Введение (Общее описание, назначение Lab View)………………...2
Понятие виртуального прибора………………………….5
Структура Lab View …………………………………..8
1.1.1 Передняя панель………………………………….9
1.1.2 Структурная схема……………………………...11
1.2 Создание ВИ……………………………………………13
1.2.1 Рабочие инструменты в Lab View……………13
1.2.2 Создание объектов лицевой панели…………...15
1.2.3 Создание объектов структурной схемы……….16
1.2.4 Монтаж объектов структурной схемы ………..17
1.2.4.1 Основные операции монтажа…………..17
1.2.4.2 Монтаж сложных ВИ……………………18
1.2.4.3 Выбор, перемещение и удаление провод..18
1.2.4.4 Замена и вставка объектов структурной схемы……………………………………………….19
1.2.4.5 Автоматическое добавление констант, органов управления и индикаторов…………………………………..…...19
2. Цифровые элементы индикации и управления………………..20
3. Логические элементы индикации и управления………….……21
3.1 Механическое действие…………………………….………22
4. Математические операции …………………….……….……….23
4.1 Преобразование типов данных…………….………………28
4.2 Комплексные функции…………………….……………….31
4.3 Тригонометрические Функции…………….………………31
4.4 Логарифмические функции………………….…….……….32
4.5 Числовые константы……………………………………….33
4.6 Логические функции……………………………………….35
4.7 Функции сравнения……………………………….………...38
5. Массивы и кластеры.......................................................................46
5.1 Кластер....................................................................................46
5.2 Массив………………………………………………………50
6. Структуры (циклы (сдвиговые регистры, узел обратной связи), формульная структура, структура выбора Case, структура последовательности Sequence)..........................................................55
6.1 Два типа структур циклов.....................................................55
6.1.1 Цикл с фиксированным числом итераций.........57
6.1.2 Цикл по условию...................................................58
6.2 Режимы работы туннелей циклов, работа с массивами....59
6.3 Сдвиговые регистры..............................................................61
6.4 Структуры варианта..............................................................62
6.5 Подключение терминалов ввода/вывода.............................64
6.6 Добавление вариантов...........................................................65
6.7 Структуры последовательности...........................................65
6.8 Терминалы локальной переменной......................................67
6.9 Узел формула..........................................................................68
Работа со строками в Lab View
7. Работа со строками в Lab View
7.1 Выбор типа отображения
7.2 Одинарные строки
7.3 Обновление строки во время ввода текста
7.4 Таблицы
7.5 Окна списков
7.6 Использование функций обработки строк
8. Графическое представление результатов измерений
8.1. Развертки осциллограмм
8.1.1 Однолучевая развертка осциллограммы
8.1.2 Создание многолучевой развертки циллограммы
8.1.3 Цифровой дисплей развертки осциллограммы
8.1.4 Полоса прокрутки
8.1.5 Очистка содержимого графического индикатора
8.1.6 Несколько шкал X и Y
8.1.7 Длина графика
8.2 Графики осциллограмм
8.3 Двухкоординатные графики
Курсоры графика
9. Работа с файлами
9.1 Основные операции ввода и вывода
9.2 Дополнительные возможности ввода/вывода файлов
9.3 Особенности протоколирования лицевой панели
9.4 Программный ввод/вывод файла протокола
9.5 Экспресс ВП
10.Расширенные возможности программирования в Lab View (локальные и глобальные переменные, узел Properties)
10.1. Локальные переменные
10.2 Схожесть между элементом управления и индикатором
10.3. Глобальные переменные
10.4 Создание глобальных переменных
Узлы свойств
11. Задания на лабораторные работы
12, Краткий справочник функций Lab View, необходимых для выполнения лабораторных работ
Введение
LabVIEW (Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench) позволяет разрабатывать прикладное программное обеспечение для организации взаимодействия с измерительной и управляющей аппаратурой, сбора, обработки и отображения информации и результатов расчетов, а также моделирования как отдельных объектов, так и автоматизированных систем в целом.
Разработчиком LabVIEW является американская компания National Instruments . В отличие от текстовых языков, таких как C, Pascal и др., где программы составляются в виде строк текста, в LabVIEW программы создаются в виде графических диаграмм, подобных обычным блок-схемам. Иногда можно создать приложение, вообще не прикасаясь к клавиатуре компьютера.
LabVIEW является открытой системой программирования и имеет встроенную поддержку всех применяемых в настоящее время программных интерфейсов, таких как Win32 DLL, COM, .NET, DDE, сетевых протоколов на базе IP, DataSocket идр. Всостав LabVIEW входят библиотеки управления различными аппаратными средствами и интерфейсами, такими как PCI, CompactPCI/PXI, VME, VXI, GPIB (КОП), PLC, VISA, системами технического зрения и др. Программные продукты, созданные с использованием LabVIEW, могут быть дополнены фрагментами, разработанными на традиционных языках программирования, например C/С++, Pascal, Basic, FORTRAN. И наоборот можно использовать модули, разработанные в LabVIEW в проектах, создаваемых в других системах программирования. Таким образом, LabVIEW позволяет разрабатывать практически любые приложения, взаимодействующие с любыми видами аппаратных средств, поддерживаемых операционной системой компьютера. Используя технологию виртуальных приборов, разработчик может превратить стандартный персональный компьютер и набор произвольного контрольно-измерительного оборудования в многофункциональный измерительно-вычислительный комплекс.
Система LabVIEW включает в себя:
• ядро, обеспечивающее работоспособность программных процессов, разделение аппаратных ресурсов между процессами;
• компилятор графического языка программирования "G";
• интегрированную графическую среду разработки, выполнения и отладки программ;
• набор библиотек элементов программирования в LabVIEW, в том числе библиотеки графических элементов пользовательского интерфейса, библиотеки функций и подпрограмм, библиотеки драйверов, библиотеки программ для организации взаимодействия с измерительно-управляющими аппаратными средствам и т.п.;
• обширный набор программ-примеров с возможностью как тематического, так и алфавитного поиска.
Программирование в системе LabVIEW максимально приближено к понятию алгоритм. После того, как вы продумаете алгоритм работы своей будущей программы, вам останется лишь нарисовать блок-схему этого алгоритма с использованием графического языка программирования "G". Вам не потребуется думать о ячейках памяти, адресах, портах ввода-вывода, прерываниях и иных атрибутах системного программирования. Данные будут передаваться от блока к блоку по "проводам", обрабатываться, отображаться, сохраняться в соответствии с вашим алгоритмом. Мало того, сам поток данных будет управлять ходом выполнения вашей программы. Ядро LabVIEW может автоматически использовать эффективные современные вычислительные возможности, такие как многозадачность, много поточность и т.п.
Процесс программирования в LabVIEW похож на сборку какой-либо модели из конструктора. Программист формирует пользовательский интерфейс программы - "мышкой" выбирает из наглядных палитр-меню нужные элементы (кнопки, регуляторы, графики) и помещает их на рабочее поле программы. Аналогично "рисуется" алгоритм из палитр-меню выбираются нужные подпрограммы, функции, конструкции программирования (циклы, условные конструкции и проч.). Затем также мышкой устанавливаются связи между элементами – создаются виртуальные провода, по которым данные будут следовать от источника к приемнику.
Если при программировании случайно будет сделана ошибка, например какой-то провод будет подключен "не туда", то в большинстве случаев LabVIEW сразу обратит на это внимание программиста. После того, как алгоритм – блок-схема нарисован, программа готова к работе.
Система программирования LabVIEW имеет встроенный механизм отладки приложений. В процессе отладки разработчик может назначать точки останова программы, выполнять программу "по шагам", визуализировать процесс исполнения программы и контролировать любые данные в любом месте программы.
1 Виртуальные приборы (VI –Virtual Instrument)
Любая программа, созданная в системе LabVIEW, называется виртуальный прибор (ВП) или виртуальный инструмент (ВИ -дословный перевод с английского языка: VI-Virtual Instrument).
Вход в программу LabVIEW осуществляется быстрым двойным щелчком ЛКМ (левой клавиши мыши) на пиктограмме LabVIEW. На экране появляются две совмещенные панели, расположенные каскадом. Одна из них имеет серый фон рабочего пространства, другая – белый.(рисунок 1.1).
Рисунок 1.1 – Положение панелей после вызова LabVIEW
Для развертывания панелей на две половины экрана нужно одновременно нажать на клавиатуре Ctrl+T. После этой команды пустые панели будут расположены на экране слева и справа(возможен вариант сверху и снизу). На рисунке 1.2 изображено положение панелей.
Рисунок1.2 – Положение панелей слева и справа
По своему назначению левую панель называют панелью управления (Controls), правую панель называют функциональной панелью (Functions). Внешними отличительными признаками пустых панелей являются следующие три признака:
1) цвет фона рабочего пространства панели управления – серый, функциональной – белый;
2) в строке заголовка панели управления записывается имя файла, под которым обе панели нового виртуального инструмента будут сохранены, в строке заголовка функциональной панели записывается также имя файла с добавлением слова Diagram;
3) главные меню панелей отличаются только средней опцией: Controls – у панели управления, Functions – у функциональной панели.
После вызова LabVIEW с пустыми панелями работа дальше по созданию нового виртуального прибора может проводиться в трех вариантах: либо со схемой файла из обширной библиотеки LabVIEW, либо с заранее заготовленной схемой, хранящейся в файле пользователя, либо со схемой, собираемой пользователем.
В первых двух вариантах осуществляется выбор нужного файла и его вызов. Для этого из главного меню любой панели командой File\Open вызываем каталог LabVIEW, находим нужный файл, выделяем его курсором мыши и командой «ОК» вызываем обе панели виртуального прибора. Вначале появляется панель управления, для вызова функциональной панели необходимо нажать Ctrl+Е.
В третьем варианте, когда пользователь должен собирать схему самостоятельно, приступать к ее сборке можно сразу после вызова панелей на экран.
По окончании работы, перед выходом из LabVIEW, бывает необходимо сохранить не только схему, но и численные значения независимых величин, установленных задатчиками, и результаты эксперимента. Эта цель достигается командой из главного меню Operate\Make Current Values Default (Выполнить\Сохранить текущие значения по умолчанию).
1.1 Структура LabView
Структура ВИ может быть представлена следующими элементами:
1) Интерактивный интерфейс пользователя ВИ называется лицевой панелью, потому что он моделирует панель физического прибора. Лицевая панель может содержать кнопки, переключатели, регуляторы и другие органы управления и индикаторы. Вы вводите данные, используя мышь и клавиатуру, и можете увидеть результаты на экране компьютера.
2) ВИ получает команды от структурной схемы, которую Вы создаете в графическом языке. Структурная схема представляет собой наглядное представление решения вашей задачи. Структурная схема также содержит исходные коды для ВИ.
3) Пиктограмма и соединитель ВИ представляют собой графический список параметров, обеспечивающий возможность обмена данными Вашего ВИ с другими ВИ и субВИ (ВИ-подпрограммами). Пиктограмма и соединитель позволяют вам использовать ваш ВИ как основную программу (программу верхнего уровня) или как подпрограмму (субВИ) внутри других программ или подпрограмм. Таким образом LabVIEW придерживается концепции модульного программирования. Вы можете разделить прикладную программу на несколько более простых подпрограмм, а затем создаете несколько ВИ для выполнения каждой подпрограммы и объединяете эти ВИ на обшей структурной схеме, выполняющей основную программу. В результате Ваш основной ВИ верхнего уровня содержит совокупность субВИ. которые реализуют функции прикладной программы. Так как Вы можете запустить каждый субВИ отдельно от остальной части прикладной программы, отладка происходит намного проще. Кроме того, многие субВИ низкого уровня часто выполняют задачи, общие для нескольких прикладных программ, так что Вы можете разработать специализированный набор субВИ. хорошо подходящий для прикладных программ.