Міністерство освіти і науки України

Національний технічний університет України

«Київський політехнічний інститут»

Базовий курс програмування у середовищі розробки віртуальних приладів LabVіew Методичні вказівки

до виконання курсу комп’ютерного практикуму з дисципліни

«Обчислювальна техніка та програмування»

Рекомендовано Вченою радою

Факультету авіаційних і космічних систем НТУУ «КПІ»

Київ – 2014

Базовий курс програмування у середовищі розробки віртуальних приладів LabVІEW: метод. вказівки до виконання курсу комп’ютерного практикуму з дисципліни «Обчислювальна техніка та програмування» / Уклад.: М.В. Добролюбова, Д.С. Шантир. – К.: НТУУ «КПІ», 2014. – 155 с.

Навчальне видання

Базовий курс програмування у середовищі розробки віртуальних приладів LabVіew Методичні вказівки

до виконання курсу комп’ютерного практикуму з дисципліни

«Обчислювальна техніка та програмування»

Укладачі:	Добролюбова Марина Валеріївна, канд. техн. наук, доц. Шантир Діана Сергіївна, канд. техн. наук
Відповідальний редактор:	В.П. Зінченко, канд. техн. наук, доц.
Рецензент:	М.М. Павлишин, канд. техн. наук, доц.

ЗМІСТ

Комп’ютерний практикум 1 Створення віртуальних приладів в середовищі LABVIEW. Цифрові прилади та індикатори...…………………………………………………………………………4

Комп’ютерний практикум 2 Розв’язання лінійних алгебраїчних рівнянь в середовищі LABVIEW...………51

Комп’ютерний практикум 3 Організація масивів…...…………………………………………………………..71

Комп’ютерний практикум 4 Організація циклів………………….…………………………………………….85

Комп’ютерний практикум 5 Графічне надання даних..………………………………………………………..113

Комп’ютерний практикум 6 Рядки………………………………………..........……………………………….128

Комп’ютерний практикум 7 Функції файлового вводу/виводу високого рівня..…………...……………….140

Список літератури………………...…………..……………….……………….153

Додаток А. Зразок оформлення результатів виконання індивідуального завдання з комп’ютерного практикуму…………….…….…...….154

Комп’ютерний практикум №1

Створення віртуальних приладів в середовищі labview. Цифрові прилади та індикатори

Мета роботи: ознайомитись з особливостями роботи в середовищі LabView, розглянути технологію побудови віртуальних приладів.

Теоретичні відомості

Середовище розробки віртуальних приладів (ВП, VI) LabVІEW (Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench) є середовищем прикладного графічного програмування, яке використовується в якості стандартного інструменту для проведення вимірювань, аналізу їх даних, а також подальшого управління приладами і досліджуваними об’єктами. LabVІEW може використовуватися на комп’ютерах з операційними системами Windows, MacOS, Linux, Solaris і HP-UX. Комп’ютер, оснащений вимірювально-керуючою апаратною частиною і LabVІEW відрізняється великою простотою, оскільки виключає безліч синтаксичних деталей.

Особливо слід відзначити динаміку розвитку LabVІEW. Перша його версія була створена в 1986 році компанією National Instrument в результаті пошуків шляхів скорочення часу програмування вимірювальних приладів. Кожна з наступних версій LabVІEW істотно розширювала можливості попередньої версії і насамперед з обміну даних з вимірювальними приладами і роботі з іншими програмними продуктами.

Пакет прикладних програм LabVІEW забезпечує програмну підтримку автоматизованих систем для наукових досліджень (АСНД) і автоматизованих систем управління (АСУ), персонального комп’ютера традиційної комплектації доповненого багатофункціональними вбудованими платами вводу/виводу аналогової і цифрової інформації для стаціонарних і портативних комп’ютерів, стандартних інтерфейсів (VME, IEEE, RS), мереж промислових контролерів (зовнішніх адаптерів).

Середовище LabVІEW багатофункціональне і забезпечує:

• обмін інформацією з зовнішніми вимірювальними і керуючими пристроями;

• аналіз та обробку отриманої інформації;

• збір, зберігання та передачу (у тому числі і по мережах) інформації;

• підтримку математичного експерименту (роботу з віртуальними інструментами);

• забезпечення інтерфейсу користувача АСУ і АСНД.

Поєднання двох і більше функцій LabVІEW дозволяє створити ефективну систему управління, контролю, передачі даних. Основна особливість LabVІEW з точки зору користувача – графічна інтерпретація мови програмування цієї системи.

Графічна мова – мова функціональних блок-діаграм – дозволяє значно спростити створення, наприклад, програм управління зовнішнім об’єктом або об’єктом обробки даних, отриманих від зовнішнього пристрою.

Разом з тим у середовищі LabVІEW можливе використання програм, написаних мовою С. Можливості системи розширюються за рахунок додаткових бібліотек по роботі з базами даних (SQL, Toolkіt), обробці зображень (Convert VI), PіD-регулювання (PI Control).

Слід зауважити, що в LabVІEW при дослідженні віртуальних і реальних об’єктів використовується один і той же підхід, а багаті графічні можливості створюють ілюзію реальності при роботі з чисто віртуальними об’єктами. Остання обставина робить цю систему особливо привабливою для створення різноманітних тренажерів, навчальних лабораторій тощо.

Управління експериментом – один з можливих додатків LabVІEW. Для користувача управління експериментом зводиться до роботи з фронтальною панеллю віртуальної установки на екрані монітора, за допомогою якої він спостерігає за необхідними параметрами і управляє програмно-апаратним комплексом.

У середовищі LabVІEW можуть бути створені віртуальні прилади, що моделюють як окремі функції вимірювального або керуючого комплексу, так і весь комплекс в цілому; можливо повне моделювання експерименту. В останньому випадку немає необхідності підключати зовнішні пристрої. Користувач працює з віртуальними пристроями, що забезпечують достатній ступінь адекватності модельованих процесів реальним.

Сфера застосування LabVІEW також безперервно розширюється. В освіті вона включає лабораторні практикуми з електротехніки, механіки, фізики. У фундаментальній науці LabVІEW використовують такі передові центри як CERN (у Європі), Lawrence Livermore, Batelle, Sandia, Oak Ridge (США), в інженерній практиці – об'єкти космічні, повітряного, надводного і підводного флоту, промислові підприємства тощо.