Principes fondamentaux de l'environnement LabVIEW

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Vidéo : Présentation de l'environnement LabVIEW

Bienvenue dans LabVIEW ! Le but de ce manuel est de vous initier aux principes fondamentaux de LabVIEW et de la programmation graphique.

Les programmes LabVIEW sont appelés instruments virtuels, ou VIs, car leur apparence et leur fonctionnement s'apparentent souvent à des instruments réels, tels que les oscilloscopes et les multimètres. LabVIEW contient un ensemble complet d'outils pour l'acquisition, l'analyse, l'affichage et l'enregistrement des données, ainsi que des outils pour vous aider à mettre au point votre programme.

Lorsque vous créez un nouveau VI, deux fenêtres apparaissent : la fenêtre de la face-avant et celle du diagramme.

Face-avant

Lorsque vous ouvrez un nouveau VI ou un VI existant, sa face-avant s'affiche. La face-avant correspond à l'interface utilisateur du VI. La Figure n°1 montre un exemple de fenêtre de face-avant.

(1) Fenêtre de la face-avant | (2) Barre d'outils | (3) Palette des commandes

Figure 1. Exemple de face-avant

Palette des commandes

La palette des commandes contient les commandes et les indicateurs utilisés pour créer la face-avant. Vous accédez à la palette Commandes sur la fenêtre de la face-avant en sélectionnant Affichage»Palette des commandes, ou en cliquant avec le bouton droit sur un espace vide de la face-avant. La palette Commandes se compose de plusieurs catégories que vous pouvez développer en partie ou entièrement suivant vos besoins. La Figure n°2 présente une palette Commandes avec toutes ses catégories visibles et la catégorie Moderne développée.

Figure 2. Palette des commandes

Pour afficher ou masquer des catégories (sous-palettes), cliquez sur le bouton Personnaliser, et sélectionnez Changer les catégories visibles.

Commandes et indicateurs

Chaque VI a une face-avant que vous pouvez concevoir comme une interface utilisateur. Les faces-avant servent également de terminaux d'entrée et de sortie lorsque vous appelez un VI à partir d'un autre diagramme. L'interface utilisateur d'un VI est créée en plaçant des commandes et des indicateurs sur la face-avant d'un VI. Lorsque vous utilisez une face-avant comme une interface utilisateur, vous pouvez modifier les commandes pour alimenter les entrées et constater le résultat sur les indicateurs. Les commandes définissent les entrées et les indicateurs affichent les données en sortie.

Les commandes sont le plus souvent des boutons rotatifs, des boutons-poussoirs, des cadrans, des curseurs à glissière et des chaînes de caractères. Elles simulent les éléments d'entrée d'instruments et fournissent des données au diagramme du VI. Les indicateurs sont le plus souvent des graphes, des graphes déroulants, des LED et des chaînes d'état. Les indicateurs simulent les dispositifs de sortie d'instruments et affichent les données que le diagramme acquiert ou génère.

La Figure n°1 illustre deux commandes : Nombre de mesures et Attente (s). Elle contient un indicateur : un graphe XY nommé Graphe de température.

L'utilisateur peut changer la valeur en entrée des commandes Nombre de mesures et Attente (s). L'utilisateur peut voir la valeur générée par le VI sur l'indicateur Graphe de température. Le VI génère les valeurs des indicateurs en fonction du code créé sur le diagramme.

Chaque commande ou indicateur a un type de données qui lui est associé. Par exemple, la glissière horizontale Attente (s) est un type de données numérique. Les types de données les plus couramment utilisés sont les types numérique, booléen et chaîne.

Commandes et indicateurs numériques

Le type de données numérique peut représenter des nombres de différents types, comme des nombres entiers ou des nombres réels. Les deux objets numériques les plus courants sont la commande numérique et l'indicateur numérique, comme le montre la Figure n°3. Les objets tels que les vumètres et les cadrans représentent aussi des données numériques.

(1) Boutons Incrémenter/Décrémenter | (2) Commande numérique | (3) Indicateur numérique

Figure 3. Commandes et indicateurs numériques

Pour entrer ou modifier des valeurs dans une commande numérique, cliquez sur les boutons d'incrémentation et de décrémentation ; vous pouvez aussi double-cliquer sur la valeur numérique, entrer une nouvelle valeur, puis appuyer sur la touche <Entrée>.

Commandes et indicateurs booléens

Le type booléen de données représente des données qui ne peuvent avoir que deux valeurs comme, par exemple, VRAI ou FAUX, ou ON et OFF. Utilisez des commandes et indicateurs booléens pour entrer et afficher des valeurs booléennes. Les objets booléens simulent des interrupteurs, des boutons poussoirs et des voyants LED. L'interrupteur à bascule vertical et la LED circulaire sont représentés dans la Figure n°4.

Figure 4. Commandes et indicateurs booléens

Commandes et indicateurs chaîne

Le type de données chaîne est une série de caractères ASCII. Utilisez des commandes chaîne pour recevoir du texte de l'utilisateur, comme un mot de passe ou un nom d'utilisateur. Utilisez des indicateurs chaîne pour afficher du texte destiné à l'utilisateur. Les objets chaîne les plus courants sont les tableaux et les zones d'entrée de texte, illustrés dans la Figure n°5.

Figure 5. Commandes et indicateurs de type chaîne

Diagramme

Les objets du diagramme sont les terminaux, les sous-VIs, les fonctions, les constantes, les structures et les fils de liaison qui transfèrent les données aux autres objets du diagramme.

(1) Terminaux d'indicateurs | (2) Fils de liaison | (3) Nœuds | (4) Terminaux de commandes

Figure 7. Exemple de diagramme et de face-avant correspondante

Après avoir créé la fenêtre de la face-avant, vous ajoutez le code en utilisant les représentations graphiques des fonctions afin de contrôler les objets de la face-avant. La fenêtre du diagramme contient ce code source graphique.

Figure 7. Diagramme

Terminaux

Les objets de la fenêtre de face-avant apparaissent sous forme de terminaux sur le diagramme. Les terminaux sont des ports d'entrée et de sortie qui échangent des informations entre la face-avant et le diagramme. Ils sont semblables aux paramètres et aux constantes des langages de programmation textuels. Il existe plusieurs types de terminaux : les terminaux de commandes ou d'indicateurs, et les terminaux de nœuds. Les terminaux de commandes ou d'indicateurs appartiennent aux commandes et indicateurs de la face-avant. Les points de données que vous entrez dans les commandes de la face-avant (a et b sur la face-avant) sont transmis au diagramme par le biais des terminaux des commandes. Les points de données rentrent ensuite dans les fonctions Additionner et Soustraire. Lorsque les fonctions Additionner et Soustraire terminent leurs calculs, elles génèrent de nouvelles valeurs de données. Les valeurs de données sont transmises aux terminaux des indicateurs, où elles mettent les indicateurs de la face-avant à jour (a+b et a–b dans la face-avant précédente).

Commandes, indicateurs et constantes

Les commandes, les indicateurs et les constantes se comportent comme les entrées et les sorties de l'algorithme du diagramme. Considérez l'implémentation d'un algorithme pour l'aire d'un triangle :

Aire = 0,5 * Base * Hauteur

Dans cet algorithme, la base et la hauteur sont des entrées, comme le montre la Figure n°8.

Figure 8. Aire d'un triangle sur la face-avant

Comme l'utilisateur n'a pas à changer ni à accéder à la constante 0,5, elle n'apparaît pas sur la face-avant, à moins qu'elle ne serve à documenter l'algorithme.

La Figure n°9montre une implémentation possible de cet algorithme sur un diagramme LabVIEW. Ce diagramme possède quatre terminaux différents créés par deux commandes, une constante et un indicateur.

(1) Commandes | (2) Indicateur | (3) Constante

Figure 9. Diagramme de l'aire d'un triangle dont les terminaux sont affichés sous forme d'icônes

Notez que l'apparence des terminaux du diagramme Base (cm) et Hauteur (cm) est différente de celle du terminal Aire (cm2). Deux caractéristiques permettent de distinguer une commande d'un indicateur sur le diagramme. La première est une flèche sur le terminal qui indique la direction du flux de données. Les commandes possèdent des flèches qui montrent les données quittant le terminal alors que les indicateurs ont une flèche qui indique les données entrant dans le terminal. La deuxième caractéristique est la bordure des terminaux. La bordure des commandes est épaisse alors que celle des indicateurs est fine.

Vous pouvez afficher les terminaux en les représentant ou non sous forme d'icônes. La Figure n°10 montre le même diagramme, mais les terminaux ne sont pas affichés sous forme d'icônes ; toutefois, les mêmes caractéristiques distinguent les commandes des indicateurs.

Figure n°10. Diagramme de l'aire d'un triangle dont les terminaux sont affichés sous forme d'icônes

Nœuds du diagramme

Les nœuds sont des objets du diagramme qui comportent des entrées et/ou des sorties et qui effectuent des opérations pendant l'exécution du VI. Ils sont analogues aux déclarations, opérateurs, fonctions et sous-programmes écrits dans les langages de programmation textuels. Les nœuds peuvent être des fonctions, des sous-VIs, des VIs Express ou des structures. Les structures sont des éléments de commande du processus, tels que des structures Condition, des boucles For ou des boucles While.

Fonctions

Les fonctions sont les éléments de fonctionnement fondamentaux de LabVIEW. Les fonctions Additionner et Soustraire de la Figure n°6 correspondent à des nœuds de fonction. Les fonctions n'ont pas de fenêtre de diagramme ni de fenêtre de face-avant, mais possèdent des connecteurs. Le fait de double-cliquer sur une fonction a pour seul effet de la sélectionner. Une fonction a une icône sur fond jaune pale.

Sous-VIs

Une fois un VI construit, vous pouvez l'utiliser dans un autre VI. Un VI appelé à partir du diagramme d'un autre VI est appelé sous-VI. Vous pouvez réutiliser un sous-VI dans d'autres VIs. Pour créer un sous-VI, vous devez construire un connecteur et créer une icône.

Un nœud de sous-VI correspond à un appel de sous-programme dans des langages de programmation textuels. Le nœud n'est pas le sous-VI lui-même, tout comme un appel de sous-programme dans un programme n'est pas le sous-programme lui-même. Un diagramme qui contient plusieurs nœuds de sous-VI identiques appelle le même sous-VI plusieurs fois.

Les commandes et indicateurs d'un sous-VI échangent des données avec le diagramme du VI appelant. Lorsque vous double-cliquez sur un sous-VI qui se trouve sur un diagramme, la fenêtre de sa face-avant s'affiche. La face-avant contient les commandes et les indicateurs. Le diagramme contient des fils de liaison, des icônes, des fonctions, éventuellement des sous-VIs et d'autres objets LabVIEW.


Chaque VI affiche une icône dans le coin supérieur droit de la fenêtre de la face-avant et de la fenêtre du diagramme. Un exemple de l'icône par défaut est représenté ici. Une icône est la représentation graphique d'un VI. Elle peut contenir aussi bien du texte que des images. Si vous utilisez un VI comme sous-VI, l'icône identifie le sous-VI sur le diagramme du VI. L'icône par défaut contient un chiffre qui indique combien de nouveaux VIs vous avez ouverts depuis le lancement de LabVIEW.


Pour utiliser un VI comme sous-VI, il faut construire un connecteur, comme représenté ci-dessus. Le connecteur est un ensemble de terminaux sur l'icône, correspondant aux commandes et aux indicateurs de ce VI, semblable à la liste de paramètres d'un appel de fonction dans les langages de programmation textuels. Pour accéder au connecteur, faites un clic droit sur l'icône en haut à droite de la fenêtre de la face-avant. Vous ne pouvez pas accéder au connecteur à partir de l'icône dans la fenêtre du diagramme. Une icône de sous-VI est représentée sur fond blanc.

VIs Express

Les VIs Express sont des nœuds qui ne nécessitent qu'un minimum de câblage, car vous les configurez à l'aide de boîtes de dialogue. Utilisez les VIs Express pour effectuer des tâches de mesure courantes. Reportez-vous à la rubrique VIs Express de l'Aide LabVIEW pour obtenir des informations complémentaires. Les VIs Express apparaissent sur le diagramme sous forme de nœuds extensibles avec des icônes sur fond bleu.

Palette des fonctions

La palette Fonctions contient les VIs, les fonctions et les constantes que vous utilisez pour créer le diagramme. Vous accédez à la palette Fonctions sur le diagramme en sélectionnant Affichage»Palette des fonctions. La palette Fonctions se compose de plusieurs catégories que vous pouvez développer en partie ou entièrement suivant vos besoins. La Figure n°11 présente une palette Fonctions avec toutes ses catégories visibles et la catégorie Programmation développée.

Figure n°11. Palette des fonctions

Pour afficher ou masquer des catégories, cliquez sur le bouton Personnaliser, et sélectionnez Changer les catégories visibles.

Recherche de commandes, de VIs et de fonctions

Lorsque vous sélectionnez Affichage»Palette des commandes ou Affichage»Palette des fonctions pour ouvrir les palettes commandes et fonctions, deux boutons apparaissent en haut de la palette.


Rechercher — Fait passer la palette en mode de recherche pour que vous puissiez effectuer des recherches textuelles pour trouver des commandes, des VIs ou des fonctions dans les palettes. Si la palette est en mode de recherche, cliquez sur le bouton Revenir pour quitter le mode de recherche et revenir à la palette.

Afficher — Fournit des options permettant de sélectionner le format de la palette actuelle, d'afficher et de masquer des catégories pour toutes les palettes et de classer les éléments aux formats Texte et Arbre par ordre alphabétique. Sélectionnez Options dans le menu local pour afficher la page Palette des commandes/fonctions de la boîte de dialogue Options, laquelle permet de sélectionner le format de toutes les palettes. Ce bouton apparaît uniquement si vous cliquez sur la punaise en haut à gauche de la palette pour la fixer.

Tant que vous n'êtes pas complètement familiarisé(e) avec l'emplacement des VIs et des fonctions, recherchez une fonction ou un VI en utilisant le bouton Rechercher. Par exemple, si vous recherchez la fonction Nombre aléatoire, cliquez sur le bouton Rechercher de la barre d'outils de la palette Fonctions et tapez Nombre aléatoire dans le champ situé tout en haut de la palette. LabVIEW affiche alors tous les éléments qui commencent par le texte que vous avez tapé ou qui le contiennent. Vous pouvez cliquer sur l'un des résultats de la recherche et le faire glisser sur le diagramme, comme le montre la Figure n°12.

Figure n°12. Recherche d'un objet dans la palette Fonctions

Double-cliquez sur le résultat de la recherche pour mettre en évidence son emplacement sur la palette.

Placement rapide

Vous pouvez aussi trouver et placer les VIs et les objets de la face-avant par nom dans la boîte de dialogue Placement rapide.  Pour lancer Placement rapide, appuyez sur les touches <Ctrl–Espace>.

Cette boîte de dialogue Placement rapide est particulièrement utile pour la recherche de certaines fonctions très spécifiques. Pendant que vous tapez, Placement rapide complète automatiquement le nom avec les fonctions correspondantes. Lorsque la fonction qui vous intéresse est mise en évidence, cliquez sur le diagramme ou la face-avant pour y placer l'objet.

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