プログラミングコース01 イチから始めるLabVIEWプログラミング

プログラミングコース 01 イチから始めるLabVIEWプログラミング 株式会社ペリテック

01 学習を始める前に ■本教材および研修のねらい LabVIEWの基本的なプログラミング技術を身につける。 ■本教材および研修の到達目標 知識 ・フロントパネル・ブロックダイアグラム・ツールパレットの意味と役割を理解している。 ・制御器と表示器の違いを理解している。 ・ストラクチャ（For、While、Case、シーケンス）を理解している。 スキル ・フロントパネル・ブロックダイアグラム・ツールパレットを使用して、基礎的な LabVIEWプログラムが作成できる。 ・ストラクチャ（For、While、Case、シーケンス）を使用して、基礎的なLabVIEW プログラムが作成できる。 ・１次元と２次元のデータ配列が扱える。 態度 ・過去に、あるいは自分以外の他者が製作したプログラムを活用して、効果的・ 効率的に進めようと思う。 ・プログラムのつくりに共通項を見出し、未知のプログラムの分析および製作に 応用しようと思う。

02 プログラミングの実践 ■STEP01：LabVIEWを起動しましょう。 ■STEP02：制御器パレットと関数パレット ■STEP03：ツールパレットの説明 ■STEP04：VIを作成してみましょう。 ■STEP05：VIを実行してみましょう。 ■STEP06：VIをファイル保存してみましょう。 ■STEP07：ストラクチャ（Forループ）を使用してみましょう。 ■STEP08：ストラクチャ（Whileループ）を使用してみましょう。 ■STEP09：ストラクチャ（Case）を使用してみましょう。 ■STEP10：ストラクチャ（シーケンス）を使用してみましょう。 ■STEP11：配列データ（１次元）を操作してみましょう。 ■STEP12：配列データ（２次元）を操作してみましょう。 ■STEP13：モグラたたきのようなゲームを作ってみましょう。 ■ポイントのまとめ ■付録１：数値制御器・数値表示器の数値プロパティ ■付録２：クラスタとクラスタ配列

STEP 1：LabVIEWを起動しましょう すべてのプログラムからLabVIEWを起動します。 ファイル→新規VIを選択すると下図のようなパレットが表示されます。 ブロックダイアグラム こちらのパレットでデータの流れ（プログラム）を描画しま す。 フロントパネル こちらのパレットで操作画面を作成します。

STEP 2：制御器パレットと関数パレット フロントパネルに この中の部品を 置いて操作画面 を作成します。 ブロックダイアグラムに この中の部品を置いて データの流れを描画し ます。 制御器パレット （フロントパネルで使用） 関数パレット （ブロックダイアグラムで使用）

STEP 3：ツールパレットの説明 ①ポジショニング オブジェクトの配置、選択、サイ ズ変更に使用します ⑩オペレーティング 制御器、表示器の操作に使用し ます ②ラベリング テキストの編集に使用します ⑨ワイヤリング ブロックダイアグラムの配線に使 用します ③スクロール ウインドウ全体をスクローすると きに使用します ⑧ブレークポイント ブレークポイントの設定に使用し ます ④カラーコピー 色付けツールで塗る色をコピーし ます ツールパレット ⑦ペイントツール 前景色と背景色を設定します ⑤ポップアップ オブジェクトのポップアップメ ニューを表示します ⑥プローブ ワイヤ上にプローブを作成します

STEP 4：VIを作成してみましょう フロントパネルにダイアルとタンクを配置します ブロックダイアグラムに乱数と積を追加で配置し、 ダイアルと掛け算した結果をタンクに表示させる データの流れ（プログラム）を作成してください ダイアルが制御器（データを送る側）、タンクが表 示器（データを表示する側）となります 制御器は太線で表示されます

STEP 5：VIを実行してみましょう ①実行ボタン プログラムを１回実行 します ②連続実行ボタン プログラムを連続で実 行します ③ストップボタン プログラムを停止しま す ④ポーズボタン プログラムを一時停止 します ⑤フォントメニュー フォントの種類・サイズ・色などを設 定します フロントパネルのツールバー ⑥アライメント オブジェクトを整列させるときに 使用します

STEP 6：VIをファイル保存してみましょう フロントパネルのメニューバー

STEP 7：ストラクチャ（Forループ）を使用してみましょう Forループは、中に記述されたプログラムを指定された回数だけ繰り返し実行します。 ①回数端子[N]に５を接続して繰り返し端子[ i ]の 値を確認してみましょう。１回目のループは、 [ i ]＝０です。 強制ドットについて 強制ドットは、異なるデータタイプに変換されることを意味しているので データタイプを合わせて、強制ドットを無くすようにしてください。 ②シフトレジスタを使用して計算結果をループ内で 保持するプログラムを作成してみましょう。 上図のプログラムを改造して1～10を足して55を得る プログラムを作成してみましょう。 シフトレジスタについて シフトレジスタは、実行時に得られた値をその後のループ実行時まで保 持する機能です。ループの右端を右クリックして作成します。

STEP 8：ストラクチャ（Whileループ）を使用してみましょう Whileループは、中に記述されたプログラムを条件端子の条件が成立するまで繰り返し実行します。 ① Whileループを使用して乱数を波形チャートに表示す るプログラムを作成してみましょう。 条件端子を右クリックして制御器（停止ボタン）を作成し、 ループが停止することを確認してください。 ②Forループと同様にシフトレジスタを使用して、1～10ま でを加算しながら波形チャートに表示して停止するプロ グラムを作成してみましょう。停止ボタンは不要となりま す。 待機関数について 待機関数は、ミリ秒単位で指定します。上図の場合、待機関数を入れ て波形チャートが高速で描画されるのを防いでいます。 次のミリ秒まで待機について 次のミリ秒まで待機は、指定されたミリ秒倍数になるまで待機します。 最初のループは周期が短くなる可能性があります。

STEP 9：ストラクチャ（Case）を使用してみましょう Caseは、入力条件に応じたプログラムを実行します。ブール、整数、文字列、列挙体を入力端子に接続できます。 ①ブール制御器の例 ① Caseを使用してブールのON/OFFに応じた処理が実 行されることを確認してください。 上図では、ブール＝Trueのときに足し算、ブール＝False のときに掛け算が実行されます。 デフォルトについて Caseを使用する場合、範囲外の値を処理するデフォルトのCaseをど こかのCaseに指定してください。 ②列挙体の例 ② 列挙体を使用して列挙体の選択に応じた処理が実行 されることを確認してください。 上図では、足し算、引き算、掛け算が選択できる列挙体 を作成しています。 列挙体について 列挙体は、整数と文字列を関連付けたもので列挙体を表示する場合 はその値に関連付けられた数値ではなく、文字列が表示されます。

STEP 10：ストラクチャ（シーケンス）を使用してみましょう シーケンスは、ダイアグラムを順次実行します。フラットシーケンスとスタックシーケンスの２つがあります。 シーケンス ローカル ① ② ①フラットシーケンスは左から右へ実行されます。 ②スタックシーケンスは番号順に実行されます。 スタックシーケンスでシーケンスローカルを使用した上図 のプログラムを作成して動作を確認しておきましょう。 シーケンスの使用について 特にシーケンスを使用しなくてもよい場合には、できるだけシーケンス を使用しないでプログラムを作成するように心がけてください。多用す るとプログラム全体を理解することが難しくなってきます。 シーケンスフレームの追加・削除について シーケンスのフレームは、任意の場所で追加・削除が可能です。追 加・削除したいフレームの枠の部分でマウスを右クリックし、メニューを 表示・選択して実行します。 シーケンスローカルについて シーケンスローカルは、スタックシーケンスの任意のフレームで追加・ 削除が可能です。フレームの枠の部分でマウスを右クリックし、メ ニューを表示して作成します。

STEP 11：配列データ（１次元）を操作してみましょう 0から100までの範囲で乱数を50個発生させて配列に表示させてみましょう 回数端子で右クリックして定数 作成、50に変更する。 乱数をForループの中に配置す る。 掛け算の入力部分で右クリック して定数作成、100に変更する。 ①上記のプログラムに配列のサイズを取得する関数を 追加してみましょう。 ②上記のプログラムに上から10番目のデータを取り出す関数を 追加してみましょう。 ③上記のプログラムに最大値と最小値を取り出す関数を 追加してみましょう。 ④上記のプログラムに配列を昇順に並べ替える関数を 追加してみましょう。 ⑤上記のプログラムに配列の順序を反転させる関数を 追加してみましょう。 掛け算の出力を枠まで配線し て枠上で右クリック、表示器を 作成する。 （フロントパネルに配列が生成 される。）

STEP 12：配列データ（２次元）を操作してみましょう 0から100までの範囲で乱数を5個発生させる処理を5回繰り返して2次元配列に表示させてみましょう ①上記のプログラムに配列のサイズを取得する関数を 追加してみましょう。 ②上記のプログラムに上から10番目のデータを取り出す関数を 追加してみましょう。 ③上記のプログラムに最大値と最小値を取り出す関数を 追加してみましょう。 ④上記のプログラムに配列を昇順に並べ替える関数を 追加してみましょう。 ⑤上記のプログラムに配列の順序を反転させる関数を 追加してみましょう。

STEP 13：モグラたたきのようなゲームを作ってみましょう 10×10のランプ配列のどこかをランダムに点灯させて それを時間間隔内にマウスでクリックして消灯できれば 正解数が＋１されるゲームです。 フロントパネルとブロックダイアグラムを参考にして プログラムを作成してみてください。

■ポイントのまとめ ① 操作画面を作成するフロントパネルとデータの流れをプログラミングするブロックダイアグラム の２つが存在する。 ② フロントパネルは制御器パレットから部品を選択し、ブロックダイアグラムは関数パレットから 部品を選択してVIを作成する。 ③ ツールパレットでオブジェクトの配置、サイズ変更、配線、色付け、テキスト編集を行う。 ④ オブジェクトには制御器（データを生成する側）と表示器（データを表示する側）が存在する。 ⑤ ForループとWhileループにはシフトレジスタというループ内で値を保持する機能が存在する。 ⑥ 配列の操作は、指標を指定してデータの取り出し、入れ替え、削除を行う。

付録．１ 数値制御器・数値表示器の数値プロパティ 小数点以下の表示桁数を設定 することができます。

付録．２ クラスタとクラスタ配列 名前でバンドル解除 バンドル解除 名前でバンドル解除 バンドル解除 クラスタについて ①クラスタは、番号の付いた複数の要素の集合体です。配列とは異なりクラスタでは、データタイプを自由に組み合わせて使用することができます。 ②制御器としても表示器としても使用できますが、クラスタの要素に制御器と表示器の両方を使用することはできません。 ③クラスタを使用すると複数の関連データを１つにまとめることができるため配線の複雑さを軽減でき、コネクタ端子を減らすことができます。