Теория управления / Теория управления / LabVIEW Basic I Course

Урок 10 Сбор и отображение данных

необходимо использовать аппаратное задание временного такта выполнения операций, в процессе которого используется буферизация генерируемых данных в компьютерной памяти, что приводит к более эффективному процессу генерации.

Возможно использование программного и аппаратного задания временного такта выполнения операций. В случае программного управления моментом генерации значений, временные задержки определяются программой и операционной системой, а не измерительным устройством. В случае аппаратного управления временным тактом генерация данных производится по TTL сигналу внутреннего таймера DAQ-устройства. Аппаратный таймер работает намного быстрее программных циклов. Также аппаратный таймер более точен по сравнению с программными циклами.

Примечание. Некоторые устройства не поддерживают аппаратное управление тактом. Обратитесь к руководству пользователя DAQустройства для получения подробной информации.

С программной точки зрения необходимо включить режим аппаратного задания временного такта выполнения операций и задать частоту оцифровки sample rate и ограниченный по времени режим работы sample mode (finite). Возможна генерация значении на одном канале или нескольких.

Режим генерации n значений имеет смысл использовать при создании изменяющегося в конечный интервал времени сигнала, например, фрагмента переменного тока.

Непрерывная генерация данных

Непрерывная генерация данных аналогична генерации n значений с отличием в том, что для остановки непрерывной генерации должно произойти какое-то событие. Если необходимо непрерывно генерировать сигнал, для этого устанавливается режим работы sample mode (continuous).

Синхронизация заданий

Когда устройство, управляемое NI-DAQmx, работает, оно производит операции. Два наиболее часто встречающихся действия - задание значения и начало его генерации. Каждое производимое действие NIDAQmx вызвано чем-либо, либо имеет причину. Такие причины называются синхронным запуском.

Start Trigger

Сигнал, запускающий генерацию данных.

Reference Trigger

Этот сигнал не поддерживается для аналогового выхода.

Урок 10 Сбор и отображение данных

Упражнение 10-5. ВП выходное напряжение

Цель: Вывести аналоговое напряжение, используя DAQ плату

Выполните следующие шаги для завершения создания ВП, который выводит напряжение от 0 до 9,5 Вольт с шагом 0,5 Вольта.

1.Соедините выход Analog Out CH0 с входом Analog In CH1 на сигнальной панели DAQ-устройства.

Лицевая панель

2.Откройте ВП Вывод напряжения.vi Откроется лицевая панель, показанная на рисунке.

Элемент отображения Выходное напряжение отображает текущее значение напряжения на выходе.

Блок-диаграмма

3.Отобразите блок-диаграмму и исследуйте ее.

•Функция Wait Until Next ms Multiple, размещенная в разделе Functions»Programming»Timing, вызывает выполнение итераций цикла For Loop через каждые 500 мс.

•ВП Select, расположенный в палитре

Functions»Programming»Comparison, для проверки момента завершения работы цикла. Если работа цикла завершена, DAQ-устройство выводит нулевое значение напряжения. Это правило хорошего тона - установить значение выходного напряжения равное 0 по окончании работы.

Урок 10 Сбор и отображение данных

4.Завершите создание блок-диаграммы, как это показано ниже

Поместите на блок-диаграмму в цикл For экспресс-ВП DAQmx Assistant, расположенный в палитре Functions»Measurements I/O» DAQmx - Data Acquisition. Завершите настройку экспресс-ВП DAQmx Assistant для генерации аналогового сигнала:

a.Выберите тип измерений Analog Output»Voltage.

b.Выберите физический канал Dev1»ao0.

c.В диалоговом окне Analog Output Voltage Task Configuration выберите режим генерации Task Timing - Generate 1 Sample

(генерация одного значения). Измените диапазон выводимых значений напряжения 0 - 10.

d.Нажмите на кнопку OK для закрытия диалогового окна Analog Output Voltage Task Configuration. Все настройки были сохранены в экспресс-ВП DAQmx Assistant.

5.Сохраните ВП.

6.Закройте блок-диаграмму и откройте ВП, созданный в упражнении

10-2.

7.Настройте шкалу элемента отображения Вольты на диапазон от 0.0

до 10.0.

8.Откройте блок-диаграмму этого ВП и дважды щелкните левой кнопкой мыши по экспресс-ВП DAQmx Assistant для отображения диалогового окна Analog Input Voltage Task Configuration.

9.Щелкните правой кнопкой мыши по пункту Voltage в разделе

Channel List и выберите Change Physical Channel (изменить физический канал). Выберите канал ai1, поскольку Вы соедините входной канал 0 с выходным каналом 1 сигнальной панели DAQустройства.

10.Установите отсутствие масштабирования No Scale в выпадающем меню Custom Scaling.

11.Измените диапазон напряжения от 0 до 10.

12.Нажмите на кнопку OK, закройте диалоговое окно.

Урок 10 Сбор и отображение данных

13.Запустите ВП.

14.Для сбора и отображения напряжения запустите ВП, созданный в этом упражнении. Происходит генерация напряжения от 0 до 9,5 Вольт с шагом 0,5 Вольта. После завершения цикла For, ВП обнулит значение напряжение выхода.

15.Закройте оба Виртуальных Прибора.

Конец упражнения 10-5

Урок 10 Сбор и отображение данных

F. Информация о счетчиках

Счетчики – это цифровые временные устройства. Обычно счетчики используют для подсчета произошедших событий, измерения периода и частоты сигнала и генерации импульсов.

Счетчик состоит из четырех основных компонентов: регистр значений счетчика, источник, сигнал управления и выходной сигнал.

•регистр значений счетчика - содержит текущее значение счетчика. Значение, хранимое в регистре, можно узнать программно.

•источник - сигнал, вызывающий изменение значения счетчика, хранимого в регистре. Счетчик реагирует на возрастающий или спадающий фронт сигнала. Какой тип фронта сигнала вызывает изменение состояния счетчика - задается программно. Программно выбранный тип фронта сигнала называется активным. Когда на вход счетчика подается активный фронт сигнала, его значение изменяется на единицу. Программно задается и знак изменения значения счетчика - увеличивается оно или уменьшается.

•сигнал управления - входящий сигнал, определяющий вызывает ли активный уровень изменение состояния счетчика. Счет может происходить при высоком или низком уровне этого сигнала, или при различных комбинациях возрастающих и/или спадающих фронтов сигнала управления. Сигнал управления формируется программно.

•выходной сигнал - сигнал, генерируемый импульсы или серию импульсов.

Увеличение значения счетчика, сконфигурированного для подсчета простых событий, происходит при поступлении на вход источника сигнала с активным фронтом. Чтобы счетчик считал события при поступлении активного фронта сигнала, он должен быть инициализирован. Разрядность счетчика определяет его разрешение, например, 24-битовый счетчик может подсчитать следующее число событий:

2(Разрядность счетчика)- 1 = 224 - 1 = 16,777,215

Когда 24-разрядный счетчик достигает значения 16,777,215, это означает, что он достиг своего предельного значения. Следующее событие приведет к его переполнению и сбросу на 0.

Урок 10 Сбор и отображение данных

Упражнение 10-6. ВП простой подсчет событий

Цель: Создать ВП для подсчета простых событий

В этом упражнении необходимо исследовать ВП, считающий импульсы генератора сигнальной панели DAQ-устройства.

Лицевая панель

1.Откройте новый ВП и создайте следующую лицевую панель.

Блок-диаграмма

2.Создайте следующую блок-диаграмму.

Поместите на блок-диаграмму экспресс-ВП DAQmx Assistant,

расположенный в палитре Functions»Measurements I/O»DAQmx - Data Acquisition. Завершите настройку счетчика для осуществления регистрации событий:

a.Выберите тип измерений Counter Input»Edge Count.

b.Выберите физический канал Dev1»ctr0.

c.В диалоговом окне Counter Input Edge Count Task Configuration

оставьте все как есть. Значения по умолчанию определяют в качестве источника сигнала счетчика 0 программный вход Programmable Function Input (PFI) 8. На сигнальной панели DAQ вход счетчика 0

подключен к линии Programmable Function Input (PFI) 8.

d.Нажмите на кнопку OK для закрытия диалогового окна Counter Input Edge Count Task Configuration. Все настройки были сохранены в экспресс-ВП DAQmx Assistant.

3.Сохранение ВП под именем Простой подсчет событий.vi

4.На сигнальной панели DAQ-устройства соедините выход А генератора прямоугольного сигнала со входом SOURCE счетчика 0.

Урок 10 Сбор и отображение данных

5.Запустите ВП, повращайте ручку quadrature encoder knob на сигнальной панели DAQ-системы. Обратите внимание, что значение элемента отображения Число событий увеличивается при вращении ручки, которое приводит к генерации прямоугольных импульсов. Счетчик подсчитывает эти импульсы.

6.Остановите ВП.

7.На сигнальной панели DAQ-устройства соедините выход фазы В генератора прямоугольного сигнала со входом Up/Down счетчика 0. Это можно использовать для определения направления поворота ручки. Дважды щелкните левой кнопкой мыши по экспресс-ВП

DAQmx Assistant и выберите значение Externally Controlled из циклического списка Count Direction. Нажмите на кнопку OK для закрытия диалогового окна.

8.Запустите ВП. Повращайте ручку quadrature encoder knob на сигнальной панели DAQ-устройства. Обратите внимание, что значение элемента отображения Число событий увеличивается при вращении ручки против часовой стрелки, и уменьшается при вращении по часовой стрелке.

9.Сохраните и закройте ВП.

Конец упражнения 10-6

Урок 10 Сбор и отображение данных

G. Ввод и вывод цифровых сигналов

Измерение и генерация цифровых сигналов используется в большом количестве приложений, включая мониторинг систем безопасности. В основном, генерация и измерение цифровых сигналов применяется в лабораторных исследованиях, тестировании продуктов и промышленных процессах мониторинга и контроля.

Цифровой ввод-вывод представляет собой чтение или запись значения в цифровую линию или во весь цифровой порт, состоящий из совокупности линий.

Вы можете использовать цифровые линии DAQ-устройства для сбора цифровых значений. Этот сбор данных основывается на программном задании временного такта выполнения операций. На некоторых устройствах можно настраивать цифровые линии независимо для генерации или сбора данных. Каждая цифровая линия является отдельным каналом в LabVIEW.

Вы можете использовать цифровые порты DAQ-устройства для сбора данных совокупности цифровых линий. Этот сбор данных основывается на программном задании временного такта выполнения операций. Вы можете настраивать цифровые порты независимо для генерации или сбора данных. Каждый цифровой порт является отдельным каналом в

LabVIEW.

Урок 10 Сбор и отображение данных

Упражнение 10-7. ВП цифровой пример

Цель: Управление цифровыми линиями DAQ-устройства

Выполните следующие действия для создания ВП, включающего светодиоды порта 0 на сигнальной панели DAQ-устройства в соответствии с цифровым значением, вводимым на лицевой панели. Каждый светодиод подключен к цифровой линии DAQ-устройства. Линии пронумерованы 0, 1, 2, 3, начиная с правого светодиода.

Примечание. Светодиоды используют отрицательную логику. Следовательно, подача сигнала по цифровой линии, подсоединенной к светодиоду, вызывает его выключение. Запись нуля в линию вызывает зажигание светодиода.

1.Откройте ВП Digital Example, расположенный в папке

C:\Exercises\LV Basics I, и измените блок-диаграмму.

Поместите на блок-диаграмму внутрь цикла While экспресс-ВП DAQmx Assistant, расположенный в палитре Functions»Measurements I/O»DAQmx - Data Acquisition. Завершите настройку счетчика для осуществления регистрации событий:

a.Выберите тип измерений Digital I/O»Port Output.

b.Выберите физический канал Dev1»port0.

c.В диалоговом окне Digital Output Port Task Configuration отметьте пункт Invert All Lines In Port (инвертировать все линии цифрового порта), так как светодиоды работают согласно отрицательной логике.

d.Нажмите на кнопку OK для закрытия диалогового окна Digital Output Port Task Configuration. Все настройки были сохранены в экспресс-

ВП DAQmx Assistant.

Кнопки на лицевой панели находятся в массиве для упрощения кода. Функция Array Subset выделяет только первые четыре элемента массива. Элементы выделенного массива необходимо поменять местами, поскольку элемент 0 массива является самым значительным битом. После этого массив преобразуется в число с помощью функции Boolean Array to Number и подается на вход экспресс-ВП DAQmx Assistant для записи в цифровой порт.

Урок 10 Сбор и отображение данных

2.Сохраните ВП.

3.Отобразите лицевую панель и запустите ВП. Включите и выключите светодиоды, наблюдайте за изменениями на сигнальной панели DAQ-устройства.

4.Остановите и закройте ВП.

Конец упражнения 10-7