虚拟仪器实验指导书-XXXX版

1、虚拟仪器技技术实验指导 深圳大学测测控技术与与仪器目 录TOC o 1-1 h z HYPERLINK l _Toc163059054 实验一 LabVVIEW编编程环境与与基本操作作实验 PAGEREF _Toc163059054 h 1 HYPERLINK l _Toc163059055 实验二 LabVVIEW编编程的结构构实验1 PAGEREF _Toc163059055 h 7 HYPERLINK l _Toc163059057 实验三LLabVIIEW编程程的图形图图表、数组组与簇 PAGEREF _Toc163059057 h 16 HYPERLINK l _Toc1630590

2、58 实验四 LabVVIEW编编程的数据据采集实验验 PAGEREF _Toc163059058 h 20 HYPERLINK l _Toc163059059 实验五 NI EELVISS环境 PAGEREF _Toc163059059 h 28 HYPERLINK l _Toc163059059 实验六 RC 瞬态态电路和数数字温度计计设计 PAGEREF _Toc163059059 h 35虚拟仪器实验指导 - PAGE 39 -实验一 LLabVIIEW编程程环境与基基本操作实实验一、实验目目的1了解LLabVIIEW的编编程环境。2掌握LLabVIIEW的基本操作作方法，并并编制简单

3、单的程序。3学习建建立子程序序的过程和和调用子程程序的方法法二、实验原原理1虚拟仪仪器虚拟仪器（Virtual Instrument，简称VI）是基于计算机的软硬件测试平台。虚拟仪器技术的优势在于可由用户定义自己的专用仪器系统，且功能灵活，很容易构建，所以应用面极为广泛。20世纪880年代，随随着计算机机技术的发发展，个人人电脑可以以带有多个个扩展槽，就就出现了插插在计算机机里的数据据采集卡。它可以进进行一些简简单的数据据采集，数数据的后处处理由计算算机软件完完成，这就就是虚拟仪仪器技术的的雏形。11986年年，美国NNatioonal Insttrumeents公公司（简称称NI公司）提提出

4、了“软软件即仪器器”的口号号，推出了了NI-LLabVIIEW开发发和运行程程序平台，以以直观的流流程图编程程风格为特特点，开启启了虚拟仪仪器的先河河。22LLabVIIEWLabVIIEW（Labooratoory VVirtuual iinstrrumennt Enngineeerinng）是一一种图形化化的编程语语言，一个个标准的数数据采集和和仪器控制制软件。LLabVIIEW集成成了与满足足GPIBB、VXI、RS-2232和RS-4485协议议的硬件及及数据采集集卡通讯的的全部功能能。它还内内置了便于于应用TCCP/IPP、ActiiveX等等软件标准准的库函数数。这是一一个功能强强

5、大且灵活活的软件。利用它可可以方便地地建立自己己的虚拟仪仪器，其图图形化的界界面使得编编程及使用用过程都生生动有趣。图形化的的程序语言言，又称为为“”语语言。使用用这种语言言编程时，基基本上不写写程序代码码，取而代代之的是流流程图或流流程图。控制对象(输入)显示对象(输出)图1.1随机信号发生器的前面板(1)LaabVIEEW应用程程序的构成成所有的LaabVIEEW应用程程序，即虚拟仪器器（VI），它它包括前面面板（fronnt paanel）、流程图（block diagram）以及图标/连结器(iicon/connnectoor)三部部分。前面板前面板是图图形用户界界面，也就就是VI的虚

6、拟拟仪器面板板，这一界界面上有用用户输入和显显示输出两两类对象，具具体表现有开关、旋钮、图图形以及其其他控制（conttrol）和和显示对象象（inddicattor）。框图 cttrl+EE框图提供VVI的图形形化源程序序。在框图图中对VII编程，以以控制和操操纵定义在在前面板上上的输入和和输出功能能。框图中中包括前面面板上的控控件的连线线端子，还还有一些前前面板上没没有，但编编程必须有有的东西，例例如函数、结构和连连线等。框图中，对对象的移动动：shiift+鼠鼠标选择移移动； 对对象的复制制：ctrrl+鼠标标选择移动动； 对对象的删除除：鼠标选选择，按；前面板与框框图并排：ctrll+

7、T图1.2与与图1.11对应的框框图。函数：随机数发生器结构：循环与前面板控件对应的连线端子与前面板控件对应的连线端子图1.2随机信号发生器的流程图图标/连接接器图标 连接器 图标/连接接器是子VVI被其它它VI调用的的接口。图图标是子VVI在其他他程序框图图中被调用用的节点表表现形式；而连接器器则表示节节点数据的的输入/输出口，就就象函数的参参数。用户户必须指定定连接器端端口与前面面板的控制制和显示一一一对应。连接器一一般情况下下隐含不显显示，除非非用户选择择打开观察察它。(2)操作作模板在LabVVIEW的的用户界面面操作模板板包括：工具（Toools）模模板：在前前面板或框框图中按住住键

8、键并单击鼠鼠标右键。控件（Coontrools）模模板：在前前面板激活活状态，在在前面板空空白区单击击右键。函数（Fuunctiions）模模板：在框框图激活状状态，在框框图空白区区单击右键键。(3)连线线，连线工工具流程图上的的每一个对对象都带有有自己的连连线端子，连连线将构成成对象之间间的数据通通道。因为为这不是几几何意义上上的连线，因因此并非任任意两个端端子间都可可连线，连连线类似于于普通程序序中的变量量。数据单单向流动，从从源端口向向一个或多多个目的端端口流动。不同的线线型代表不不同的数据据类型。消除所有断断线：cttrl+BB(4)程序序调试技术术a)找出语语法错误 如果一个VVI程

9、序存存在语法错错误，则在在面板工具具条上的运运行按钮会会变成一个个折断的箭箭头，表示示程序不能能被执行。点击它，LabVIEW弹出错误清单窗口，点击其中任何一个所列出的错误，选用Find功能，则出错的对象或端口就会变成高亮。b)设置执执行程序高高亮在LabVVIEW的的工具条上上有一个画画着灯泡的的按钮，这这个按钮叫叫做“高亮亮执行”按按钮上。点点击这个按按钮使它变变成高亮形形式，再点点击运行按按钮，VII程序就以以较慢的速速度运行，没没有被执行行的代码灰灰色显示，执执行后的代代码高亮显显示，并显显示数据流流线上的数数据值。这这样，你就就可以根据据数据的流流动状态跟跟踪程序的的执行。c)断点与

10、与单步执行行为了查找程程序中的逻逻辑错误，有有时希望流流程图程序序一个节点点一个节点点地执行。使用断点点工具可以以在程序的的某一地点点中止程序序执行，用用探针或者者单步方式式查看数据据。使用断断点工具时时，点击你你希望设置置或者清除除断点的地地方。断点点的显示对对于节点或或者图框表表示为红框框，对于连连线表示为为红点。当当VI程序序运行到断断点被设置置处，程序序被暂停在在将要执行行的节点，以以闪烁表示示。按下单单步执行按按钮，闪烁烁的节点被被执行，下下一个将要要执行的节节点变为闪闪烁，指示示它将被执执行。你也也可以点击击暂停按钮钮，这样程程序将连续续执行直到到下一个断断点。b)探针 可用探针工

11、工具来查看看当流程图图程序流经经某一根连连接线时的的数据值。从Toools工具具模板选择择探针工具具，再用鼠鼠标左建点点击你希望望放置探针针的连接线线。这时显显示器上会会出现一个个探针显示示窗口。该该窗口总是是被显示在在前面板窗窗口或流程程图窗口的的上面。3子VII子VI（SSubVII）相当于于普通编程程语言中的的子程序，也也就是被其其他的VII调用的VII。可以将将任何一个个定义了图图标和联接接器的VII作为另一一个VI的子程程序。4LabbVIEWW编程常用用的两个公公共帮助选选项：Coontexxt(上下下文本)和LabVVIEW Helpp(LabbVIEWW帮助)，对于LaabVI

12、EEW编程很很有用，基基本函数的的操作都有有介绍。快快捷键：cctrl+H。三、实验设设备 安装有LaabVIEEW的计算算机。四、实验内内容1熟悉LLabVIIEW的编编程环境，理理解基于数数据流编程程（datta fllow pprogrrammiing）的的概念。 创建自己的的第一个VVI。建立一个测测量温度和和容积的VVI。步骤骤如下：1)选择 FileeNeww，打开一一个新的前前面板窗口口。2)从 CContrrolsNumeeric 中选择 Tankk放到前面面板中。3)在标签签文本框中中输入“容容积” ，然后在在前面板中中的其他任任何位置单单击一下。4)把容器器显示对象象的显示

13、范范围设置为为0.0到1000.a.使用文文本编辑工工具（Teext EEdit Tooll），双击击容器坐标标10.00标度，使使它高亮显显示。b.在坐标标中输入 10000，再在前前面板中的的其他任何何地方单击击一下。 这时0.0到1000.0之间的的增量将被被自动显示示。5)在容器器旁配数据据显示。将鼠标移到到容器上，点点右键，在在出现的快快速菜单中中选Vissiblee IteermsDigiital Dispplay即即可。6)从ConttrolssNummericc 中选择一一个温度计计，将它放放到前面板板中。设置置其标签为为“温度”,显示范围围为0到100，同同时配数字字显示。可

14、可得到如下下的前面板板图。图1.3练习2的前面板板图随机数发生器乘法函数数值常数连接点7)WinndowssShoow Diiagraam 打开开流程图窗窗口。从功功能模板中中选择对象象，将它们们放到流程程图上组成成下图（其其中的标注注是后加的的）。图1.4练习2的流程图图该流程图中中新增的对对象有两个个乘法器、两个数值值常数、一一个随机数数发生器，温温度和容积积对象是由由前面板的的设置自动动带出来的的。乘法器和随随机数发生生器由FuunctiionsNumeeric中中拖出，尽尽管数值常常数也可以以这样得到到，但是建建议使用在在连接端子子处点击右右键创建（Create）常量（Constant

15、）的方法更好些。8）用连线线工具将各各对象按规规定连接。9）选择 FileeSavve, 把该VVI命名为为Tempp & VVol.vvi，保存存为 D:Yourrnamee的文件件夹中。在前面板中中，单击RRun（运运行）按钮钮，运行该该 VI。注意电压压和温度的的数值都显显示在前面面板中。10）选择择FileeCloose，关关闭该 VVI 。3自己创创建一个VVI，完成成以下功能能： 将两两个输入的的数字相加加并显示结结果；将同同样两个输输入数字相相乘并显示示结果；比比较两个输输入数字，如如果数字相相等，则LLED指示示灯亮。最最后，保存存为Simmple Mathh.vi文文件。 前

16、面面板如图11.5：数数字A和B用两个数数字控件输输入，两个个数字指示示器分别显显示输出结结果A+BB和AB，当输入入数字A和B相同时，将将点亮LEED。 完成成后，应用用“高亮执执行”观察察数据流的的运行流程程，利用断断点，单步步调试等工工具进行调调试。练习习使用探针针工具来查查看当流程程图程序流流经某一根根连接线时时的数据值值。 图图1.5练练习3的前面板板4子VII的创建 ）打开练练习2中Tempp & VVol.vvi。）在前面面板中，用用鼠标右键键单击窗口口右上角的的图标，在在快捷菜单单中选择 Editt Icoon.，也可可以双击图图标激活图图标编辑器器。注意只只能在前面面板中编辑

17、辑图标和联联接器。3）删除默默认图标。使用Seelectt Toool（矩形形框），单单击并拖动动想要删除除的部分，按按下。也可可以通过双双击工具框框中的阴影影矩形删除除图标。4）用 PPenciil Toool （铅笔工工具）绘制制一个温度度计。5）用 TText Tooll（文本工工具）创建建文本。得得到图标将将如下图所所示。图.编辑后的的图标编辑辑器窗口6）单击OOK，关闭闭编辑器。新创建的的图标就显显示在屏幕幕右上角的的图标窗口口中。7） 用鼠鼠标右键单单击前面板板中的图标标窗口，在在快捷菜单单中选择SShow Connnectoor，设置置联接器端端子连接模模式。在默默认情况下下，L

18、abbVIEWW 会根据前前面板中的的控制对象象和显示对对象的数目目确定联接接器的端子子连接模式式。因为前前面板中有有两个对象象，所以联联接器有两两个端子，如如左图所示示。用鼠标标右键单击击联接器窗窗口，在快快捷菜单中中选择Rootatee 90 Degrrees（旋旋转90度），注注意联接器器窗口的变变化，如左左图所示。9）将端子子连接到温温度计和容容积计： a. 点击击联接器上上部端子。光标自动动变成连线线工具，同同时端子变变成黑色。b. 单击击温度显示示对象。一一个移动的的虚线框把把它包围起起来，选中中的端子的的颜色变为为与控制/显示对象象的数据类类型一致的的颜色。如果单击前前面板中的的

19、任何空白白区域以后后，虚线消消失，选中中的端子变变暗，这表表示您已经经成功地把把显示对象象和上部端端子连接起起来。如果果端子是白白色，则表表示没有连连接成功。c. 重复复步骤a 和 b，把把底部的端端子和容积积计连接起起来。d. 用鼠鼠标右键单单击联接器器，在快捷捷菜单中选选择Shoow Iccon.10）选择择FileeSavve ，保存该该 VI。这样这个 VI 就就完成了，并并也可以作作为子 VVI 被其其他的VII调用。子子VI 的图图标在主 VI 的的流程图中中代表它。VI 的联联接器（含含有两个端端子）输出出温度和容容积。5、调用子子VI用调用子VVI完成下下面功能。七、实验报报告

20、与总结结1调试编编辑以上VVI，画出以上上VI的程序序框图。2理解基基于数据流流编程的基基本编程思思路。3总结VVI基本编编程的快捷捷操作。4简述VVI程序有有什么构成成，其各部部分的功能能是什么。5思考：在前面板板和框图程程序中，如如何区分控控制器和指指示器。6心得体体会及其它它。实验二 LLabVIIEW编程程的结构实实验一、实验目目的1学习并并掌握Foor循环和和Whille循环以以及它们的的不同点。学习使用移移位寄存器器（shiift rregisster）。3.掌握选选择结构（Case Structure），顺序结构（Sequence Structure）编程；4.了解时时间估计和和

21、控制函数数。5了解公公式节点（Formula Node）的使用。二、实验原原理Whilee 循环和和For循环环在函数（Function）的结构（Structures）的选项板中可以找到。创建循环的的具体方法法是，选择择该循环后后，先在欲欲放入循环环内执行的的对象左上上方单击，然然后按下鼠鼠标，拖曳曳出一个矩矩形框包围围执行对象象。释放鼠鼠标时就创创建了一个个指定大小小和位置的的循环。2Whiile 循循环可以反反复执行循循环体的程程序，直至至到达某个个边界条件件。它类似似于普通编编程语言中中的 Doo 循环和和 Reppeat-Untiil 循环环。Whiile 循循环的框图图是一个大大小可

22、变的的方框，用用于执行框框中的程序序，直到条条件端子接接收到的布布尔值为 FALSSE。图 2.11Whille 循环环3Forr循环用于于将某段程程序执行指指定次数。和Whiile 循循环一样，它它不会立刻刻出现在流流程中，而而是出现一一个小的图图标，而后后您可以修修改它的大大小和位置置。Forr循环将把把它的框图图中的程序序执行指定定的次数，For循环具有下面这两个端子：N：计数端端子（输入入端子）用于指指定循环执执行的次数数。I：周期端端子（输出出端子）含有循循环已经执执行的次数数。图 2.22For 循环与移移位寄存器器4移位寄寄存器可以以将数据从从一个循环环周期传递递到另外一一个周期

23、。创建一个个移位寄存存器的方法法是，用鼠鼠标右键单单击循环的的左边或者者右边，在在快捷菜单单中选择 Add Shifft Reegistter。移位寄存器器在流程图图上用在循循环边框上上相应的一一对端子来来表示。右右边的端子子中存储了了一个周期期完成后的的数据，这这些数据在在这个周期期完成之后后将被转移移到左边的的端子，赋赋给下一个个周期。移移位寄存器器可以转移移各种类型型的数据数值、布尔数、数组、字字符串等等等。它会自自动适应与与它连接的的第一个对对象的数据据类型。Case结结构含有两两个或者更更多的子程程序（Caase）,执行那一一个取决于于与选择端端子或者选选择对象的的外部接口口相连接的

24、的某个整数数、布尔数数、字符串串或者标识识的值。必必须选择一一个默认的的Casee以处理超超出范围的的数值，或或者直接列列出所有可可能的输入入数值。CCase结结构见下图图3.1。子程序标识按钮条件端子图3.1 Casee结构5顺序结结构（Seequennce SStruccturee）顺序地执执行子框图图，它看上上去像是电电影胶片。它可以按按一定顺序序执行多个个子程序。首先执行行0帧中的的程序，然然后执行11帧中的程程序，逐个个执行下去去。与Caase结构构类似，这这多帧程序序在流程图图中占有同同一个位置置。时间估计和和控制函数数 “等待WWait”：控制VVI定时执执行，每次次执行单元元（

25、比如循循环）内部部，在执行行代码运行行结束后，开开始计时。保持此状状态直到毫毫秒计数器器的值等于于预先设定定的值。用用于每次执执行单元至至少执行时时间设定。 “等待下下一个整数数倍的毫秒Waait uuntill Nexxt mss Mulltiplle”：每每次执行单单元（比如如循环）内内部，在执执行代码开开始运行时时，就开始始计时。保保持此状态态直到毫秒秒计数器的的值等于预预先设定数数的整数倍倍。用于同同步各单元元操作。“Tickk Couunt (ms) 函数”：用与Exppresss VI完完成定时任任务。6公式节节点是一个个大小可变变的方框，可可以利用它它直接在流流程图中输输入公式。

26、从函数FFuncttionss的结构Sttructturess中选择公公式节点就就可以把它它放到流程程图中。当当某个等式式有很多变变量或者非非常复杂时时，这个功功能就非常常有用。图3.2 公式节点点三、实验设设备 安装有LaabVIEEW的计算算机。四、实验内内容1A. 创建一个个关于Whhile循循环的VII，实现在在Whille循环内内放置随机机数对象，并并在前面板板上显示随随机数及WWhilee循环的实实时次数。并在前面面板设置开关关控制按钮钮，实现WWhilee循环的停止止控制。前前面板如图图2.3，最最后将该VVI保存为为Whille Looop.vvi文件。图 2.33Whille

27、 Looop目的：用 Whille 循环环和图表获获得数据，并并实时显示示。B、创建一一个可以产产生并在图图表中显示示随机数的的VI。 前面板有有一个控制制旋钮可在在0到100秒之间调调节循环时时间，还有有一个开关关可以中止止VI的运运行。学习习怎样改变变开关的动动作属性，以以便不用每每次运行VVI时都要要打开开关关。操作步步骤如下： 前面板图练习的流程程图2A、创创建一个关关于Forr循环的VII，实现在在For循环环内放置随随机数对象象，并在前前面板上显显示随机数数及Forr循环的实实时次数。For循环环的指定执执行次数设设为1000次。前面面板如图22.4，最最后将该VVI保存为为For

28、 LLoop.vi文件件。图 2.44For LLoop目的：用FFor循环环和移位寄寄存器计算算一组随机机数的最大大值。3.练习使使用移位寄寄存器：设设计一个包包含移位寄寄存器的WWhilee循环，该该前面板有有4个数字指指示器，XX（i）指示器器用于显示示当前循环环的实时次次数i值，X（i-1）指示器器用于显示示前一次迭迭代的已循循环次数ii的值，X（i-2）指示器器用于显示示两个迭代代前的已循循环次数ii的值，X（i-3）指示器器用于显示示三个迭代代前的已循循环次数ii的值。移移位寄存器器的初始化化值设为00。并在前前面板设置置开关控制制按钮，实实现Whiile循环环的停止控控制。前面面

29、板如图22.5，最最后将该VVI保存Vieewingg Shiift RRegissterss.vi文件件。 图 2.55Viewwing Shifft Reegistters4设计一一个VI，实现现使用循环环和移位寄寄存器计算算随机数序序列的移动动平均值。要求该VVI产生一一个随机序序列，序列列长度由前前面板滑动动条控件输输入，该随随机数序列列的移动平平均值由下下列公式可可计算：这里i=00，1，N-1， 表示在在第i次计 算的平均值值，是来自自随机数函函数的当前前随机数。前面板要要求显示当当前用于计计算移动平平均值的随随机数个数数i+1，当前前的移动平平均值，前前面板设计计如图2.6所示，

30、最最后将该VVI保存为为Randdom NNumbeer Avveragge.vii文件。在在Highhlighht Exxecuttion加加亮执行的状状态下观察察数据流。图 2.66Randdom NNumbeer AvveraggeB、目的：创建一个个可以在图图表中显示示运行平均均数的VII。5使用CCase结结构，创建建一个VII以检查一一个数值是是否为正数数。如果它它是正的，VI就计算它的平方根，反之则显示出错。提示：可以以使用以下下函数One BButtoon Diialogg函数（FuunctiionsTimee & DDialoog）它可以用用于显示一一个对话框框，内容可可由字

31、符串串常量输入入提供。例如： 前面板如图图3.3，最最后将该VVI保存为为Casee Strructuure.vvi文件。图3.3 Casee Strructuure6练习用用公式节点点实现y=xe siinx的计计算，x为输入数数据，y为输出显显示数据，存存为Forrmulaa Codde.vii7.分别用用Casee结构和公公式节点语语句两种方方法，实现现下列条件件分支语句句：考虑计算两两数比率xx/y的下下列代码段段：if (yy0) tthenz=x/yyelsez=+end iif两VI保存存为Casse Diivisiion.vvi和Formmula Diviisionn.vi。五

32、、实验报报告与总结结1调试编编辑以上VVI，画出以上上VI的程序序框图。2。说明明For循环环与Whiile循环环的区别。3理解移移位寄存器器的作用以以及它的初初始化3使用公公式节点时时，如果输输入变量的的名称同输输出变量的的名称相同同时，会怎怎样。4得体会会及其它。实验三LLabVIIEW编程程的图形图图表、数组组与簇一、实验目目的1学习如如何使用数数组与簇，掌掌握它们的的区别和相相应操作；2学习并并掌握Chhart和和Grapph的使用用，理解它它们的区别别。二、实验原原理1数组是是同类型元元素的集合合。一个数数组可以是是一维或者者多维，如如果必要，每维最多可有2311个元素。可以通过数组

33、索引访问其中的每个元素。创建一个数组有两件事要做，首先要建一个数组的“壳”（shell），然后在这个壳中置入数组元素（数或字符串等）。数组元素不能是数组、图表或者图形。LabVIIEW提供供了很多用用于操作数数组的功能能函数，位位于函数FFuncttionss数组Arrray中。其中中包括创建建数组（BBuildd Arrray），初初始化数组组（Iniitiallize Arraay），数数组大小（Array Size），数组子集（Array Subset），索引数组（Index Array）等等。创建数组（Build Array），用于根据标量值或者其他的数组创建一个数组。初始化数组组（I

34、niitiallize Arraay）用于创建建所有元素素值都相等等的数组。下图中，该该功能函数数创建了一一个一维数数组。数组大小（Array Size）返回输入数组中的元素个数。数组子集（Array Subset）选取数组或者矩阵的某个部分。索引数组（Index Array）用于访问数组中的某个元素。2簇（CClustter）是是另一种数数据类型，它它的元素可可以是不同同类型的数数据。它类类似于C语言中的的stuccturee。使用簇可以把分分布在流程程图中各个个位置的数数据元素组组合起来，这这样可以减减少连线的的拥挤程度度。减少子子VI的连接接端子的数数量。捆绑（Buundlee）数据Bu

35、ndlle功能将将分散的元元件集合为为一个新的的簇，或允允许你重置置一个已有有的簇中的的元素。可可以用位置置工具拖曳曳其图标的的右下角以以增加输入入端子的个个数。最终终簇的序是是取决于被被捆绑的输输入的顺序序。右图中中Bunddle图标标中部的CClastter端子子用于用新新元素重置置原簇中的的元素。分解（Unnbunddle）簇簇 Unbunndle功功能是Buundlee的逆过程程，它将一一个簇分解为若若干分离的的元件。如如果你要对对一个簇分解，就就必须知道道它的元素素的个数。LabVVIEW还还提供一种种可以根据据元素的名名字来捆绑绑或分解簇簇的方法，稍稍后介绍。3 图形形显示对于于虚

36、拟仪器器面板设计计是一个重重要的内容容。在LaabVIEEW的图形形显示功能能中Graaph和Charrt是两个个基本的概概念。Chhart是是将数据源源（例如采采集得到的的数据）在在某一坐标标系中，实实时、逐点点地显示出出来，它可可以反映被被测物理量量的变化趋趋势。而GGraphh则是对已已采集数据据进行事后后处理的结结果。它先先将被采集集数据存放放在一个数数组之中，然然后根据需需要组织成成所需的图图形显示出出来。它的的缺点是没没有实时显显示，但是是它的表现现形式要丰丰富得多。三、实验设设备 安装有LaabVIEEW的计算算机。四、实验内内容1练习数数组的基本本创建方法法，编辑一一个利用循循

37、环的自动动索引（aauto-indeexingg）功能创创建一个装装有10个个随机数的的数组。提示：利用用随机数产产生函数，循循环10次次产生一数组。2编辑下下列VI，理理解二维数数组的产生生，存为TTwo DDimennsionnal AArrayy Demmo.vii。前面板： 程序框图图：五、实验注注意事项图4.1 Two Dimeensioonal Arraay3.创建一一个VI，实现现将输入控控件值与输输入数组合合并连接起起来生成新新的数组。该VI使用数数组大小（Array Size）和初始化数组（Initialize Array）两函数来创建维数合适的新数组，并将新数组的所有元素初

38、始化为1。最后，VI计算两新数组间的差，并将结果显示在前面板中。前面板和基基本程序框框图组成如如图4.22，最后将将该VI保存为为Praccticee witth Arrrayss .vii文件。图4.2（1）Praccticee witth Arrrayss前面板图4.2（2）Praccticee witth Arrrayss程序框图图组成4创建由由一个控件件簇和一个个显示簇所所组成的VI，要求求控件进行行操作时，显显示簇同时进行行相应的显显示。前面面板组成如如图4.33，最后将将该VI保存为为Clusster.vi文件件。提示：应用用捆绑（BBundlle）与分分解（Unnbunddle）

39、函函数图4.3 Clusster前前面板5创建一一个VI，用Chaart和Grapph分别显显示40个随机机数产生的的曲线，比比较程序的的差别：前面板及流流程图如下下图4.4 Charrt和Grapph的比较较五、实验报报告与总结结1调试编编辑以上VVI，画出以上上VI的程序序框图。2学会应应用基本数数组函数的的编程。3总结CChartt和Grapph的使用用区别。4心得体体会及其它它。实验四 LabVVIEW编编程的数据据采集实验验一、实验目目的1学习采采用Exppresss VI 进行数据据采集。2掌握波波形的产生生与采集，采采集并显示示一个模拟拟信号波形形。3了解MMeasuuremee

40、nt &Autoomatiion，练练习使用NNIDAQmmx使用MAXX检查、配配置和测试试一个设备备。二、实验原原理1LabbVIEWW中一个重重要的新元元素称为EExpreess VVI。这些些Exprress VI可用用于快速构构建完成公公共测量任任务（例如如数据采集集）所需的的VI。由于于Exprress VI是采采用对话框框配置实现现的，因此此它们是所所需连线最最少的节点点。Exppresss VI的的思想是通通过对话框框进行交互互式操作来来快速配置置VI。 在函数数面板上，Express VI位于Express 类别。Express VI采用动态数据类型在Express VI间传

41、递数据。用于采集任务的Express VI包括：DAQ助手、仪器I/O助手、仿真信号和读取测量文件。双击Express VI就会出现一个对话框，在此对话框中可以通过配置VI来满足需求。DAQ系统统DAQ数据据采集系统统，主要实实现的任务务就是测量量或生成物物理信号。一个DAAQ系统通通常具有一一套获取、处理原始始数据，分分析传感器器和转换器器，信号调调理以及显显示、存储储数据的软软件。DAAQ系统工工作主要在在基于计算算机的系统统测量到物物理信号之之前，通过过传感器（或或转换器）将将物理信号号转换为电电信号，并并将该信号号进行调理理。插入的的DAQ卡，将将所测量的的信号转换换为数字信信号，并采

42、采入计算机机中。DAAQ系统由由软件控制制，获取数数据行，分分析数据并并得出结论论。3Meaasureementt &AuutomaationnMeasuuremeent &Autoomatiiono数据采集集界面具有有一个类似似向导的交交互式界面面，DAQQ助手，可可用来选择择采样速率率、触发、计时、时时钟选择、缩放、信信号类型和和其他稳定定性配置，同同时也提供供了最佳单单点采集和和多线程性性能。Meeasurremennt Sttudioo和I/O硬件件驱动之间间的紧密结结合为工程程师提供了了最有效的的方式来完完成进行测测量所需的的采集和仪仪器应用，并并且极大地地减少了开开发时间。NI M

43、eeasurremennt &AAutommatioono 是为Vissual Studdio .NET和和Visuual SStudiio 6.0环境提提供的一个个集成式套套件，包括括各种常用用的测量和和自动化控控件、工具具和类库。NI Meeasurremennt &AAutommatioono带有的AcctiveeX和.NETT控件、面面向对象的的测量硬件件接口、高高级的分析析库、科学学的用户界界面控件、测量数据据网络化、向导、交交互式代码码设计器和高高扩展性类类库等功能能，极大的的减少了您您应用程序序的开发时时间。Measuuremeent &Autoomatiiono使用交互互式测量

44、工工具来简化化数据采集集和仪器连连接的操作作。DAQQ助手和仪仪器I/OO助手都是是常用的.NET设设计器，包包括对测量量任务配置置、测试和和编程的逐逐步引导，它它们自动生生成自定义义的底层代代码。利用用DAQ助手手，您可以以快速的配配置数据采采集任务，包包括自定义义计时、标标度和触发发等而无需需编程。利利用仪器II/O助手手，您可以以直接与GGPIB、以太网、USB、串串行总线和和VXI仪器器通信。您您可以使用用这个交互互式向导来来对仪器控控制系统设设计原型、快速进行行测量、自自动解释数数据、生成成代码，甚甚至开发简简单的仪器器驱动。 三、实验设设备 安装有LaabVIEEW, Meassu

45、remment &Auttomattion的的计算机。支持NII-DAQQmx的数数据采集设设备(DAAQ).四、实验内内容1使用EExpreess VVI创建一一个VI，实现现以前面板板设定的振振幅产生锯锯齿波信号号，并在前前面板上以以图形方式式显示出来来，将该VVI保存为为Simuulatee Siggnal.vi文件件。该信号号频率设为为100HHZ, 每每秒采样设设为30000，自动动方式确定定采样数。使用的函数数：Simmulatte Siignall Exppresss VI.注意该函函数的选择择配置（双双击）。前面板及程程序框图如如图5.11图5.1 Simuulatee Sig

46、gnal Exprress改变Simmulatte Siignall Exppresss VI.的参数配配置，实现现其他波形形的产生。2在程序序框图中添添加Exppresss VIss和结构，来来创建一个个新的VII程序，将将该VI保存为为Reduuce Sampples.vi文件件。新的VVI程序实实现产生信信号、减少少信号的采采样点，并并在前面板板的表格中中显示最终终数据。前前面板如图图5.2所示示。 提示：添加加一个模拟拟信号的EExpreess VVI，配置置Simuulatee Siggnal Exprress VI，以以产生一个个频率为110.7、振幅为22的正弦波波。 然后产生生

47、信号进行行调整，选选择Sammple Comppresssion Exprress VI，配配置Sammple Comppresssion Exprress VI，指指定平均因因子为255，来减少少信号的样样本点数。利用连线线工具，将将Simuulatee Siggnal Exprress VI的Sinee输出端连连接到Saamplee Commpresssionn Exppresss VI的的Signnals输输入端。 图5.1 Reduuce Sampples将Sampple CComprressiion EExpreess VVI的Meann作为输出出，连同SSimullate Sign

48、nal EExpreess VVI的输出出信号共同同显示在GGraphh Inddicattor上。注意，应应用合并信信号函数(Mergge Siignall Funnctioon)实现现双信号的的显示。 Meann端同时创建建一个数字字显示件显显示Meaan值。Sammple Comppresssion Exprress VI EEnablle输入端端来创建EEnablle开关控控制。循环环实现两信信号显示，并并用停止控控件控制循循环退出。使用MAXX检查、配配置和测试试一个设备备。按照下列步步骤使用MMAX检查查计算机中中的DAQQ设备配置置，并使用用MAX中的的测试程序序确认设备备操作。

49、如如没有DAAQ设备，可可以根据AA创建一一个模拟设设备中的指指令模拟一一个设备。1）双击桌桌面上的图图标或在LLabVIIEW中选选择工具汾汾MeassuremmentAutoomatiion EExploorer都都可以启动动MAX。MAX搜索索计算机上上已安装的的NI硬件，并并显示相关关信息。A创建一一个模拟设设备2）创建一一个NI-DAQmmx模拟设设备可以保保证在没有有硬件的条条件下完成成这一章中中的练习。如果安装装了DAQQ设备，可可以跳过这这一步，直直接进行BB部分的练练习。*展开Deevicees annd Innterffacess。*右键单击击NI-DDAQmxx Devv

50、icess，并选择择Creaate NNew NNI-DAAQmx DeviiceNI-DDAQmxx Simmulatted DDevicce。*在Chooose Deviice对话话框中选择择M Seeriess DAQQNII PCII 62225。*单击OKK。B检查DDAQ设备备设置3）展开DDevicces aand IInterrfacees。4）展开NNI-DAAQmx Deviices，查查看已安装装的使用NNI-DAAQmx驱驱动程序的的NI设备。5）选择NNI-DAAQmx Deviices中中列出的设设备。图55.2显示示了PCII-MlOO-16EE-4设备备。图5.

51、2Deviices and Inteerfacces部分分展开的MMAX图5.3 设备路径径MAX显示示了计算机机中的NII硬件和软软件。设备备号出现在在设备名之之后，用引引号分隔。DataaAcquiiSitiion VVI根据这这个设备号号来决定哪哪一个设备备执行DAAQ操作。MAX还显显示了设备备的其它属属性，如设设备所占用用的系统资资源。安装装的设备可可能不同，显显示的一些些选项也可可能不同。单击MAX右上上角的ShhowHeeIpHidee Hellp按钮，隐隐藏在线帮帮助，并显显示DAQQ设备信息息。但是，Show HelpHide Help按钮只出现在特定几种情况中。6）如图55

52、.3所示示，选择DDevicce Rooutess页，查看看可以被发发送到设备备上其它地地方的内部部信号的详细信息息。这是一一种强大的的资源，能能够直观地地表示那些些通过设备备组件和其其它外部设设备提供定定时和同步步功能的信信号。7）如图55.4，选选择Callibraationn页，查看看上一次在在设备内部部和外部校校准的信息息。图5.4 校准8）右键单单击配置树树中的NII-DAQQmx设备备，选择SSelf-Caliibratte以便用用精密电压压参考源校校准DAQQ设备，并并更新内置置的校准常常数。设备备校准完毕毕后，Caalibrratioon选项卡卡中的Seelf CCalibbr

53、atiion信息息也随之更更新。如果果使用的是是模拟设备备，请跳过过这步。C测试DDAQ设备备组件9）单击SSeIf-Testt按钮测试试设备。该该步骤测试试分配给设设备的系统统资源。因因为设备已已经配置好好，所以应应该能通过过测试。10）单击击Testt Pannels按按钮测试DDAQ设备备的各个功功能，如模模拟输入和和输出。这这时，会出出现Tesst Paanelss对话框。 *Annalogg Inpput页用用于测试DAQQ设备上不不同的模拟拟输入通道道。单击SStartt按钮从模模拟输入通通道0采集数据据。 *如使使用了DAAQ信号附附件，通道道Dev 1ai0应连连到温度传传感器

54、上。将手指放放到传感器器上，并查查看电压的的上升情况况。将DAAQ信号附附件上Nooise开开关移到OOn的状态态，可以观观察到该页页下的信号号变化。完完成后，单单击Stoop按钮。 *如果果使用的是是模拟设备备，所有的的输入通道道上都会显显示一个正正弦波。熟悉该页的的各项设置置。完成后后，单击SStop按按钮。 *单击击Anallog OOutpuut页，在在DAQ设备备的一个模模拟输出通通道上创建建一个的电电压或正弦弦波。单击击Closse按钮关关闭Tesst Paanel，返返回MAXX界面。4使用DDAQ设备备和数字触触发器采集集一个模拟拟信号。创创建一个VVI，该VI在DAQ设备备的

55、Al1通道上测测量电压信信号。按下下数字触发发器，并打打开前面板板的Powerr开关，该该VI就开始始执行测量量操作。关关闭前面板板的Powerr开关，该该VI就停止止执行测量量操作。用户界面的的输入和输输出类型名称属性波形图表模拟输入数数据x标尺范围围：1100秒垂直摇杆开开关电源外部输入和和输出 输入入：数据采采集设备的的Al1通道。用连线连连接正弦波波发生器和和DAQ信号号附件上的的模拟输入入通道1。DAQ模拟拟设备也可可用来采集集数据。实施：请按以下步步骤创建如如图5.55所示的前前面板。图5.5 Triggeered Anallog Inpuut前面板板1）打开一一个新VII。2）创

56、建一一个模拟输输入数据波波形图表。 *在前前面板窗口口上添加一一个波形图图表。将波波形图表控控件名改为为模拟输入入数据。改改变波形图图表的大小小，以增加加x轴的长度度。3）创建一一个电源垂垂直摇杆开开关。 *在前前面板窗口口上添加一一个垂直摇摇杆开关。将开关名名改为电源源。*使用标签签工具创建建两个自由由标签，关关和开。按按图5.55中所示添添加自由标标签。4）将该VVI保存为为Triggeered Anallog Inpuut.vii.请按以下步步骤创建如如图5.66所示的程程序框图。图5.6 Triggeered Anallog Inpuut程序框框图5) 设置置DAQ助手手在按下数数字触

57、发器器时以500 KHzz在A11通道道上采集数数据。如果果使用的是是模拟设备备，采集数数据时不需需要触发器器。切换到程序序框图。在在程序框图图中添加一一个DAQQ Asssistaant EExpreess VVl。选择择模拟输入入电压作作为测量参参数。选择择Devllaill作为物理理通道。单单击Finnish按按钮。设置置Setttingss页上的Siignall Inpput RRangee为1 V到-1 V的范围围。设置TTask Timiing页上上的Acqquisiitionn Modde为Conttinuoous。设设置Tassk Tiimingg页上的Cllock Settt

58、ingss部分中的的Sampples to RRead为为5000。采采样数定义义了一次从从缓冲区中中删除的数数据量。设设置Tassk Tiimingg页上的Cllock Setttingss部分中的的Ratee(Hz)为20k。如果果使用的是是DAQ信号号附件，切切换到Taask TTrigggerinng页。如如果使用的的是NI-DAQQmx模拟拟设备，单单击OK按钮，跳跳到步骤66。设置Taask TTrigggerinng页上的的Starrt Trriggeer部分中中的Triiggerr Typpe为Digiital Edgee。设置Trriggeer Soourcee为PFl00。

59、设置Eddge为Risiing。点点击OK按钮，关关闭Anaalog Inpuut Vooltagge Taask CConfiiguraationn对话框。6) 根据据提示使LLabVIIEW自动动生成一个个Whille循环。注意，它它会创建一一个Whiile循环环和一个SStop按按钮。7) 删除除Stopp按钮，该该VI使用的的是电源开开关。8) 在WWhilee循环中添添加电源接接线端。9) 将电电源接线端端连接到DDAQ助手手的Stoop输入。10) 将将采集到的的数据转换换为一个数数字数组，并并将数据按按采样数而而不是时间间绘制在图图上。在Whliie循环框框中添加一一个“从动动态

60、数据转转换Exxpresss VII。在配置置对话框中中选择结果果数据类型型列表框中中的一维标标量数组自动动。单击确确定。11) 确确定完成的的程序框图图连线如图图5.6中所所示。12) 切切换至前面面板。13) 保保存Vl。测试:1) 如果果使用的是是DAQ信号号附件，请请确认是否否用连线连连接了正弦弦波发生器器和模拟输输入chll。2) 使用用操作工具具将电源开开关置于开开的位置。3) 运行行VI，按照照已安装硬硬件列或未安装硬硬件列中的的指示开始始采集数据据。 已已安装硬件件 未未安装硬件件按下DAQQ附件上的的数字触发发按钮。波波形图表应应该开始显显示一个正正弦波。波形图表应应该开始显