5.1.3. Компоненты и проведение экспериментов

В библиотеки компонентов программы входят пассивные элементы, транзисторы, управляемые источники, управляемые ключи, гибридные элементы, индикаторы, логические элементы, триггерные устройства, цифровые и аналоговые элементы, специальные комбинационные и последовательные схемы. Активные элементы могут быть представлены моделями как идеальных, так и реальных элементов. Возможно также создание своих моделей элементов и добавление их в библиотеки элементов. В программе используется большой набор приборов для проведения измерений: амперметр, вольтметр, осциллограф, мультиметр, Боде-плоттер (графопостроитель частотных характеристик схем), функциональный генератор, генератор слов, логический анализатор и логический преобразователь.

Анализ схем. Electronics Workbench может проводить анализ схем на постоянном и переменном токах. При анализе на постоянном токе определяется рабочая точка схемы в установившемся режиме работы. Результаты этого анализа не отражаются на приборах, они применяются для дальнейшего анализа схемы. Анализ на переменном токе использует результаты анализа на постоянном токе для получения линеаризованных моделей нелинейных компонентов. Анализ схем в режиме АС может проводиться как во временной, так и в частотной областях. Программа также позволяет производить анализ цифро-аналоговых и цифровых схем.

В Electronics Workbench можно исследовать переходные процессы при воздействии на схемы входных сигналов различной формы.

5.2. Среда программирования LabView

LabVIEW (англ. Laboratory Virtual Instrumentation Engineering Workbench) – это среда разработки и платформа для выполнения программ, созданных на графическом языке программирования «G» фирмы National Instruments (США). Среда программирования LabVIEW – это мощное и удобное средство программирования, которое широко используется для автоматизации и управления различными технологическими процессам в промышленности и в научных исследованиях.

В основе программирования в LabVIEW лежит понятие Виртуальных приборов (Virtual Instruments, VI). Любая программа представляет собой такой виртуальный прибор – имеются «лицевая панель» (Front Panel) и «схема» (Block Diagram). На лицевой панели, как и положено, располагаются элементы управления программой: кнопки, графики, выключатели и тому подобное. Блок-схема – это, по сути, и есть сама программа. При написании (а вернее создании, потому что писать приходится не так уж и много) программы используется такое понятие, как «поток данных» (Data Flow). Суть его в том, что все элементы программы (которые представлены графически) связываются между собой связями (проводами, нитками), по которым и происходит передача данных.

Работая в LabVIEW, первоначально создают пользовательский интерфейс (лицевую панель) с управляющими элементами и индикаторами. Управляющие элементы – это тумблеры, кнопки, поля ввода и прочие устройства ввода. Индикаторы – это графики, шкалы, лампочки, текстовые поля и тому подобное. После создания пользовательского интерфейса добавляют программный код, который управляет объектами на лицевой панели. Этот код содержится в схеме (block diagram). Данный код чем-то напоминает собой блок-схему, хотя имеет и много отличий.

LabVIEW можно использовать для того, чтобы управлять различным оборудованием – таким, как устройства сбора данных, различные датчики, устройства наблюдения, двигательные устройства (например, шаговые моторы) и тому подобное, а также GPIB, PXI, VXI, RS-232 b RS-484 устройства. Кроме того, в LabVIEW имеются встроенные средства для подключения созданных программ к сети, используя LabVIEW Web Server и различные стандартные протоколы и средства (такие как TCP/IP и ActiveX).

Используя LabVIEW, можно создавать приложения для тестирования и измерений, сбора данных, управления различными внешними устройствами, генерации отчетов. Также можно создать независимые исполняемые файлы и библиотеки функций, такие как DLL, так как LabVIEW – это полноценный 32-битный компилятор.

LabVIEW поддерживает огромный спектр оборудования различных производителей и имеет в своем составе (либо позволяет добавлять к базовому пакету) многочисленные библиотеки компонентов:

• для подключения внешнего оборудования по наиболее распространенным интерфейсам и протоколам (RS-232, GPIB-488, TCP/IP и пр.);

• удаленного управления ходом эксперимента;

• управления роботами и системами машинного зрения;

• генерации и цифровой обработки сигналов;

• применения разнообразных математических методов обработки данных;

• визуализации данных и результатов их обработки (включая 3D-модели);

• моделирования сложных систем;

• хранения информации в базах данных и генерации отчетов;

• взаимодействия с другими приложениями в рамках концепции COM/DCOM/OLE.

Специальный компонент LabVIEW Application Builder позволяет создавать LabVIEW-программы, пригодные для выполнения на тех компьютерах, на которых не установлена полная среда разработки. Для работы таких программ требуется бесплатно распространяемый компонент «LabVIEW Runtime Engine» и (при необходимости) драйверы используемых внешних устройств.