Общая характеристика и структура лабораторного комплекса

Для выполнения лабораторных работ и курсового проекта лаборатория схемотехники оснащена измерительным стендом на базе настольной рабочей станции NI ELVIS II и персонального компьютера, связанных через интерфейс High Speed USB 2.0. Системный блок компьютера включает две дополнительные платы:

· плату цифрового ввода/вывода DAQ DIO NI PCI-6533 (далее PCI-6533),

· плату цифрового модульного осциллографа NI PCI-5114 (далее PCI-5114).

Лабораторное оборудование дополняет осциллограф С1-99.

NI ELVIS II (National Instruments Educational Laboratory Virtual Instrumentation Suite II, далее ELVIS) представляет собой макетную плату и рабочую станцию (в стандартной комплектации), в состав ПО которой входит комплект виртуальных измерительных приборов.

В комплексе ELVIS II объединены аппаратные средства и программное обеспечение NI ELVIS, на базе которых можно создавать контрольно-измерительные комплексы различного назначения и проводить на их основе лабораторные работы по общетехническим и специальным дисциплинам. Программное обеспечение (NI ELVISmx, виртуальный ДВП) создано и создается в среде LabVIEW.

Программное обеспечение комплекса состоит из двух компонентов: интерактивных панелей управления[18] и интерфейсов прикладного программирования[19] в LabVIEW (LabVIEW APIs), которые представляют собой виртуальные приборы LabVIEW для программирования функций и управления настольной рабочей станцией NI ELVIS.

На дисплее компьютера отображаются передние панели виртуальных приборов, внешний вид которых соответствует передним панелям соответствующих реальных приборов. Настройка и регулировка приборов осуществляется виртуальными «ручками управления» с помощью мыши или клавиатуры. Клавиатура выполняет вспомогательную роль, позволяя вводить значения регулируемых параметров непосредственно на цифровые панели виртуальных приборов.

Примечание. Программная поддержка NI ELVIS II осуществляется посредством драйвера NI-DAQmx[20] в среде Windows 2000/XP/7.

Перечень блоков аппаратной части комплекса ELVIS II (рис. 2.1):

· персональный компьютер (ПК) с установленным программным обеспечением NI ELVISmx,

· плата цифрового ввода-вывода PCI-6533 (в составе ПК),

· плата цифрового модульного осциллографа PCI-5114 (в составе ПК),

· соединительный блок CB-68LPR,

· настольная рабочая станция NI ELVIS II (далее – рабочая станция),

· макетная плата, закрепляемая на станции винтами и подсоединяемая к ней с помощью разъема PCI (возможна замена на другие платы),

· USB кабель для связи рабочей станции с компьютером,

· блок питания и сетевой кабель (поставляются вместе с NI ELVIS II).

Замечание. Поскольку некоторые инструменты[21] NI ELVISmx используют NI ELVIS IIна максимальной скорости, для подключения рабочей станции к компьютеру необходим высокоскоростной интерфейс High Speed USB 2.0.

NI ELVIS II подключается к ПКс помощью USB кабеля и посредством блока питания – к электрической сети 100-220 В.

К плате цифрового ввода/вывода NI PCI-6533 с помощью кабеля типа SH68-68 подключается соединительный блок CB-68LPR.

Рис. 2.1. Оборудование лаборатории схемотехники на базе рабочей станции NI ELVIS II

1 – Монитор, 2 – Системный блок с платами PCI-5114, PCI-6533, 3 – USB кабель, 4 – Настольная рабочая станция NI ELVIS II, 5 – Макетная плата, 6 – Блок питания, 7 – Сетевой шнур питания, 8 – соединительный блок CB-68LPR

На рис. 2.2 представлена структурная схема лабораторного комплекса, в состав которого входят ПК, платы PCI-6533, PCI-5114, осциллограф С1-99, рабочая станция NI ELVIS II с макетной платой. Среда приложений включает пользовательские приложения, например, среду разработки LabVIEW и САПР[22] NI Multisim. Приложение NI Multisim может использоваться совместно с приборами, разработанными в среде LabVIEW.

На макетной плате размещаются электрические схемы, интегральные схемы (ИС) и другие компоненты, соединяемые посредством шин или тонких медных одножильных проводов. Соединительный блок CB-68LPR применяется для подключения источников сигналов к плате PCI-6533.

Рис. 2.2. Структура лабораторного комплекса измерительных приборов на базе ПК, плат PCI-6533, PCI-5114, осциллографа С1-99 и рабочей станции NI ELVIS II