LabVIEW之七段數(shù)碼管實(shí)驗(yàn)報(bào)告(正式版)

1、LabVIEW程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)題目：一位七段數(shù)碼管顯示專(zhuān)業(yè)：應(yīng)用電子技術(shù)教育（師范）年級(jí)班別：13 級(jí)2班組員姓名：指導(dǎo)教師：向英二級(jí)學(xué)院：電子與信息學(xué)院二一六年三月三十一日一位七段數(shù)碼管顯示【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?. 認(rèn)識(shí)七段數(shù)碼管并學(xué)習(xí)七段數(shù)碼管的工作原理；2. 學(xué)習(xí)在 NI ELVIS II 硬件實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，并通過(guò) LabVIEW程序控制數(shù)碼管顯示的數(shù)字。3. 學(xué)會(huì)使用 NI ELVIS II 的軟件驅(qū)動(dòng)、連接 NI ELVIS II 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)、編寫(xiě) LabVIEW程序。【實(shí)驗(yàn)原理】利用 NI ELVIS II 硬件實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，采用元器件搭建硬件電路，編寫(xiě) LabVIEW 程序框圖與前面板控制

2、窗口， 然后運(yùn)行程序以實(shí)現(xiàn)采用自動(dòng)與手動(dòng)兩種方式在數(shù)碼管上顯示數(shù)字的現(xiàn)象。1. 了解數(shù)碼管結(jié)構(gòu)：圖 1 一位七段數(shù)碼管結(jié)構(gòu)圖2數(shù)碼管原理及接線原理：每個(gè)數(shù)碼管的有 8 個(gè)段： a、b、c、 d、e、f 、g、h（h 是小數(shù)點(diǎn)），都分別連到對(duì)應(yīng)的 P0-P7，8 個(gè)數(shù)碼管分別由 8 個(gè)選通信號(hào) P0-P7 來(lái)選擇。本實(shí)驗(yàn)采用共陰極的七段數(shù)碼顯示器， 將七段數(shù)碼顯示器的陰極連在一起， 為了不讓數(shù)碼管被意外燒掉，將abcdefgh 七段數(shù)碼管分別通過(guò)100的上拉電阻接入原型實(shí)驗(yàn)平臺(tái)中的數(shù)字 I/O 口， a 接口接入上端數(shù)碼管， b 接口接入右上端數(shù)碼管， c 接口接入右下端數(shù)碼管， d 接口接入下

3、端數(shù)碼管， e 接口接入右下端數(shù)碼管， f接口接入右上端數(shù)碼管。 當(dāng)需要哪一段數(shù)碼管發(fā)亮?xí)r， 只需在 LabVIEW的程序控制中輸入高電平 1 即可。2. 數(shù)碼管硬件接線原理圖。圖 2 一位七段數(shù)碼管連接圖圖 3 一位七段數(shù)碼管真值表【實(shí)驗(yàn)所需元器件】所需元器件與器材：表 1 建立數(shù)碼管顯示電路的器件序號(hào)名稱數(shù)量主要用途1電阻（ 100）8 個(gè)限流2七段數(shù)碼管1 個(gè)顯示3面包線若干連接電路4NI ELVIS II1作主板硬件實(shí)驗(yàn)平臺(tái)5電腦1編程【實(shí)驗(yàn)步驟】一、搭建硬件電路：圖 4 七段數(shù)碼管硬件連接圖二、設(shè)計(jì)程序流程圖開(kāi)始運(yùn)行配置 DAQ數(shù)字通道手動(dòng)顯示是否選擇數(shù)字循環(huán)顯示數(shù)字寫(xiě)入 DAQ數(shù)字

4、輸出數(shù)碼管顯示對(duì)應(yīng)數(shù)字否是否停止程序是關(guān)閉 DAQ結(jié)束圖 5 七段數(shù)碼管程序流程圖設(shè)計(jì)思路的是利用應(yīng)用數(shù)碼管顯示數(shù)字，采用兩種方式控制輸入顯示，每位顯示的數(shù)字由實(shí)驗(yàn)者通過(guò)各自的數(shù)字輸入框控制輸入0-9 的數(shù)值， 各位數(shù)字的顯示間相互獨(dú)立，互不影響。三、編寫(xiě) LabVIEW程序搭建好硬件電路，接著進(jìn)行軟件的設(shè)置。通過(guò)NI ELVIS II電腦軟件平臺(tái)上通過(guò)編輯 LabVIEW程序，完成控制數(shù)碼管顯示數(shù)字的程序。四、設(shè)計(jì)詳情1. 前面板設(shè)計(jì)在工程的前面板中，我們先對(duì)其外觀進(jìn)行簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)， 讓其看起來(lái)比較順眼?？扇缦略O(shè)計(jì)：圖 6 前面板設(shè)計(jì)在畫(huà)圖的過(guò)程中，單擊鼠標(biāo)右鍵在布爾整體控件中找到：數(shù)值顯示控

5、件，同時(shí)也可找到，找到停止按鈕，放置在前面板之中，并進(jìn)行一定的前面板的布局， 添加相應(yīng)的標(biāo)簽轉(zhuǎn)換某些功能， 使用有色邊框進(jìn)行前面板的美化， 讓其看起來(lái)更加人性化與美觀。 前面板包括數(shù)字顯示框和數(shù)字設(shè)定框，數(shù)字顯示框顯示六位數(shù)字，每位數(shù)字下對(duì)應(yīng)一個(gè)數(shù)字設(shè)定框。在每個(gè)數(shù)字設(shè)定框內(nèi)隨意輸入一位 0 到 9 之間的數(shù)字，各數(shù)字間相互獨(dú)立， 然后按下運(yùn)行按鈕時(shí)，顯示框中將顯示出設(shè)定的數(shù)字。2. 程序框圖設(shè)計(jì)在設(shè)置完前面板后，可對(duì)程序框圖面板進(jìn)行邏輯設(shè)計(jì)。在默認(rèn) 0 時(shí)，整體設(shè)計(jì)如下：圖 8 程序框圖設(shè)計(jì)利用“ DAQ助手”的數(shù)字輸出控制一位七段數(shù)碼管的顯示，采用發(fā)光二極管的共陰極顯示器， 采用布爾量數(shù)組

6、分別控制一位七段數(shù)碼管每一段的亮滅，從而達(dá)到手動(dòng)顯示和循環(huán)顯示出“0-9 ”數(shù)值的不同效果。2.1 程序框圖具體設(shè)計(jì)步驟：（ 1） WHILE循環(huán)結(jié)構(gòu)（ ）：重復(fù)執(zhí)行內(nèi)部的子程序框圖，直到條件接線端 （輸入端）接收到特定的布爾值。連線布爾值至 While 循環(huán)的條件接線端。 右鍵單擊條件接線端，在快捷菜單中選擇真 (T) 時(shí)停止或真 (T) 時(shí)繼續(xù)。也可連線錯(cuò)誤簇至條件接線端，右鍵單擊條件接線端，在快捷菜單中選擇真 (T) 時(shí)停止或真 (T) 時(shí)繼續(xù)。 While 循環(huán)至少執(zhí)行一次。在 While循環(huán)的邊框上單擊鼠標(biāo)右鍵彈出的快捷菜單可實(shí)現(xiàn)While 循環(huán)與 For 循環(huán)以及定時(shí)循環(huán)結(jié)構(gòu)的互換

7、。圖 1-1（ 2）條件結(jié)構(gòu)（）：位于“函數(shù)”選板的“編程”“結(jié)構(gòu)”子選板上。條件結(jié)構(gòu)包括一個(gè)或多個(gè)子程序框圖、 分支、結(jié)構(gòu)執(zhí)行時(shí)， 僅有一個(gè)子程序框圖或分支執(zhí)行。連線至選擇器接線端的值可以是布爾、字符串、整數(shù)、枚舉類(lèi)型或錯(cuò)誤簇，用于確定要執(zhí)行的分支。右鍵單擊結(jié)構(gòu)邊框，可添加或刪除分支。通過(guò)標(biāo)簽工具可輸入條件選擇器標(biāo)簽的值，并配置每個(gè)分支處理的值。注：總共要設(shè)計(jì) 0-9 個(gè)條件結(jié)構(gòu)的配置， 默認(rèn) 0 配置的命名不用修改， 只需要在里面添加功能就行。（ 3 ） DAQmx創(chuàng) 建虛 擬 通道 (VI)（）：DO數(shù)字輸出，創(chuàng)建單個(gè)或多個(gè)虛擬通道， 并將其添加至任務(wù)。該多態(tài) VI 的實(shí)例分別對(duì)應(yīng)于通道

8、的 I/O 類(lèi)型（例如，模擬輸入、數(shù)字輸出或計(jì)數(shù)器輸出） 、測(cè)量或生成操作（例如，溫度測(cè)量、電壓測(cè)量或圖 1-2事件計(jì)數(shù)）或在某些情況下使用的傳感器（例如，用于溫度測(cè)量的熱電偶或RTD）。（ 4） DAQmx寫(xiě)入（數(shù)字 1D 布爾1 通道1 采樣）（）：該節(jié)點(diǎn)用于將采集的數(shù)據(jù)寫(xiě)入指定的任務(wù)或虛擬通道。與 DAQmx讀取 VI 節(jié)點(diǎn)類(lèi)似，它相當(dāng)于讀取的逆過(guò)程。它是一個(gè)多態(tài) VI ，在包含單個(gè)數(shù)字輸出通道的任務(wù)中，寫(xiě)入單個(gè)布爾值采樣。通道可包含一個(gè)或多個(gè)數(shù)字線。圖 1-3（ 5）選擇（）：比較函數(shù)，依據(jù) s 的值，返回連線至 t 輸入或 f 輸入的值。 s 為 TRUE時(shí)，函數(shù)返回連線至 t 的值

9、。 s 為 FALSE時(shí)，函數(shù)返回連線至f的值。（ 6）商與余數(shù)（）：計(jì)算輸入的整數(shù)商與余數(shù)。（ 7）或（）：計(jì)算輸入的邏輯或。兩個(gè)輸入必須為布爾值、數(shù)值值或錯(cuò)誤簇。如兩個(gè)輸入都為 FALSE，則函數(shù)返回 FALSE。否則返回 TRUE。（ 8）按名稱接觸捆綁（）：返回指定名稱的簇元素。圖1-42.2 排錯(cuò)檢查執(zhí)行運(yùn)行，找出有標(biāo)注感嘆號(hào)的或者紅色線的地方，在設(shè)計(jì)不適當(dāng)?shù)牡胤竭M(jìn)行修改，直至修改到能完成所需要的功能為止。【心得與體會(huì)】通過(guò)這個(gè)實(shí)驗(yàn)讓我深刻利用七段數(shù)碼管的特性去了解和熟悉 NI ELVIS原型實(shí)驗(yàn)板上的數(shù)字 I/O 通道和 LED通道，更進(jìn)一步體現(xiàn) USBNIELVIS平臺(tái)在電子領(lǐng)域

10、的強(qiáng)大與便利。我參照實(shí)物圖接好電路，將一位七段數(shù)碼管模塊的<0.7>接入面包板的DIO<0.7> 端口，啟動(dòng)運(yùn)行LabVIEWLED數(shù)字顯示程序，所有步驟都完成后與 NI ELVIS II平臺(tái)上的數(shù)碼顯示管進(jìn)行通信，在前面板上選擇“自動(dòng)檔”，觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果， 接著再選擇 “手動(dòng)檔”，輸入 0-9 任意數(shù)字，觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果。在軟件上將模式調(diào)節(jié)到“自動(dòng)模式” ，執(zhí)行“運(yùn)行（ RUN）”時(shí)則會(huì)在實(shí)驗(yàn)箱上看到數(shù)碼顯示管顯示數(shù)字， 其顯示的數(shù)字為 “ 0-9 ”輪流顯示； 當(dāng)將模式調(diào)節(jié)到 “手動(dòng)模式”則可以實(shí)現(xiàn)0-9 任意數(shù)字的固定顯示。通過(guò)這次實(shí)驗(yàn)， 讓我基本掌握了數(shù)碼管顯示的方法。采用 LabVIEW編程，掌握 Labview 軟件基本的使用技巧， 實(shí)現(xiàn)串口通信調(diào)試的方法， 了解 LabVIEW函數(shù)選板中串口通信節(jié)點(diǎn)（包括 VISA 配置串口節(jié)點(diǎn)、 VISA 寫(xiě)入節(jié)點(diǎn)和