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1、虚拟仪器原理实验讲义虚拟仪器原理实验讲义（物理学院电科07级用）物理科学与技术学院电子信息教研中心2010-01-08实验1：基本使用方法与子程序实验目的：1. 掌握LabVIEW软件的基本使用方法2. 掌握LV的子程序建立和使用的基本方法实验要求：1. 能够建立简单的LV程序和子程序，并编辑图标，设置连接器端子类型2. 能够使用LV的帮助系统3. 能够修改控件与指示器的外观4. 能够使用LV的调试工具5.能够调用子程序6.能够查看LV程序调用层次实验内容与步骤：1. 构建VI，使用圆按钮控件控制方形灯指示器，随时按下按钮将其打开。2. 创建比较两个数字控件输入的VI，当两个值相等时打开LED
2、。在Comparison选项板中选择要使用的函数。 3. 设计VI，用于判断浮点型数字控件中输入的值是否为整数。在前面板放置一个LED，当输入为整数时点亮。4. a. 使用Simulated Signal Express VI产生两个正弦波，并显示在前面板相应的曲线图中； b使用前面板上的数字控件能够任意调整每个正弦波的幅值； c使用Comparison express VI比较两个信号，如果两个信号相等则点亮LED.d保存VI到D盘，命名为Compare Signals.vi。5. 构建VI，完成下列任务：a从前面板上去两个浮点数作为输入：X和Y；b从X中减去Y并在前面板上显示结果；c用X除
3、以Y并在前面板上显示结果；d.如果输入Y=0，前面板LED指示灯指示被0除。e将vi命名为Subtract and Divide，并保存到D盘。 6.构建VI，使用垂直滑动条控件作为输入，仪表指示器用于输出显示。运行VI时，由垂直滑动条提供的任何输入都将反映在仪表指示器上。随机数函数（Random Number）将“噪声”加入到输入中，因此仪表输出与输入不完全相同。在Run Contimuously模式下运行VI并改变滑动条输入。7.构建VI，该VI具有数字控件用于输入数字x，使用“加”和“乘”函数计算并用数字指示器显示输出结果。8.通过使用VI模板和修改Express VI创建一个程序，要求
4、产生125Hz的三角波和加性噪声。9.使用数字控件构造VI，用于猜测一个1到5之间的整数。在该范围内产生一个随机数，显示在数字指示器中，并与输入比较。如果数字相等点亮LED，并用One Button Dialog函数显示一条消息宣布猜测成功。如果数字不相等，显示一条消息提醒用户所猜的数字不正确。命名为Guessing Game。10.构建VI接受以英尺为单位的输入值，把该值转换为米和英里为单位的值，分别显示在前面板上各自的指示器中。注意1英里=5280英尺，1米=3.281英尺。使用VI，证实10000英尺等于1.89394英里，即3047.85米。保存到D盘，命名为Conver.vi。11.
5、设计VI计算两个数字输入的和与差，两个输入分别为x和y。根据两输入的和与差的比较结果（大于、等于或小于），分别点亮三个LED中的一个。验证如下三种情况：1.x=4和y=12.x=3和y=03.x=2和y=-3保存到D盘，命名为Comparison。12.构建VI，接收5个数字输入，将这些数字相加并在仪表上显示结果。如果输入的总和小于8.0，则圆形指示灯亮。这个灯为绿色，仪表刻度为黄色。13. 创建前面板，包括8个LED指示器和一个8位无符号整形数的垂直滑动条控件，显示滑动条的数字指示器，确保LED分布均匀并底部对齐。本题用8个LED来表示滑动条中数字的二进制：如，如果滑动条设置为数字10，对应
6、的二进制数为 00001010=1*（23）+1*（21），第1个和第3个LED荧光点亮；用数字131再检查上述算法，第0，第1和第7个LED应该点亮，因为131的二进制数为 10000011=1*（27）+1*（20）+1*(21)。14.构建VI,产生两个随机数（0到1之间）并在仪表上显示两个随机数。仪表上分别设置标签“Random number1”和Random number2”使其中一个仪表呈蓝色而另一个仪表呈红色。当红色仪表上随机数值比蓝色仪表随机数值大时，用一个方形LED显示绿色；否则LED显示黑色。运行VI几次并观察结果。在框图上选择Highlight Execution并观察数
7、据流过代码的过程。15.本题将构建停车信号灯。创建从0到2变化的刻度控件，该控件具有3个LED显示：绿色黄色和红色。当在刻度盘0位置时，时VI打开绿色LED；当在刻度盘1位置时，变为黄色；当在刻度盘2位置时，变为红色。16. 参考教材中的使用步骤，按照课堂例题创建程序：给定2点坐标，计算2点长度,计算公式：。将所生成程序设置为子程序，建立图标和连接器，保存在磁盘中。17. 建立程序：给出3点A、B、C，调用所生成子程序，求折线AB+BC长度。使用查看层次命令观察程序的调用层次。18创建VI计算两点（X1，Y1）和（X2，Y2）之间的斜率。用两种方法将该VI创建成子VI保存到D盘，命名为SubS
8、lope1和SubSlope2。19.创建名为Sign.vi的VI，该VI有一个浮点型的输入。如果输入是正数，一个布尔型的输出为真；如果输入是负数，另一个布尔型的输出为真。给Sign VI制作图标，配置连接器窗格，使之成为能被其他VI使用的子VI。再加入描述信息，Context Help将会显示以下信息：“Test if an input is positive or negative。”点击File下VI Properties选择Documentation来键入信息。20打开一个已有的VI，将其修改并使其成为一个子VI。右击图标会发现连接器窗格里输入和输出的数目不正确，端子美元正确地连接到连
9、接器。依照以下步骤修改：（1）右击图标窗格选择Show Connector。（2）再次右击图标窗格并选择Disconnect All Terminals。（3）再次右击图标窗格，在Patterns菜单中选择相应的连接器样式。（4）左边的端子指定给相应控件，右边的端子指定给指示器。（5）双击图标打开Icon Editor，为VI绘制图标。（6）把Find Greastest 作为子VI放置在新的VI上，以验证连接器窗格已经正确设置。添加控件和指示器，然后以不同的输入反复运行程序数次，输出应该总是等于输入到子VI里最大的数值。21. 构建VI，使用LabVIEW固有函数计算用户输入3个数的平均值。
10、在程序中，首先将3个数求和，接着再除以3.得出的平均值显示在前面板上。另外，再添加一段代码，将平均值乘以【0，1】范围内的随机数。将计算平均值的一组代码用两种方法创建成子VI，并编辑图标以便表示子VI的功能，即计算3个数的平均值。22. 打开Check Limit.vi，产生正弦波并将其画在波形图中。将正弦波的值与数字控件的值相比较，估计正弦波是否超过设置的极限。该VI也用到了下一章将要学的的While循环。编辑连接器图标，使其仅拥有必需数量的端子，把它们连接到适当的控件和指示器，以便于当该VI将来用做子VI时，可以访问到所有前面板对象。此外，改变VI，使得VI运行时隐藏工具条、菜单条和滚动条
11、。提示：从File下VI Properties进入对话框并选择Window Appearance（窗口外观），然后选择Customize。23. 创建子VI，将4个输入多路转换到单个输出。子VI应具有4个浮点数字控件（标注为In1到In4），一个浮点数指示器（标注为Out），一个8位无符号整数控件（标注为Select）。如果Select=1，那么Out=In1；如果Select=2，那么Out=In2；如果Select=3，那么Out=In3；如果Select=4，那么Out=In4。24. 创建VI，执行Function下Application Control选项板中的Quite LabVI
12、EW VI。打开一个新VI并把Quite LabVIEW VI放置到框图中。选择下VI Properties编辑VI属性，选择Execution类。勾选Run when opened旁的复选框。把该VI保存到D盘。关闭该VI然后再打开，看看发生了什么？试着领会以下如何编辑该VI。（提示：用子VI）。25. 创建VI求出下列二次方程的根x，这里常量a，b和c是实数。一般来说，二次方程的根不是两个实数就是两个复数。而对于这个问题，VI只需要找出正确的根。二次方程的根由下面给出的关系得到。和；创建VI，根据上面的关系计算出根x1和x2。前面板要求：2个数值输出用来显示2个根，3个输入用来输入常量a，
13、b和c。框图建立好之后，再创建图标和配置连接端子使该VI变成子VI。将该VI放置在新建的VI之上，连接端子到控件和指示器，验证前面的工作是否正确。课后设计：1. 运用Falling Edge.vi，判断脉宽调制VI中输出信号何时出现下降沿。本题创建一个VI称为Rising Edge.vi，每当一个完整的输出信号周期完成后，产生一个上升沿，在下一时钟周期到来时，该VI的布尔输出返回真。与Falling Edge VI不同，该VI只有两个输入：Period和Clock。因为信号占空比的变化只改变下降沿的位置而不改变上升沿的位置，因此VI中不必输入Duty Cycle。保存到D盘命名为Rising
14、Edge.vi。2. 本设计题中创建一个模拟售货机的VI。售货机销售三种商品：1. 糖块0.80；2. 薯片每包0.60；3. 口香糖0.40。售货机只接受5美元纸币、1美元纸币、25美分、10美分和5美分。前面板的输入应该包括一个数字控件输入用户投入到售货机里的钱数，及三个整形数字控件用于指定用户想从售货机购买的每一种商品的数量。VI需要检查输入的钱数是否大于或等于所选择购买的总金额。如果钱不够，使用Display Message to User Express VI显示消息提醒消费者投入更多的钱。然后，点亮前面板上的LED指示器并在数字指示器中显示所需要的钱数。如果用户投入自动售货机的钱数
15、过多，则要输出找回用户的钱数，显示自动售货机分配的1美元、25美分、10美分和5美分每种币值的个数。3. 构建VI，产生一个-10到10之间的随机数。在VI的前面板上用指示器来显示随机数的值，然后点亮随机数所在范围对应的LED。用一个LED显示负的随机数，一个LED显示在0到4范围内的随机数，一个LED显示大于等于5的随机数。改变LED的属性使其点亮时为黄色，关闭时为暗黄色。对指示器使用描述性的标签，用Align Objects和Distribute Objects菜单中的工具在框图和前面板中均匀地分布对象。4. 创建子VI计算年龄，出生日期和当前日期作为输入。用3个独立的整型控件来输入日期：一个表示日，一个表示月，一个表示年。月份用阿拉伯数字表示。例如，1表示一月，2表示二月，等等。为VI创建图标，将输入和输出连接到图标的端子上。完成后，在VI Properties里添加说明信息，键入以下文字到说明信息：“Finds age in years of a person given the current date and the persons birth date as input.”5. 创建子VI计算人的体重指标（BMI，Body Mass Inde
