scorrimento della finestra 

Breakpoint: Inserimento stop (debug) 

Probe: Visualizzazione dati nei fili (debug) 

Color copy: Copia di un colore 

Coloring: Per colorare un oggetto 






Tecniche di debug 

Click sulla freccia spezzata: Info sull’errore 


Highlighting button: Esecuzione animata 

Probe: Mostra il valore dei dati 

mentre scorrono lungo i fili 

Breakpoint: ferma l’esecuzione quando i dati sono 

disponibili sul filo 

Single Step: Esecuzione passo-passo 

Step Over: Esecuzione passo-passo, non entra nei 

nodi 

Step Out: Esecuzione passo-passo, esce dai nodi 

nei quali è entrato 







SubVI 

• Un VI può essere usato nel Block Diagram di un altro VI di 

livello più alto 

• Nel VI chiamante, un SubVI è rappresentato con la sua icona 







Realizzazione di un SubVI 

• Disegno dell’icona 

• Associazione di controlli 

e indicatori alle caselle 

del connettore 

• Salvataggio su disco 







Realizzazione di un SubVI 

• Functions >> Select a VI … 

• Trascinare l’icona sul diagramma 

chiamante 







Ciclo While 

Qui va il codice da 

iterare 

Iteration 

terminal 

Ripetere? 

Conditional 

terminal 

• Il ciclo termina quando si fornisce FALSE al conditional terminal 

• Il codice è eseguito almeno una volta 

• L'iteration terminal restituisce il numero di iterazioni raggiunto 






Ciclo While 








Waveform Chart 

Label 

Legenda 

Palette 



Aggiornamento: 

• Strip chart 

• Scope chart 

• Sweep chart 





Visualizzazione con Waveform Chart 

Ad ogni iterazione il waveform chart riceve uno 

scalare 







Tipi numerici e conversioni 

• Interi con segno: I8, I16, I32 

• Interi senza segno: U8, U16, U32 

• In virgola mobile: SGL (32), DBL (64), EXT 

• Complessi 

Coercion dot 

I 16 

DBL 

DBL 







Comportamento dei controlli booleani 

Switch - Commuta 

per pressione e 

rilascio 

Latch – Ritorna 

nello stato di 

default quando 

viene letto dal 

diagramma 

• When pressed 

• When released 

• Until released 







Ciclo While temporizzato 

• Esecuzione di azioni 

ad intervalli prestabiliti 

• Impegno limitato di 

risorse 

• Adeguamento ai tempi 

di risposta dell'utente 







Grafici multiple-plot 

• Bundle (nella palette Functions >> Cluster): assembla i 

suoi ingressi in un unico cluster 

• Un cluster è una struttura che raccoglie più elementi in un 

nuovo tipo di dato 







Shift register 

• Trasferiscono dati da una iterazione alla successiva 

• Si inseriscono con un right-click sul bordo del loop 

• Il terminale destro conserva il dato alla fine della 

iterazione 

• Il terminale sinistro fornisce il dato alla iterazione 

successiva 

Inizializzazione 

Da 

passo 

precedente 

Per il 

prossimo 

passo 















1 loop prima 

2 loop prima 

3 loop prima 

L'ultimo valore 

va passato qui 

Si possono aggiungere altri shift register per ottenere 

valori di iterazioni precedenti 














Ciclo for 

Numero di iterazioni 

da eseguire 

Numero corrente di 

iterazioni 

Esegue il codice al suo interno un numero 

prestabilito di volte 







Array 

• Collezioni di elementi (dati) dello stesso tipo 

• Una o più dimensioni, fino a 2 31 elementi per dimensione 

• Si accede agli elementi con un indice per dimensione 

• Il primo elemento ha sempre indice 0 

Indice 

array di 10 elementi 

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 

1.2 3.2 8.2 8.0 4.8 5.1 6.0 1.0 2.5 1.7 

Array 

bidimensionale 

0 

1 

2 

3 

4 

0 1 2 3 4 5 6 







Controlli ed indicatori per gli array 

1. Selezionare Array dalla palette dei controlli 

2. 

Inserire un controllo del tipo desiderato 

nella Array Shell 

Procedura analoga per le 

costanti array 

Add 

Dimension 

per 2D 

arrays 






Autoindexing 


•Il loop accumula l'array al suo margine 

Auto-Indexing 

abilitato 

(Default nel For) 

1D arr ay 

0 1 2 3 4 5 

Auto-Indexing 

disabilitato 

(Default nel While) 

Scalare risultato 

dell'ultima iterazione 






Creazione array 2D 


1D array 

# righe 

0 1 2 3 4 5 

# colonne 

0 

1 

2 

3 

2D array 

•Il loop interno crea gli elementi di ogni riga 

•Il loop esterno sovrappone le righe 






Autoindexing e lettura di array 


Non deve essere impostato 

direttamente 

Il ciclo viene eseguito per un numero di volte 

pari al numero di elementi dell'array collegato 






Funzioni per gli array 


Array 

7 3 2 5 

4 

Number of 

Elements 

element 

dimension 

size 

Initialize Array 

initialized 

array 

10 

4 

10 10 10 10 








array 

Elemento 

Array 

Elemento 

Array 

3 2 5 

7 

1 4 2 

Build Array 

Array con il nuovo elemento accodato 

3 2 5 

7 1 4 2 

La funzione Build Array 

è resizable 

Nuovo array 

1D Array 

1D Array 

3 2 5 

1 4 2 

3 2 5 

1 4 2 

2D Array 

Dal menu di contesto: 

“change to element” 

“change to array” 

1D Array 

1D Array 

3 2 5 

1 4 2 

3 2 5 

1 4 2 

1D Array 








array 

index(0) 

length 

subarray 

Array Subset 

Array 

1 2 7 3 2 5 8 

Index 

Length 

2 

4 

7 

3 2 5 

Array Subset 

array 

index 

element 

Array 

3 2 5 

7 1 4 2 

Index 

2 

Element 

5 

Index Array 

2D Array 

3 2 5 

1 4 2 

Row Index 

Column Index 

0 

2 

Element 

5 







Index array 

Estrae una colonna 


0 

0 

0 

Estrae una riga 

Dal menu di contesto della Index 

Array: 

" Add dimension 

" Disable input 







Polimorfismo 

• Ingressi delle funzioni di tipo diverso 

• Comportamento dipendente dal tipo degli ingressi 

• Tutte le funzioni aritmetiche sono polimorfiche 

Combinazione 

Scalare + Scalare 

5 

2 

7 

Risultato 

Scalare 

Array + Scalare 

1 4 2 

2 

3 6 4 

Array 

Array + Array 3 2 5 

1 4 2 

4 6 7 

Array 

Array + Array 1 4 2 

3 2 5 7 

4 6 7 

Array 







Waveform graph 

Tracciano un array di valori numerici rispetto all'indice 

Legenda 

Palette 







Single plot waveform graph 

1D Array 

Terminale del Waveform 

Graph (è un Array 1D) 

1D Array 


Graph (è un Cluster) 

" X0 è il valore iniziale per le ascisse 

" deltaX è la distanza orizzontale tra i punti del grafico 







Multiple plot waveform graph 

Build Array 

1D Arrays 

2D array 

Terminale del 

Waveform Graph (è un 

Array 2D) 

clusters 

cluste 

r array 


Graph (è un Array di 

Cluster) 







XY graph 

Single-plot XY Graph 

Multi-plot XY Graph 







Cluster 

• Combinano più strutture dati in un nuovo tipo dati 

• Possono contenere elementi di tipo diverso 

• Si possono definire costanti, controlli e indicatori di tipo Cluster 

• L'ordine degli elementi è importante 

Unbundle 







Funzioni per i cluster 

Modifica di un elemento 

di un Cluster: 







Case 

• Solo un sottodiagramma viene eseguito 

• Il valore passato al selettore determina il codice da eseguire 

• Il selettore può essere booleano, numerico o stringa 

Selettore booleano: 

if...then...else 







Case 

• Con selettori di tipo numerico o stringa si possono gestire scelte 

multiple 

• “Add Case” dal menu di contesto per aggiungere nuove scelte 

• Un Case deve essere quello di default 






Ingressi ed uscite del case (tunnel) 


Tunnel di 

uscita 

• In TUTTI i case devono essere collegati TUTTI i tunnel 







Sequence 

• I sottodiagrammi vengono eseguiti uno dopo l'altro 

• Consente di fissare l'ordine di esecuzione di VI non dipendenti 






Sequence locals 


• Passano dati da un frame al solo frame successivo 

• Si definiscono sul bordo della Sequence 

Dati non 

disponibili 

Sequence local 

in uscita dal 

Frame 1 

Dati 

disponibili 







Formula node 

- Implementazione di equazioni complicate 

- Variabili create sul bordo 

- I nomi delle variabili sono case sensitive 

- Ogni istruzione deve terminare con un punto e virgola (;) 

- per l'elenco delle funzioni disponibili 







Formula Node: conditional branching 

if (x >= 0) then 

y = sqrt(x) 

else 

y = -99999.0 

end if 

Conditional Operator 

False Condition 

Condition 

True Condition 







Formula Node: variabili temporanee 

Si definiscono come uscite, ma non vengono collegate

Introduzione al linguaggio di programmazione LabVIEW

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