《虚拟仪器设计》实验指导书

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1、虚拟仪器设计实验指导书 目录实验1 LabVIEW入门3实验2 程序结构7实验3 数据类型：数组、簇16实验4 图形显示23实验5 字符串和文件I/O25实验6 信号处理与分析31实验7 VI程序的创建与结构控制36实验8 LabVIEW网络程序设计41实验9 LabVIEW串口数据采集实验46实验10 基于声卡的数据采集系统50实验1 LabVIEW入门1 实验目的 （1）初步学会使用LabVIEW； （2）掌握创建自己的VI。2 实验任务（1） 建立一个测量温度和容积的VI；（2） 为 VI创建图标和联接器；（3） 使用LabvIEW图表模式。3 实验步骤练习：建立一个测量温度和容积的VI

2、，其中须调用一个仿真测量温度和容积的传感器子VI。步骤如下： 选择 FileNew，打开一个新的前面板窗口。 从 ControlsNumeric 中选择 Tank放到前面板中。 在标签文本框中输入“容积” ，然后在前面板中的其他任何位置单击一下。 把容器显示对象的显示范围设置为0.0到1000.0。a. 使用文本编辑工具（Text Edit Tool），双击容器坐标的10.0 标度，使它高亮显示。b. 在坐标中输入 1000，再在前面板中的其他任何地方单击一下。 这时0.0到1000.0之间的增量将被自动显示。 在容器旁配数据显示。将鼠标移到容器上，点右键，在出现的快速菜单中选Visible

3、ItermsDigital Display即可。从ControlsNumeric 中选择一个温度计，将它放到前面板中。设置其标签为“温度”,显示范围为0到100，同时配数字显示。可得到如下的前面板图。图1练习的前面板图 WindowsShow Diagram 打开流程图窗口。从功能模板中选择对象，将它们放到流程图上组成下图（其中的标注是后加的）。随机数发生器乘法函数数值常数进程监视器图2练习的流程图该流程图中新增的对象有两个乘法器、两个数值常数、一个随机数发生器、一个进程监视器，温度和容积对象是由前棉板的设置自动带出来的。a. 乘法器和随机数发生器由FunctionsNumeric中拖出，尽管

4、数值常数也可以这样得到，但是建议使用c 中的方法更好些。b. 进程监视器（Process Monitor）不是一个函数，而是以子VI的方式提供的，它存放在LabVIEWActivity目录中，调用它的方法是在FunctionsSelect a VI下打开Process Monitor，然后在流程图上点击一下，就可以出现它的图标。注意：LabVIEW目录一般在Program FilesNational Instruments目录下。用连线工具将各对象按规定连接。a中的遗留问题创建数值常数对象的另一种方法是在连线时一起完成。具体方法是：用连线工具在某个功能函数或VI的连线端子上单击鼠标右键，再从弹

5、出的菜单中选择 Create Constant，就可以创建一个具有正确的数据格式的数值常数对象。选择 FileSave, 把该VI 保存为 LabVIEWActivity 目录中的 Temp & Vol.vi。在前面板中，单击Run（运行）按钮，运行该 VI。注意电压和温度的数值都显示在前面板中。选择FileClose，关闭该 VI 。练习 - 结束练习 -为 VI创建图标和联接器 打开 LabVIEWActivity 目录中的Temp & Vol.vi，这是练习做的程序。在前面板中，用鼠标右键单击窗口右上角的图标，在快捷菜单中选择 Edit Icon.，也可以双击图标激活图标编辑器。注意只能

6、在前面板中编辑图标和联接器。删除默认图标。使用Select Tool（矩形框），单击并拖动想要删除的部分，按下。也可以通过双击工具框中的阴影矩形删除图标。用 Pencil Tool （铅笔工具）绘制一个温度计。用 Text Tool（文本工具）创建文本。得到图标将如下图所示。图3编辑后的图标编辑器窗口单击OK，关闭编辑器。新创建的图标就显示在屏幕右上角的图标窗口中。用鼠标右键单击前面板中的图标窗口，在快捷菜单中选择Show Connector，设置联接器端子连接模式。在默认情况下，LabVIEW 会根据前面板中的控制对象和显示对象的数目确定联接器的端子连接模式。因为前面板中有两个对象，所以联接

7、器有两个端子，如左图所示。用鼠标右键单击联接器窗口，在快捷菜单中选择Rotate 90 Degrees（旋转90度），注意联接器窗口的变化，如左图所示。8将端子连接到温度计和电压计： a. 点击联接器上部端子。光标自动变成连线工具，同时端子变成黑色。b. 单击温度显示对象。一个移动的虚线框把它包围起来，选中的端子的颜色变为与控制/显示对象的数据类型一致的颜色。如果单击前面板中的任何空白区域以后，虚线消失，选中的端子变暗，这表示您已经成功地把显示对象和上部端子连接起来。如果端子是白色，则表示没有连接成功。c. 重复步骤a 和 b，把底部的端子和容积计连接起来。d. 用鼠标右键单击联接器，在快捷菜

8、单中选择Show Icon.9选择FileSave ，保存该 VI。这样这个 VI 就完成了，并也可以作为子 VI 被其他的VI调用。子VI 的图标在主 VI 的流程图中代表它。VI 的联接器（含有两个端子）输出温度和容积。练习 - 结束练习 1-3 使用三种图表模式 目的：查看 VI 分别在三种模式下执行时图表的显示。1建立前面板及流程图如下 该程序中利用一个循环产生连续的sin(i)函数值，并及时地在chart图表上显示出来，现在前面板上的chart是一个strip，这是一个坐标式显示器，与纸带式图表记录器相似。每接受一个新数据，新数据就将显示在右侧，而原有数据移动到左侧图4图表的例子2用

9、鼠标选中chart,点击右键，可在快速菜单中选择AdvancedUpdate Mode子菜单。可以选择更换其他两种更新模式。示波器模式是一个返回式的显示器，与示波器类似。每接受一个新数据时，它就把新数据绘制在原有数据的右侧。当数据曲线到达显示区的右边缘时，VI 会删除全部图形，从左边缘重新开始绘制曲线。示波器模式显然要快于条状图模式，因为它不会因为滚动产生溢出。 扫描模式更接近于示波器模式，但是当数据曲线到达显示区的右边时，不会变成空白，而是会出现一个移动的垂线，标记新数据的开始，并当VI添加新数据时穿过整个显示区。练习 1-3 结束。4 实验报告 写出以上三个练习的中的步骤要点，附上运行时的

10、前后面版图形。实验2 程序结构1 实验目的 （1）学会使用LabVIEW中的While循环； （2）学会使用LabVIEW中的移位寄存器； （3）学会使用LabVIEW中的For循环； （4）学会使用LabVIEW中的CASE结构； （5）学会使用LabVIEW中的顺序结构； （6）学会使用LabVIEW中的公式节点。2 实验任务 （1）建立一个While循环的VI； （2）建立一个移位寄存器的VI； （3）建立一个For循环的VI； （4）建立一个CASE结构的VI； （5）建立一个顺序结构的VI； （6）建立一个有公式节点的VI。3 实验步骤练习使用While循环和图表 目的：用 Whil

11、e 循环和图表获得数据，并实时显示。创建一个可以产生并在图表中显示随机数的VI。 前面板有一个控制旋钮可在0到10秒之间调节循环时间，还有一个开关可以中止VI的运行。学习怎样改变开关的动作属性，以便不用每次运行VI时都要打开开关。操作步骤如下： 前面板图1练习的前面板 选择FileNew，打开一个新的前面板。 选择ControlsBoolean，在前面板中放置一个开关。设置开关的标签为控制开关。 使用标签工具创建 ON 和 OFF 的标签，放置于开关旁。 选中ControlsGraph，在前面板中放置一个波形图（是chart，而不是graph）。设置它的标签为随机信号。这个图表用于实时显示随机

12、数。 把图表的纵坐标改为0.0 到 1.0。方法是用标签工具把最大值从10.0改为1.0。 选择ControlsNumeric，在前面板中放置一个旋钮。设置旋钮的标签为循环延时。这个旋钮用于控制While 循环的循环时间。流程图 开流程图，按照下图创建流程图。图练习的流程图a) 从 FunctionsStructures 中选择 While 循环，把它放置在流程图中。将其拖至适当大小，将相关对象移到循环圈内。b) 从 Functions Numeric中选择随机数（0-1）功能函数放到循环内。c) 在循环中设置Wait Until Next ms Multiple函数 （FunctionsTi

13、me & Dialog），该函数的时间单位是毫秒，按目前面板旋钮的标度，可将每次执行时间延迟0到10毫秒。d) 照上面所示的流程图连线，把随机数功能函数和随机信号图表输入端子连接起来，并把启动开关和While 循环的条件端子连接。 返回前面板，调用操作工具后单击垂直开关将它打开。 把该 VI 保存为 LabVIEWActivity目录中的Random Signal.vi。 执行该 VI。While循环的执行次数是不确定的，只要设置的条件为真，循环程序就会持续运行。在这个例子中，只要开关打开（TRUE），框图程序就会一直产生随机数，并将其在图表中显示。 单击垂直开关，中止该VI。关闭开关这个动作

14、会给循环条件端子发送一个FALSE值，从而中止循环。 用鼠标右键单击图表，选择Data OperationsClear Chart，清除显示缓存，重新设置图表。练习结束附注与说明布尔开关的机械动作：布尔开关有6种机械动作属性可供选择。在前面板上用鼠标右键单击开关，在快捷菜单中选择Mechanical Action就可以看到这些可选的动作。LabVIEW还提供了一个范例示范这些动作，它是位于ExamplesGeneralControlsbooleans.llb的Mechanical Action of Booleans.vi。练习 使用移位寄存器 目的：创建一个可以在图表中显示运行平均数的VI。前面板1. 打开一个新的前面板，按照下图所示创建对象。2. 把波形图表的坐标范围改为0.0到2.0。3. 在添加竖直坐标之后，用鼠标右键单击它，在快捷菜单中选择Mechanical ActionLatch When Pressed，再选择OperateMake Current Values Def