Labview les3 (Уроки по LabView)

в ПОМОЩЬ инженеруУроки по LabVIEWНа этом уроке Вы научитесь:№3• использовать в своих программах структуры типа“последовательность”• создавать различными способами массивы• использовать основные функции для работы с массивами• применять свойства полиморфизма при работе с массивами• использовать новый тип данных кластеры• строить несколько зависимостей на одном графикери создании VI последовательность выполнениядвух независимых фрагментов программы не определена, что в некоторых случаях приводит к неоднозначному результату.

Для решения этой проблемысуществует специальная структура — Sequence (Последовательность). По своему принципу действия она напоминает киноленту, когда последовательно выводятся наэкран отдельные кадры. Таким образом, Sequence определяет порядок выполнения фрагментов программы.Покажем принцип работы такой структуры. Для этого напишем программу, которая будет подсчитывать время выполнения определенного цикла.

В программе будемиспользовать последовательность с тремя кадрами.Будут обеспечены следующие функции:• первичная инициализация системного времени;• фрагмент программы, время выполнения которого иподсчитывается;• получение значения системного времени;• подсчет времени работы программы;• перевод значения из миллисекунд в секунды.Будем реализовывать программу шаг зашагом. Первый шаг — создание нового приложенияFile>>NewVI.Далее следует переключиться в окно редактирования диаграмм.Следующим шагомбудет выбор последовательностиструктуры изфункциональной палитры:Functions>>Structures>>Sequence и перетягивание ее в областьредактирования диаграмм.Для создания кадров последовательности необходимо подвестиуказатель мышина границу области структуры инажать правую кнопку мыши. Впоявившемся меню необходимовыбрать Add Frame After(Добавить кадр после).

Такимобразом, создадим 3 кадра (0…2).П442/2004Переменные, которые используются для передачиданных между кадрами — Локальные Переменные Последовательности (Sequence locals). В нашей программетакая переменная будет использоваться для передачизначения системного времени.Создадим "наполнение" для каждого кадра.

В начальный (0й) кадр поместим компонент Tick Count, который считывает текущее значение системного таймера ивозвращает результат в миллисекундах. Этаподпрограмма может быть загружена из менюFunctions>>Time & Dialog>>Tick Count (ms).Далее создадим упомянутую выше ЛокальнуюПеременную. Для этого нужно подвести указатель мышик границе структуры, нажать правую кнопку мыши, и в выпадающем меню выбрать Add Sequence Local (ДобавитьЛокальную Переменную Последовательности).Соединяем вывод TickCount (ms) с появившимсятерминалом локальной переменной.

В результате,внутри него появится стрелочка, указывающая нато, что данные поступают из текущего кадра."Наполним" содержанием следующий (1й) кадр. Внем реализуем фрагмент программы, для которогоподсчитывается время работы. Это будет, как и впредыдущих примерах, генератор случайных чисел.в ПОМОЩЬ инженеруПрограммареализуется в видецикла WhileLoop,условием выхода изкоторого являетсянажатие кнопки останова. График генерации случайныхчисел выводится напереднюю панель ввидеграфикаWaveform Chart.В последнем (2м) кадре воспользуемся все тем жеTick Count (ms) и подсчитаем разницу во времени. Дляэтого сравним текущее значение времени со значением,полученным в 0м кадре. Использовать значение, полученное в первом кадре, можно соединив Локальную Переменную (стрелочку в квадратике) с соответствующимвыводом.

Переводим миллисекунды в секунды путем деления значения на 1000 и выводим результат на цифровой индикатор, предварительно установив его на интерфейсной панели.Остается проверить программуна работоспособность. Запускаем еена выполнение. Дляостанова нажимаемкнопку "STOP". В результате мы увидимзначение времени всекундах, котороебыло затрачено навыполнение программы.Перейдем к рассмотрению массивов, как важного ичасто используемого элемента программирования задачсбора данных и управления. Массив набор данных одного типа.

Массив может быть как одномерным, так имногомерным, и иметь до 231 элементов (ограничиваетсяобъемом оперативной памяти).Массивы в LabVIEW могут быть любого типа. Доступк произвольному элементу осуществляется через егоиндекс. Индекс принадлежит диапазону чисел 0..N1, гдеN — количество элементов массива. Заметьте, что первыйэлемент имеет индекс 0, второй 1, и т.д. Структуру одномерного (1D) массива можно представить как показанорисунке:Создание массива,как элемента управленияили индикации, осуществляется комбинированием оболочки массива иобъекта данных, которыйможет быть цифровым,булевым, строковым иликомбинированным (кластером).

Давайте создадим массив.Первый шаг: Выберите пустую оболочку массива(Array)изпалитрыControls>>Array&Cluster>>Array и поместите ее наинтерфейсной панели. Дляокончательногосозданиямассива перетяните объект данных определенного типа вовнутрь оболочки массива:Controls>>Numeric>>Digital Control.В отличие от одномерного массива, двумерный (2D)массив имеет два индекса для каждого элемента.

Первыйуказывает на номер строки, а второй номер столбца.Для создания 2мерного массива данных из 1мерного необходимо подвести к нему указатель мыши и нажать правую кнопку. Затем, в выпадающем меню, выбрать AddDimension (Добавить размерность). В результате внешний видэлемента управления двумерного(2D) массива на передней панелиВашего Виртуального Инструментапримет вид:Вытакжеможете создатьмассивконстанту, например, для задания набора коэффициентов.

Дляэтой цели необходимо выбратьArray Constant в палитре Functions>> Array и поместить вокно редактирования диаграмм. Далее, в созданную оболочку массива необходимо поместить константу желаемого типа данных, например, Numeric Constant из Functions>>Numeric.452/2004в ПОМОЩЬ инженеруСозданиемассиваконстантыРассмотрим пример массивов элементов управления и индикаторов, различных типов данных:В LabVIEW реализовано достаточно много различных функций для работы с массивами в окне редактирования диаграмм. Они находятся на функциональной панели(Functions) в разделе массивов (Array). Мы рассмотримтолько некоторые из них наиболее важные функции.Array Size — возвращает размер массива.

Есливходной массив Nмерный, то выходной параметр (size)это одномерный массив с N элементами, которые указывают его размерность. Например, если входной 2D массивимеет размер 4х6, то на выходе будет сформирован одномерный массив из двух чисел, соответственно 4 и 6.Initialize Array — создает массив размерности dimension size, все элементы которого принимают значение element. Для создания многомерного массива необходимо"растянуть" иконку "потянуть" за правый нижний угол вниз.В предыдущих уроках мы уже использовали структуры типа "цикл" для создания массивов (вспомните примерс записью на диск последовательности случайных чисел).Циклы типа For Loop и While Loop могут индексировать исоздавать массивы автоматически.

Такая особенность называется автоиндексирование. Приведенная ниже диаграмма показывает как происходит создание и индексирование массива при использовании цикла типа For Loop.Build Array — создает массив из массивов или элементов, или добавляет элементы к уже существующемумассиву. Вы можете изменить размер пиктограммы этойфункции для увеличения количества входов.Array Subset — "вырезает" подмассив согласно заданным значениям стартового индекса (index) и длине (length).Созданный массив выводится на индикатор. Заметим также, что соединительная линия внутри цикла меняется на утолщенную за его пределами, что сигнализируето том, что мы уже имеем массив.Для создания 2мерного массива необходимо созданную структуру поместить еще в один внешний цикл.В результате на выходе первого (внутреннего) циклабудет сформирован одномерный массив из пяти элементов.

А на выходе внешнего цикла образуется двумерныймассив 5х5, где 5количество рядов, а 5количествостолбцов результирующего массива.462/2004Index Array — выделение элемента массива (доступк элементу массива). Используя эту функцию можно выделять не только элементы массива, но и желаемые рядыи столбцы массивов.в ПОМОЩЬ инженеруНа приведенной диаграмме показано, как из существующего двумерного массивавыделяется3ястрока (в первомслучае) и 2ойстолбец (во второмслучае).В LabVIEW для работы с массивами реализованы такие арифметические функции как сложение, умножение,деление и другие. Этифункции являются полиморфными,поэтомувходные данные могутбыть разного типа скалярными или массивами.

Например, можно суммироватьскаляр с массивом или сложить два массива вместе.На приведенном примере показано, как легко можно умножитькаждый элемент массива на заданное число.Для этого генерируетсямассив, элементы которогослучайные числа.Далее реализуется умножение созданного массива на задаваемыйпараметр множитель.Как известно, наиболееудобной формой представления массива данных являетсяих представление в виде графиков. В предыдущих урокахмы уже встречались с простейшим выводом массива данных на графический индикатор. В этом уроке мы рассмотрим использование графических индикаторов совместно смассивами. Как правило, нам необходимо изображать зависимость одного параметра от другого, т.е. 2Dграфики.Это могут быть зависимости такого рода как, например,амплитуда сигнала от времени, спектр сигнала, статистические распределения и т.д.Однако часто встречаются ситуации, когда необходимо задать дополнительные параметры, такие как начальное смещение "0" и интервал.

Для решения этойпроблемы в LabVIEW существует структура данных, называемая Кластером (Cluster).Кластер — это связанная структура данных, элементыкоторой могут быть разного типа (аналог struct в "С"). Т.е., Выможете сформировать структуру, элементами которой будут,например, целое число, действительное число, строка и др.Для связки данных используется функция Bundle(Связать), которая находится в Functions >> Cluster >>Bundle. В нашем случае будут компоноваться в кластермассив данных (т.е. данные, которые откладываются пооси Y), начальное значение по оси Х, и шаг по оси dХ.Рассмотрим построение графической зависимости,используя функцию связки Bundle. Как получить массивслучайных чисел мы уже знаем.