Глава 1

Изучение концепции LabVIEW

Эта часть представляет основные фундаментальные концепции LabVIEW в виде готового виртуального инструмета (VI). Из этой главы Вы получите первое представление о том, как работает LabVIEW.

Система LabVIEW

LabVIEW - Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench {средства разработки лабораторных виртуальных инструментов) — это графический объектно-ориентированный универсальный язык программирования, разработанный корпорацией National Instruments в середине 80-х гг. и ориентированный на управление научными измерениями, испытаниями, технологическими процессами и проведение научных расчетов. Создание среды LabVIEW можно сравнить с созданием в свое время операционной системы Windows, приведшей к революционному переходу от текстовых средств представления файлов и программ к цветному графическому интерфейсу с легко доступными и узнаваемыми пиктограммами. LabVIEW разработана для измерительных и тестовых систем и оснащена всеми необходимыми средствами для создания систем сбора, обработки, анализа данных и управления.

При помощи LabVIEW мы строим виртуальный инструмент вместо написания программы. При создании виртуального инструмента равное внимание уделяется внешней форме и внутреннему содержанию прибора. Соответственно, отдельно разрабатываются лицевая панель и функциональная схема ВП.

Лицевая панель - интерфейс, через который мы взаимодействуем с функциональной схемой (содержанием) прибора. Графические возможности LabVIEW позволяют создать на экране компьютера полную имитацию лицевой панели реального прибора с действующими переключателями, кнопками, индикаторами и т. д.

Построение функциональной схемы виртуального прибора идет путем рисования интуитивной блок-диаграммы, что является естественной формой записи для инженеров и научных работников. В среде LabVIEW эта блок-диаграмма становится настоящей действующей программой, так что вы избегаете сложной и длительной процедуры преобразования своих идей в программный код.

Модуль 1 Частотная характеристика VI

(Frequency Response VI)

В этом модуле вы будете загружать и разбирать LabVIEW программы. Обзор представит вам элементы и терминологию, используемую для создания и запуска программ в LabVIEW. Воспользуйтесь этим модулем для начального ознакомления с LabVIEW перед обращением к следующим модулям и главам.

Виртуальные Инструменты (Virtual Instruments)

Среда LabVIEW - графическая альтернатива обычному программированию, разработана для измерительных и тестовых систем, и оснащена всеми необходимыми средствами для создания систем сбора, обработки, анализа данных и управления технологическими процессами.

Результат работы LabVIEW, виртуальный инструмент (VI), состоит из лицевой панели (front panel), блок-диаграммы (block diagram), и пиктограмм/коннекторов (icon/connector). Лицевая панель является интерфейсом с пользователем, блок-диаграмма - исходным кодом VI, а пиктограмма/коннектор - интерфейсом вызова функций. Блок-диаграмма включает в себя ввод/вывод данных, вычисления, и subVI (виртуальные инструменты нижнего уровня), которые представлены пиктограммами и связаны линиями, определяющими потоки данных. Компоненты ввода/вывода взаимодействуют непосредственно с встраиваемыми платами сбора данных или интерфейсов КОП (GPIB, IEEE-488.2), VME/VXI, а также с другими внешними физическими приборами. Вычислительные компоненты выполняют арифметические и другие операции. SubVI вызываются другими виртуальными инструментами (VI) посылая и получая данные через свои пиктограммы / коннекторы.

Моделирование экспериментальной установки

Виртуальный инструмент (VI), используемый в этой главе, моделирует тест для получения частотной характеристики, в котором генератор функций обеспечивает подачу синусоидального сигнала на тестируемое устройство (ТУ) (полосовой фильтр в данном примере). В тоже время цифровой мультиметр измеряет выходное напряжение ТУ. Данный VI получает коэффициент усиления ТУ в заданном диапазоне частот ( в нашем примере - АЧХ фильтра ) и рисует результат в виде графика.

РИСУНОК 1-1

Запуск Виртуального Инструмента

1. Запустите LabVIEW 5.0 двойным нажатием на пиктограмму LabVIEW

После загрузки LabVIEW на экране появится окно главной панели. Выберите пункт Open VI

3. В открывшемся окне диалога выбирете библиотеку freqresp.llb в папке Program Files\National Instruments\LabVIEW\Examples\Apps. Затем найдите Frequency Responce.vi (Частотная характеристика VI) отметьте его и нажмите кнопку OK.

РИСУНОК 1-2

Появится лицевая панель Frequency Response.

Лицевая Панель

Лицевая панель служит интерактивным интерфейсом для обеспечения ввода данных и вывода результатов в вашей измерительной системе. LabVIEW делает создание лицевой панели таким же простым занятием, как рисование картинки, и предоставляет для использования разнообразные органы управления (controls) и индикаторы.

Когда ваш VI будет закончен, вы используете лицевую панель для управления вашей системой посредством нажатия кнопок, перемещением рукояток, переключателей и вводом информации с клавиатуры. Немедленная реакция системы обеспечивает обратную связь в реальном времени.

Вэтом примере с лицевой панели вы задаете амплитуду (Amplitude), верхнюю (High Frequency) и нижнюю частоту (Low Frequency), а также количество шагов (Number of Steps). Вы можете запустить VI. Он выполнит тест и покажет результаты на графике, как показано на рисунке.

кнопка

“Запуск”

Курсор находится в режиме инструмент операция. Вы используете этот режим для манипуляции органами управления на лицевой панели.

1. Нажмите на левую кнопку мыши и поверните регулятор High Frequency (Верхняя Частота), и подождите, пока цифровой дисплей изменит значение. Установите верхнюю частоту 1 000,00 .

2. Нажмите кнопку “Запуск” для начала работы VI. Результатом работы данного VI будет кривая частотного отклика на дисплее.

Блок-диаграмма