LabVIEW – это система графического программирования, использующая принцип потока данных и предназначенная для формирования виртуальных приборов.
Общие сведения о системе программирования LabVIEW
LabView (Laboratory Virtual Instrument Engineering) является средой разработки программ при помощи графического языка программирования «G» (Graphic), созданного компанией National Instruments (NI). Эта фирма считается мировым лидером в сфере автоматизации эксперимента, то есть, она занимается разработкой аппаратуры, предназначенной для автоматизации экспериментов, а также созданием удобных средств разработки программного обеспечения, которое предназначено для управления данной аппаратурой.
Создаваемые компанией NI устройства позволяют формировать установки и осуществлять управление технологическими процессами в разных областях науки и техники. Практически все программное обеспечение таких установок разработано в среде LabView.
Графический интерфейс LabView является достаточно простым в использовании, а формируемое в среде LabView программное обеспечение имеет большую гибкость, что позволяет при изменениях конфигурации установки очень легко изменять программу управления данной установкой. А сами программные продукты для установок, имеющих небольшую сложность, являются простыми и понятными.
Программы, которые создаются в среде LabView, именуются виртуальными приборами VI (Virtual Instruments). Они хранятся в файлах, имеющих расширение .vi. Элементы, из которых формируются виртуальные приборы, сами тоже могут считаться виртуальными приборами. Данные элементы являются аналогами микросхем, имеющих входы и выходы, а формирование программы состоит в расположении элементов на схеме, определении их внутренних параметров, то есть, числовых значений, текста и тому подобное, и подключении виртуальными проводами выходов к требуемым. Это означает, что создание программы похоже на формирование электрической схемы.
Сформированный из элементов виртуальный прибор, например, приборная панель автомобиля, можно оформить как компонент со скрытым содержанием и расположенными на его корпусе входами и выходами. В такой форме он может использоваться для размещения на блок-схеме при создании более сложных виртуальных приборов.
Термин «виртуальные приборы» не означает, что при их помощи можно лишь имитировать реальные приборы и процессы, которые происходят в лабораторных или измерительных системах. Ко всем устройствам производства National Instruments в LabView существуют элементы, которые способны осуществлять управление этими устройствами. То есть, программы, созданные в среде LabView, при наличии необходимых приборов, подключенных к компьютеру, предоставляют возможность генерации и преобразования реальных физических сигналов, выполнения измерений, управления внешними приборами и пересылки данных на другие компьютеры.
Создание приборной панели автомобиля в LabVIEW
Виртуальный прибор имеет в своем составе следующие составные части:
- Лицевую панель (Front panel).
- Блок-схему (Block diagram).
Лицевая панель играет роль интерфейса виртуального прибора и может имитировать, например, приборную панель автомобиля с ее стандартными компонентами управления (Controls), такими как, кнопки, тумблеры, индикаторы, ручки, измерительные шкалы, дисплеи и так далее. При установке на лицевой панели какого-нибудь элемента на блок-схеме автоматически должна появиться соответствующая данному элементу пиктограмма.
Данные, которые вводятся при помощи компонентов лицевой панели, должны обрабатываться согласно алгоритмам, заданным блок-схемой. Результаты исполнения этих алгоритмов должны выводиться на компоненты отображения информации на лицевой панели.
Блок-схема (Block diagram) имеет окно, в котором должен располагаться программный код виртуального прибора, сформированный на языке G. Элементами блок-схемы могут выступать пиктограммы компонентов лицевой панели, виртуальные приборы, имеющие более низкий уровень, чем проектируемый виртуальный прибор, встроенные функции LabView, константы, а также структуры, предназначенные для управления исполнением программы.
Кроме того, на блок-схему могут быть помещены элементы, которые не отображаются на лицевой панели (к примеру, элементы арифметических операций и иных алгоритмических конструкций). В окне блок-схемы могут быть заданы алгоритмы математических операций, а также в окне можно объединять элементы в виртуальный прибор, выполнять опрос портов ввода-вывода, осуществлять другие операции. Связи среди различных компонентов блок-схемы можно создавать при помощи соединений, именуемых виртуальными проводами (виртуальными проводниками).
В LabView используются несколько типов данных, каждому из которых должен соответствовать цвет и внешний вид проводов и внешняя окантовка элементов на блок-схеме, а также подписи в нижней части элемента на блок-схеме. Провода, по которым идут аналоговые сигналы, должны быть показаны сплошными линиями. Провода, по которым передаются дискретные величины (сигналы от выключателей, нажатия кнопок и так далее) показываются пунктирными линиями, строковые данные отображаются при помощи извилистых линий (змеек). Провода, имеющие связь с массивами должны изображаться более жирными линиями соответствующего вида, а с двумерными массивами при помощи сдвоенной жирной линией соответствующего вида.
После запуска программы LabView должно открыться окно Getting Started. В стартовом окне в среде LabView следует выбирать кнопку Create Project, как показано на рисунке ниже.
Рисунок 1. Окно программы. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Далее в появившемся окне следует создать проект Blank VI (пустой виртуальный инструмент), для чего нужно выполнить двойной щелчок указателем мышки по соответствующей строчке. После этого в рабочей области среды появятся два окна, а именно, Front Panel (лицевая панель) и Block Diagram (блок-схема), в которых и нужно сформировать виртуальную приборную панель автомобиля.
