虚拟仪器LabVIEW实验报告.docx
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虚拟仪器LabVIEW实验报告.docx
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虚拟仪器LabVIEW实验报告
攀枝花学院
电工电子实验中心
电工电子实验报告册
实验课程虚拟仪器实验
专业班级2010级测控技术与仪器
学生姓名
学生学号
指导教师
2013年3月22日
实验时间实验台号
指导教师同组学生
实验一LabVIEW编程环境及初步操作
一、实验目的
1.熟悉LabVIEW的编程环境,逐步掌握基本使用方法;
2.熟悉创建、调试、调用VI的基本步骤和方法;
3.掌握LabVIEW软件安装方法。
二、实验仪器和设备
计算机(安装有LabVIEW软件)
三、实验原理
安装LabVIEW软件,认识具体的安装步骤,注意安装细节和注册技巧。
LabVIEW的基本编程环境,包括启动界面,前面板,程序框图,图标/连线板、菜单、工具栏、三大操作选板(工具选板,控件选板,函数选板)等。
在编程环境中可以创建、调试和调用VI,完成虚拟仪器的设计。
四、实验内容与步骤
1.认识LabVIEW的基本编程环境,包括启动界面,前面板,程序框图,图标/连线板。
2.打开LabVIEW三大操作选板(工具选板,控件选板,函数选板),逐个认识各选板的组成内容。
3.认识LabVIEW的菜单和工具栏,熟悉基本功能和使用方法。
4.创建VI
以教材《虚拟仪器技术分析与设计》(张重雄,电子工业出版社)为参考,按照虚拟仪器创建步骤,模仿创建一个简单的VI。
创建过程中逐步加强对LabVIEW编程环境的熟悉。
5.调试VI
利用虚拟仪器一般的调试步骤:
运行、清除语法错误、高亮显示、单步执行、探针和断电工具使用等,理解调试基本方法。
6.创建和调用子VI。
学习编辑子VI图标并进行连线板设计。
7.学习LabVIEW软件安装基本方法、安装技巧等。
五、数据处理
1.通过屏幕拷贝(或采用截图软件)记录三大选板(工具选板、控件选板、函数选板)。
2.参考教材创建“虚拟温度计”,通过屏幕拷贝(或采用截图软件)将其前面板、程序框图等主要部分记录下来。
3.创建一个子VI,子VI功能:
输入3个参数后,求其和,再开方。
再编一个VI调用上述子VI。
六、问答题
1.什么是LabVIEW?
LabVIEW程序由哪几部分组成?
LabVIEW是美国国家仪器(NI)的一款虚拟仪器开发软件,图形化的编程环境使工程师能快速开发出产品。
程序主要有前面板和程序框图组成。
2.LabVIEW开发工具的三个选板(工具选板、控件选板、函数选板)分别使用在前面板还是程序框图中?
工具选板:
前面板&程序框图
控件选板:
前面板
函数选板:
程序框图
实验时间实验台号
指导教师同组学生
实验二LabVIEW程序结构
(1)
一、实验目的
1.掌握循环结构(For循环、While循环)的创建和使用方法;
2.掌握条件结构的创建和使用方法;
3.理解移位寄存器和反馈节点的功能。
二、实验仪器和设备
计算机(安装有LabVIEW软件)
三、实验原理
LabVIEW中的循环结构主要包括For循环和While循环。
这两种循环结构功能基本相同,但使用上有一些差别:
For循环指定循环的次数,循环指定次数后自动退出循环;While循环指定循环退出条件,条件满足时退出循环。
移位寄存器的功能:
从一个循环向下一个循环传递数据。
当For循环或While循环边框比较大时,使用移位寄存器会造成过长的连线,因此LabVIEW提供了反馈节点。
条件结构根据不同的条件执行不同的分支程序,类似于文本编程语言中的switch语句或if...then...else语句。
在使用条件结构时,控制条件的数据类型(整型、布尔型、字符型、枚举型)必须与选择器标签中的数据类型一致。
四、实验内容与步骤
1.认识和熟悉For循环
(1)创建一个For循环,认识其外观和两个端口。
(2)参考教材[例5.1]、[例5.2]创建VI,熟悉For循环、移位寄存器的建立和使用。
2.认识和熟悉While循环
(1)创建一个While循环,认识其外观和两个端口。
(2)参考教材[例5.3]创建VI,熟悉While循环、移位寄存器的建立和使用。
3.认识和熟悉条件结构
(1)创建一个条件结构,认识其外观和两个端口。
(2)参考教材[例5.4]、[例5.5]创建VI,熟悉条件结构的建立和使用。
五、数据处理
1.设计VI,功能要求:
产生100个0.0~100.0的随机数,将数据在波形图表中显示,并求其最小值、最大值和平均值。
2.设计VI,功能要求:
程序开始运行后,要求用户输入一个口令,口令正确时,使用量表显示一个0~100的随机数,否则程序立即停止。
实验时间实验台号
指导教师同组学生
实验三LabVIEW程序结构
(2)
一、实验目的
1.掌握顺序结构(平铺式、层叠式)的创建和使用方法;
2.了解事件结构的创建和使用方法;
3.掌握公式节点的创建和使用方法。
二、实验仪器和设备
计算机(安装有LabVIEW软件)
三、实验原理
LabVIEW顺序结构功能:
强制程序按一定的顺序执行。
顺序结构包含一个或多个按顺序执行的子程序框图或帧。
两种顺序结构:
平铺式顺序结构和层叠式顺序结构。
在各个子程序框图之间传递数据时,平铺顺序结构可以直接连线,但层叠顺序结构要借助于顺序局部变量。
事件即发生了某种事情的通知(包括用户界面事件和编程生成事件),其中用户界面事件包括鼠标点击、键盘按键等动作。
公式节点是一种专用于处理数学公式编程的特殊结构形式。
在公式节点框架内,LabVIEW允许用户像书写数学公式或方程一样,直接编写数学处理节点,形式与标准C语言类似。
四、实验内容与步骤
1.认识和熟悉顺序结构
(1)分别创建两种顺序结构,认识其外观,掌握添加或删除帧的方法。
(2)参考教材[例5.6]创建VI,熟悉顺序结构的建立和使用。
2.了解事件结构
(1)创建一个事件结构,认识其外观和端口。
(2)参考教材[例5.7]创建VI,了解事件结构的建立和使用。
3.认识和熟悉公式节点
(1)创建一个公式节点,认识其外观和输入输出端口添加或删除方法。
(2)参考教材[例5.8]创建VI,熟悉公式节点的建立和使用。
五、数据处理
1.设计VI,使用公式节点,完成下面公式的计算:
实验时间实验台号
指导教师同组学生
实验四LabVIEW字符串、数组和簇
一、实验目的
1.掌握字符串的概念和显示方式;会正确使用字符串函数;
2.掌握数组的概念和创建方法,会正确使用数组函数;
3.掌握簇的概念和创建方法,会正确使用簇函数。
二、实验仪器和设备
计算机(安装有LabVIEW软件)
三、实验原理
字符串、数组和簇是LabVIEW中的三种数据类型。
字符串是可显示的或不可显示的ASCII字符序列。
字符串有4种显示类型:
正常显示、”\”代码显示、密码显示、十六进制显示。
LabVIEW的字符串子选板中有多个字符串处理函数。
数组是相同类型数据的组合。
一个数组可以是一维、二维或者多维,每一维最多可有231-1个元素。
可以通过数组索引访问数组的每个元素,索引的范围是0到n–1(其中n是数组中元素的个数)。
创建数组有两种方法:
前面板上创建和程序框图上创建。
LabVIEW的数组函数子选板中有多个数组函数。
簇是由不同类型的数据元素组成的一种数据类型,类似于C语言中的结构体。
簇的创建方法与数组类似。
LabVIEW的簇函数子选板中有多个簇函数。
四、实验内容与步骤
1.认识和掌握字符串
(1)认识字符串控件(字符串输入控件、字符串显示控件、组合框);
(2)认识字符串的四种显示方式;
(3)认识各种字符串函数,参考教材[例5.9]创建VI,逐步掌握字符串函数的正确使用。
2.认识和掌握数组
(1)学习数组的创建方法(在前面板创建数组;在程序框图中创建数组常量),会给数组元素赋值、改变维数、索引号的使用等等;
(2)认识各种数组函数,参考教材[例5.10]~[例5.12]创建VI,逐步掌握数组函数的正确使用。
3.认识和掌握簇
(1)学习簇的创建方法(在前面板创建簇;在程序框图中创建簇常量),会给簇元素赋值、重排簇顺序、簇大小调整等等;
(2)认识各种簇函数,参考教材[例5.13]、[例5.14]创建VI,逐步掌握簇函数的正确使用。
五、数据处理
1.创建一个字符串显示控件,程序运行后分两行显示:
第一行显示自己的姓名和班级,第二行显示当前系统的日期和时间。
2.创建一个3行4列的二维数组:
(1)求数组的最大与最小值;
(2)求出数组的大小;
(3)将该数组转置;
(4)将该二维数组改为一个一维数组。
3.在前面板上创建一个簇输入控件,成员为:
姓名(字符型),学号(数值型),注册(布尔型)。
从该控件中单独提取簇成员“注册”,并显示在前面板上。
实验时间实验台号
指导教师同组学生
实验五LabVIEW变量和文件操作
一、实验目的
1.理解局部变量和全局变量的概念、使用场合及特点;
2.掌握局部变量和全局变量的创建和使用方法;
3.理解LabVIEW支持的文件类型,熟悉各种文件操作函数的使用。
二、实验仪器和设备
计算机(安装有LabVIEW软件)
三、实验原理
局部变量和全局变量是LabVIEW用来传递数据的工具。
如果一个程序太复杂的话,有时连线会很困难甚至无法连线,这时就需要用到局部变量。
如果需要在两个程序之间交换数据时,靠连线的方式是无法实现的,在这种情况下,就需要使用全局变量。
局部变量是只能在同一个VI中使用的变量。
它的创建方法有两种:
(1)直接为前面板对象创建;
(2)通过函数选板创建。
全局变量是可在不同VI之间进行数据传递的变量。
创建全局变量时,LabVIEW将自动创建一个有前面板但无程序框图的特殊全局VI。
LabVIEW可读写的文件格式主要有:
文本文件、二进制文件、数据记录文件。
LabVIEW中的“文件I/O”子选板有多个文件操作函数(比如写入/读取电子表格文件、写入/读取文本文件、写入/读取二进制文件、写入/读取数据记录文件等),合理选用将可以实现新建、打开、关闭、读/写、删除、复制、移动等各种文件操作。
四、实验内容与步骤
1.认识和掌握局部变量
(1)学习局部变量的两种创建方法(直接为前面板对象创建;通过函数选板创建),会改变局部变量的读、写属性;
(2)参考教材[例5.15]创建VI,逐步掌握局部变量的正确使用方法。
2.认识和掌握全局变量
(1)学习全局变量的创建方法,会改变其读、写属性;
(2)参考教材[例5.16]创建VI,逐步掌握全局变量的正确使用方法。
3.认识和理解LabVIEW的文件操作
(1)打开函数选板中的“文件I/O”子选板,认识各种文件操作函数;
(2)参考教材[例5.17]~[例5.24]创建VI,逐步熟悉各种文件操作函数(写入/读取电子表格文件、写入/读取文本文件、写入/读取二进制文件、写入/读取数据记录文件等)的正确使用方法。
五、数据处理
1.设计VI,利用全局变量将一个VI产生的正弦波送另一个VI显示。
2.设计VI,将含有10个随机数的一维数组存储为电子表格文件。
3.参考教材[例5.23]、[例5.24]设计VI,实现读/写数据记录文件功能。
实验时间实验台号
指导教师同组学生
实验六LabVIEW图形显示
一、实验目的
1.熟悉图形控件选板,理解各控件的功能;
2.掌握波形图表和波形图的使用和设置;
3.理解XY图、强度图/图表、数字波形图的使用;
4.了解三维图形的使用。
二、实验仪器和设备
计算机(安装有LabVIEW软件)
三、实验原理
LabVIEW图形显示控件主要包括:
波形图表、波形图、XY图、强度图/图表、数字波形图、三维图形等。
波形图和波形图表——显示采样率恒定的数据。
波形图通常先将数据采集到数组中,再将数据绘制到图形中(逐块绘制);波形图表将新的数据点追加到已显示的数据点上以形成历史记录(逐点绘制)
XY图——显示采样率非均匀的数据及多值函数的数据。
强度图/图表——在二维图上以颜色显示第三个维度的值,在二维图上显示三维数据。
数字波形图——以脉冲或成组的数字线的形式显示数据。
三维图形——在前面板ActiveX对象的三维图上显示三维数据。
四、实验内容与步骤
1.打开图形控件选板,熟悉各个图形控件。
2.认识和掌握波形图
(1)创建一个波形图,认识其主要组件(标签、图例、标尺图例、图形工具选板、游标图例、X滚动条等),会进行波形图的各种属性设置(外观、显示格式、曲线、标尺、游标等)
(2)参考教材[例5.25]~[例5.27]创建VI,逐步掌握波形图的正确使用方法,会导出简化图像。
3.认识和掌握波形图表
(1)创建一个波形图表,认识其主要组件(标签、图例、标尺图例、图形工具选板、数字显示、X滚动条等),会进行波形图表的各种属性设置(外观、显示格式、曲线、标尺、刷新模式、多曲线显示等)
(2)参考教材[例5.28]、[例5.29]创建VI,逐步掌握波形图表的正确使用方法。
4.认识和理解XY图
参考教材[例5.30]创建VI,理解XY图的正确使用方法。
5.认识和理解强度图和强度图表
参考教材[例5.31]、[例5.32]创建VI,理解强度图和强度图表的正确使用方法。
6.认识和理解数字波形图
参考教材[例5.33]创建VI,理解数字波形图的正确使用方法。
7.认识和了解三维图形
参考教材[例5.34]~[例5.36]创建VI,了解三维图形的正确使用方法。
五、数据处理
1.设计VI,产生100个随机数并使用波形图表显示波形,并计算随机数的平均值、最大值、最小值,在前面板上显示计算结果。
2.设计VI,在波形图上显示一条正弦曲线和一条余弦曲线(要求:
两条曲线线宽和颜色均不同;每条曲线长128点;正弦曲线x0=0,△x=1,余弦曲线x0=2,△x=2)。
实验时间实验台号
指导教师同组学生
实验七LabVIEW数据采集与信号处理
一、实验目的
1.理解虚拟仪器数据采集的基本设计方法;
2.理解虚拟仪器常见信号产生的基本设计方法;
3.理解虚拟仪器常见信号分析与处理的基本设计方法。
二、实验仪器和设备
计算机(安装有LabVIEW软件),数据采集卡
三、实验原理
数据采集是虚拟仪器获取信息的必不可少的基本功能,DAQmx软件是LabVIEW的核心,使用LabVIEW,必须要掌握如何使用数据采集卡和DAQmx函数。
虚拟仪器常见信号产生主要有正弦波、三角波、方波、锯齿波、噪声波及多频波等。
虚拟仪器常见信号分析与处理主要包括:
信号的时域分析、信号的频域分析、数字滤波器、曲线拟合。
利用LabVIEW中的这些功能模块,可以进行各种简单直观的信号分析与处理。
四、实验内容与步骤
1.打开函数选板的各相关子选板,逐个熟悉数据采集、信号产生、信号处理等各个功能函数。
2.理解数据采集过程及VI设计
(1)在安装配置好数据采集卡的基础上,基于DAQ助手(教材[图6.14]~[图6.17])或DAQmx函数(教材[例6.2]~[例6.5])进行数据采集VI设计。
(2)若没有数据采集卡,可以用声卡实现部分数据采集功能(教材[例8.33])。
3.参考教材[例6.6]~[例6.11]创建VI,理解各种信号产生(正弦波、噪声、函数信号、多频波等)VI设计方法。
4.参考教材[例6.12]~[例6.24]创建VI,理解各种信号分析与处理(信号的时域分析/频域分析、数字滤波器、曲线拟合等)VI设计方法。
五、数据处理
1.参考下图设计双通道函数信号发生器前面板。
它的功能较为简单,主要是通过选择几种简单波形类型,设置频率、幅值和占空比等,观察两通道输出波形的变化。
由图可知,双通道函数信号发生器前面板是由标签、两个通道的输入控件以及波形图等构成。
通道CH1和CH2的输入控件有选择波形类型、频率、幅值和占空比;选择波形类型有方波、正弦波、三角波和锯齿波四种;波形图是输出控件。
双通道函数信号发生器程序框图设计如下:
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