Приборостроение    

6.      Программирование NI ELVIS


6.1.      Драйверы виртуальных приборов

 

Измерительная система NI ELVIS состоит из аппаратуры NI ELVIS, платы DAQ и программного обеспечения, написанного на языке LabVIEW, которое осуществляет управление аппаратурой. Для измерений, проводимых с помощью NI ELVIS, используется либо драйвер NI-DAQ, либо инструментальный драйвер NI ELVIS. При подключении платы DAQ к рабочей станции NI ELVIS могут быть использованы три стандартные измерительные функции – аналоговый ввод, аналоговый вывод и синхронизирующие вводы/выводы. Четвёртая функция платы DAQ – цифровой ввод/вывод – недоступна, поскольку общение с рабочей станцией NI ELVIS происходит именно по цифровым каналам. Рабочая станция расширяет функциональные возможности платы DAQ. Кроме использования регулируемых блоков питания, функционального генератора и цифрового мультиметра имеются также цифровые каналы ввода/вывода, которыми можно управлять с помощью инструментального драйвера NI ELVIS, расположенного в разделе Instrument I/O>>Instrument Drivers>>NI ELVIS.

Драйвер представляет собой набор процедур, которые могут управлять виртуальным прибором. Каждая процедура соответствует программной операции, такой как конфигурация, чтение, запись или запуск прибора. Драйвера упрощают задачу управления приборами, т.к. они устраняют необходимость изучения протокола, с помощью которого программируется прибор.

Общая последовательность действий при использовании драйвера NI ELVIS следующая: инициализация – действие – закрытие. Инициализирующие ВП устанавливают связь с рабочей станцией NI ELVIS и настраивают выбранные компоненты на определённые значения. Затем на эти компоненты генерируется ссылка (refnum), которая используется в последующих виртуальных приборах для выполнения требуемых действий.

Драйвер прибора обеспечивает доступ к совместно используемым NI ELVIS ресурсам. Например, для проведения измерений мультиметром необходимо использовать функциональный генератор, однако без управления ресурсами генератора возможна ситуация одновременного использования ресурсов генератора мультиметром и другим приложением, в результате чего получаться неверные результаты. Управление ресурсами осуществляется только внутри одного процесса. Поэтому если исполнимое приложение, созданное с использованием драйвера NI ELVIS, работает одновременно с другим приложением, использующим тот же драйвер, то возможно неправильная работа виртуального прибора.

Для обеспечения корректной работы виртуального прибора, работающего с NI ELVIS, перед запуском необходимо сначала закрыть все работающие приборы.

Для того чтобы найти другие примеры приложений для NI ELVIS с использованием аналогового ввода/вывода и счетчика/таймера, надо запустить LabVIEW и выбрать необходимый прибор Find Examples>>Hardware Input and Output>>DAQ. Найти примеры также можно, выбрав пункт Find Examples и напечатав NI ELVIS.


6.2.      Регулируемые блоки питания

В рабочую станцию NI ELVIS встроены два регулируемых блока питания, которыми можно управлять с помощью драйвера NI ELVIS.

Блок-диаграмма приложения, управляющего блоком питания, приведена на рисунке 5.


Рисунок 5. Управление блоком питания

Управляемый блок питания выбирается при инициализации, во время активного состояния его выходное напряжение в цикле непрерывно обновляется. Когда цикл завершается, ссылка на блок питания закрывается и напряжение устанавливается на ноль. Плате DAQ присваивается специальный номер-идентификатор, который используется при подключении к рабочей станции NI ELVIS.


6.3.      Функциональный генератор Arbitrary Waveform Generator (ARB)

В рабочую станцию NI ELVIS встроен функциональный генератор, которым можно управлять с помощью драйвера NI ELVIS. Драйвер позволяет пользователю устанавливать частоту, пиковую амплитуду, постоянную составляющую и тип сигнала на выходе генератора. Блок-диаграмма приложения приведена на рисунке 6.


Рисунок 6. Приложение, управляющее функциональным генератором

При инициализации на выходе функционального генератора устанавливается ноль, а затем параметры сигнала в цикле непрерывно обновляются. Когда цикл завершается, ссылка на функциональный генератор закрывается и на выход подаётся ноль.

Дополнительные возможности функционального генератора – подстройка и амплитудная модуляция – могут настраиваться с помощью виртуального прибора FGEN-Configure. По умолчанию обе эти функции отключены.


6.4.      Цифровой мультиметр

В рабочую станцию NI ELVIS встроена электрическая цепь, которая с платой DAQ позволяет, подобно мультиметру, проводить измерения напряжения, тока и сопротивления. Аппаратурой цифрового мультиметра можно управлять с помощью драйвера NI ELVIS. Драйвер позволяет пользователю устанавливать режим измерений и считывать полученные данные. Блок-диаграмма этого приложения приведена на рисунке 7.


Рисунок 7. Приложение, управляющее цифровым мультиметром

Сначала определяется режим измерений, затем возвращается измеренное значение, и после этого ссылка на цифровой мультиметр закрывается. Для определения платы DAQ, подключенной к рабочей станции NI ELVIS, плате присваивается специальный номер-идентификатор. Более подробную информацию о номерах- идентификаторах можно найти в документации по сбору данных, которая поставляется вместе с платой DAQ.

Ссылка, которая передаётся через ВП этого API содержит в себе информацию о текущей конфигурации. Если конфигурирующий ВП используется в цикле, то нужно подсоединить ссылку к сдвиговому регистру, чтобы информация передавалась между итерациями цикла.


6.5.      Устройство чтения с цифровой шины. Digital Bus Reader

Цифровые линии прибора DAQ используются для управления рабочей станцией NI ELVIS. Таким образом, прямого доступа к этим линиям на макетной плате нет. Однако в рабочую станцию NI ELVIS встроена электрическая цепь, которая мультиплексирует цифровые линии ввода/вывода и предоставляет возможность ввода/вывода цифровых сигналов. Аппаратурой цифрового ввода/вывода можно управлять с помощью драйвера NI ELVIS. Драйвер позволяет пользователю устанавливать режим работы и считывать или писать 8-битные цифровые данные. Блок-диаграмма простого приложения, осуществляющего цифровой ввод данных, приведена на рисунке 4-4.


Рисунок 4-4. Простое приложение цифрового ввода данных


Рисунок 4-5. Простое приложение цифрового вывода данных

Сначала определяется режим работы, затем возвращается измеренное значение, и после этого ссылка на цифровой ввод/вывод закрывается.

Блок-диаграмма приложения, осуществляющего цифровой вывод данных, приведена на рисунке 4-5.

Сначала определяется режим работы, затем на выход подаются данные, и после этого ссылка на цифровой мультиметр закрывается. Для определения прибора DAQ, подключенного к рабочей станции NI ELVIS, ему выдается специальный номер-идентификатор.


6.6.      Осциллограф

Для работы с осциллографом как с компонентом NI ELVIS использовать инструментальный драйвер нет необходимости, поскольку его функциональность напрямую доступна из NI-DAQ.