Методические указания по выполнению лабораторных работ по дисциплине «Компьютерные технологии в приборостроении»

Скачать 477.48 Kb.

Название	Методические указания по выполнению лабораторных работ по дисциплине «Компьютерные технологии в приборостроении»
страница	1/3
Дата публикации	16.06.2014
Размер	477.48 Kb.
Тип	Методические указания

literature-edu.ru > Информатика > Методические указания

1 2 3

Министерство образования и науки Российской Федерации

ФГБОУ ВПО Алтайский государственный технический университет им.
И.И. Ползунова
Кафедра информационных технологий

Зрюмова А.Г., Зрюмов Е.А.

Методические указания по выполнению лабораторных работ по дисциплине
«Компьютерные технологии в приборостроении»

Барнаул 2012

ББК 73.3 Я73

Зрюмова, А. Г. Методические указания по выполнению лабораторных работ по дисциплине «Компьютерные технологии в приборостроении» / А. Г. Зрюмова, Е. А. Зрюмов; Алт. гос. техн. ун-т им. И. И. Ползунова. – Барнаул: Кафедра ИТ, 2012. – 32 с.

Методические указания содержат практические задания для формирования навыков и умений работы со средствами графического программирования LabView, приведены рекомендации к построению виртуальных приборов, моделирующих работу вычислительных и логических устройств, и по их отладке для направления подготовки 200100 «Приборостроение».

Рассмотрены и одобрены на заседании кафедры «Информационные технологии»

факультета информационных технологий Алтайского государственного технического

университета им. И.И. Ползунова

Протокол № 1 от 09.09.2012 г.

Оглавление

Введение

Лабораторная работа № 1............................................................................... 3

Знакомство с LabVIEW ............................................................................. 3

Структура виртуального прибора LabVIEW ....................................... 3

Работа с главным меню LabVIEW ........................................................ 4

Управляющие клавиши ......................................................................... 5

Наборы инструментов ............................................................................ 6

Типы и проводники данных. Создание подпрограмм ВП ....................... 7

Типы данных ........................................................................................... 8

Проводники данных ............................................................................... 8

Пример созданрия виртуального прибора ........................................... 9

Создание подпрограмм ВП ...................................................................... 11

Создание иконки ВП и настройка соединительной панели .................. 12

Настройка соединительной панели ..................................................... 13

Выбор и редактирование шаблона соединительной панели ............ 14

ВП Преобразования °С в °F в виде подпрограммы ............................... 15

Использование подпрограмм ВП ........................................................ 17

Редактирование подпрограммы ВП .................................................... 18

Варианты заданий ................................................................................. 19

Лабораторная работа № 2............................................................................. 20

Многократные повторения и Циклы ........................................................ 20

Общие сведения ........................................................................................ 20

Цикл While (по Условию) ........................................................................ 20

Терминалы входных/выходных данных цикла .................................. 22

Цикл For (с фиксированным числом итераций) .................................... 23

Функции ожидания ............................................................................... 24

Организация доступа к значениям предыдущих итераций цикла ....... 25

Стек сдвиговых регистров. .................................................................. 26

Узлы обратной связи ............................................................................ 27

Пример1: Доступ к данным предыдущих итераций ............................ 27

Варианты заданий ................................................................................. 30

Лабораторная работа № 3............................................................................. 32

Массивы .................................................................................................... 2

Общие сведения .................................................................................... 32

Создание массива элементов управления и отображения ...................... 32

Двумерные массивы .............................................................................. 33

Создание массива констант ....................................................................... 33

Автоматическая индексация ..................................................................... 34

Создание двумерных (2D) массивов ........................................................ 34

Использование автоиндексации для установки значения терминала

количества итераций цикла ....................................................................... 35

Пример: Работа с массивами ..................................................................... 36

Варианты заданий ...................................................................................... 38

Литература ..................................................................................................... 39
Введение

Настоящий курс лабораторных работ направлен на изучение и освоение принципов создания виртуальных средств, моделирующих работу процессора вычислительного устройства.

Программная система LabView является удобным средством для проектирования измерительных каналов, приборов, систем. Она обеспечивает построение и моделирование измерительных структур различной сложности. Система имеет библиотеку виртуальных модулей (моделей) измерительных средств, их отдельных блоков и компонентов. Она позволяет пользователю создавать виртуальные измерительные приборы любой сложности и формировать свою библиотеку виртуальных средств (VI). Система обладает удобными средствами редактирования и отладки и обеспечивает работу с реальными измерительными приборами, модулями и сигналами.

Создание виртуального измерительного средства связано с определением его измерительной функции, созданием лицевой панели с органами управления и средствами представления данных, созданием структурной схемы, выполняющей заданную измерительную функцию, редактированием и отладкой работы измерительного устройства. Для этого система поддерживает соответствующие режимы: создание лицевой панели измерительного прибора  Panel, создание структурной схемы и отладка работы  Diagram.

Каждый режим имеет свое окно, панель управления и поддерживается библиотекой (палитрой) моделей функциональных блоков (виртуальных модулей).

Лабораторная работа № 1

Знакомство с LabVIEW

Цель работы:

Получение основных сведений о программно-инструментальной среде

LabVIEW.

Задачи работы:

Создание простейших виртуальных приборов (VI).
Моделирование простейших вычислительных алгоритмов.
Структура виртуального прибора LabVIEW

Отчет:

титульный лист;
цели и задачи лабораторной работы;
задание на лабораторную работу;
результаты выполненной работы.

Справочно-методический материал

Файл LabVIEW – виртуальный инструмент – состоит из двух панелей. Одна из них имитирует переднюю панель реального физического прибора, (рисунок 1), на второй панели (рисунок 2) строится блок-схема виртуального инструмента на языке G.

Обычно при запуске LabVIEW на экране появляются обе панели, расположенные каскадом. Одновременное нажатие клавиш [Ctrl+T] позволяет упорядочить расположение панелей: слева – передняя, справа – блок-схема. В строке заголовка блок-схемы к имени текущего файла добавляется слово «Diagram», что позволяет отличить эту панель от передней. Под этими именами обе панели представлены на панели задач как два самостоятельных окна.

Рисунок 1 – Передняя панель реального физического прибора

Рисунок 2 – Блок-схема виртуального инструмента на языке G

Цифрами на рисунках обозначены:

1. Панель инструментов (Toolbar), 2. Ярлык (Label) 3. Цифровой регулятор (Numeric Control), 4. Ярлык (Label) , 5. Терминал цифрового регулятора (Numeric Control Terminal), 6. Терминал ручки (Knob Terminal), 7. Численная константа( Numeric Constant), 8. Функция умножения (Multiply Function), 9. Пиктограмма (Icon), 10. Ручка (Knob Control), 11. Описание графика (Plot Legend), 12. График (XY Graph), 13. Соединение, нить данных (Wire Data Path), 14. Терминал графика (XY Graph Terminal), 15. Функция объединения в кластер (Bundle Function), 16.Подпрограмма, сабви (SubVI), 17. Цикл for (For Loop Structure)
Работа с главным меню LabVIEW

Ниже имени файла расположено главное меню панелей, состоящее из пунктов: File, Edit, Operate, Project, Windows, Help. Ниже располагается панель управляющих клавиш.

Рассмотрим некоторые команды:

File → Close – закрыть файл. Выбор этой опции с передней панели позволяет закрыть файл виртуального инструмента в целом, а выбор этой же опции на панели блок-схемы убирает только одну панель блок-схемы.

Edit→ Remove Bad Wires – удалить ошибочные соединения проводов

Operate → Run – запуск программы.

Operate → Make Current Values Default – сделать текущие величины (источников, приемников) значениями по умолчанию. Опция позволяет сохранять численные значения, установленные пользователем, до следующего вызова программы. Если пользователь не выбрал эту опцию до сохранения файла, то при следующем вызове этого файла значения источников и приемников будут нулевыми.

Windows → Show Diagram – показать блок-схему (находится на передней панели).

Windows → Show Panel – показать переднюю панель (находится на панели блок-схемы).

Windows → Show Controls Palette – показать набор управляющих элементов Controls передней панели.

Windows → Show Functions Palette – показать набор функций Functions (находится на панели блок-схемы).

Windows → Show Tools Palette – показать набор инструментов Tools (опция присутствует на обеих панелях).

Windows → Tile Left and Right; Windows → Tile Up and Down – эти опции позволяют располагать панели справа и слева, сверху и снизу соответственно.

Help → Show Help – вызов окна помощи. Используйте эту опцию для вызова описания виртуального инструмента, функции или определения типа провода, а также для определения названия выводов виртуального инструмента. Для этого помещайте конец провода «катушки» на тот вывод инструмента, название которого необходимо узнать, при этом будут мигать изображения обоих выводов – на блок-схеме и в окне помощи.

Help → Online Reference – вызов справочной системы LabVIEW.

Управляющие клавиши

Клавиша «Run» («Пуск») располагается в левом верхнем углу обеих панелей. После «нажатия» этой клавиши происходит запуск программы. Остановка выполнения программы должна быть предусмотрена самой программой. На этапе сборки блок-схемы или при наличии в ней ошибок изображение стрелки на клавише разделено на две части. Если «нажать» на клавишу при таком виде стрелки, на экран будет выведен список ошибок (Error List). Список ошибок позволяет найти место каждой ошибки. Для этого выделяют строку с интересующей ошибкой, нажимают кнопку «Find». Место ошибки будет выделено программой.

Клавиша «Run Continiously» («Циклический режим») – запуск программы в режиме цикла. Выполнение можно приостановить клавишей «Pause» («Пауза»).

Клавиша «Abort Execution» («Стоп») – остановка программы. Клавиши, присутствующие только на панели блок-схемы:

клавиша «Highlight Execution» («Лампочка») - используется для наблюдения прохождения данных по проводам в замедленном и пошаговом режимах. Передача данных от элемента к элементу схемы изображается мультипликацией;
остальные три клавиши используются для пошагового выполнения программы.

Наборы инструментов

Набор инструментов Tools (Show Tools Palette) позволяет изменить вид

и позиции курсора. Основные позиции (рисунок 1):

«стрелка» – перемещение, выделение и изменение размеров объектов;
«катушка» – соединение объектов блок-схемы проводами.
Активный элемент – конец провода;
«А» – печать текста с клавиатуры, ввод числовых данных в окна источников и метки объектов;
«кисть» – раскрашивание объектов и фона. Этот вид курсора не используется для вызова всплывающего меню объектов правой кнопки мыши;
«рука» – изменяет позиции выключателя и тем самым управляет цифровыми источниками (нажимая на клавиши «больше»или «меньше»), виртуальными осциллографами (нажимая на переключатели и кнопки управления ими) и другими объектами. Также используется для ввода числовых данных.

Набор управляющих элементов Controls передней панели (Show Controls Palette) позволяет вывести на левую панель контрольно-измерительные приборы, виртуальные осциллографы, кнопки. При помещении курсора на окно набора в верхней части окна высвечивается название соответствующего поднабора (рисунок1) (например, «Numeric» – «Цифровые приборы»). Поднабор открывается нажатием левой кнопки мыши.

Перемещая курсор по элементам поднабора, можно узнать название прибора. Элемент выделяется квадратной рамкой, его название отображается вверху поднабора.

Набор инструментов Functions панели блок-схемы (Show Functions Palette) содержит функции и виртуальные инструменты (VI), используемые для построения блок-схемы (рисунок 2). Из набора Functions вызываются: управляющие структуры (циклы While, For), формульный узел (Formula Node) – Structures поднабор; преобразователи строк – String поднабор; приборы преобразования Фурье и линейной алгебры – Analysis поднабор и многие другие.

Название функции или виртуального инструмента определяется аналогично набору Controls. Наборы Controls и Functions можно вывести, щелкнув правой кнопкой мыши в любом месте передней панели и панели блок-схемы соответственно.

Элементы в LabVIEW имеют один или несколько выводов (терминалов). Схему терминалов позволяет рассмотреть опция Show>>Terminals выпадающего меню объекта на панели блок-схемы.

Все приборы передней панели имеют один вывод, большинство элементов панели блок-схемы (из набора Functions) – несколько. Вывод объекта, принимающий данные, будем называть входом. Вывод, который передает данные другим элементам, назовем выходом. Если объект только передает данные, то его называют источником. Его вывод является выходом. Объект, который только принимает данные – приемник. Вывод этого объекта – вход. Термины «источник» –«выход», «приемник» – «вход» однозначно соответствуют друг другу. Выходы элементов панели блок-схемы выделяются утолщенной линией. В любом канале передачи данных все подключенные к каналу выводы объектов должны быть согласованы:

1) по типу выводов;

2) по типу передаваемых и принимаемых данных.

К каналу связи должен быть подключен только один источник, к одному источнику данных можно подключить неограниченное число приемников. Соединение только одних приемников (или источников) признается программой ошибочным.

Для выделения проводов выбрать пиктограмму с изображением стрелки. Установите стрелочный указатель на участок провода, который необходимо удалить. Нажатием левую кнопку мыши один раз выделяется один сегмент, двойным щелчком выделяется ветвь от узла до элемента, тройным – все разветвленное соединение.