LabVIEW課程設(shè)計報告書

1、下載可編輯LabVIEW 課程設(shè)計題目：ExpressXY 圖繪制曲線姓名：但漢青專業(yè)班級 ： 2012 級信息技術(shù)02 班學(xué)號： 1205110205.專業(yè) .整理 .下載可編輯2013 年12月7日目錄緒論1第一章前言31.1 課程設(shè)計的題目31.2 課程設(shè)計要求31.3 課題分析31.4 設(shè)計目的5第二章儀器方案設(shè)計62.1 解決問題的思路62.2 前面板設(shè)計72.3 源代碼設(shè)計82.4 程序運行及結(jié)果9第三章心得體會10第四章參考文獻(xiàn)12.專業(yè) .整理 .下載可編輯緒論虛擬儀器技術(shù)就是利用高性能的模塊化硬件，結(jié)合高效靈活的軟件來完成各種測試 、測量和自動化的應(yīng)用。自 1986年問世以來

2、 ，世界各國的工程師和科學(xué)家們都已將NI LabVIEW圖形化開發(fā)工具用于產(chǎn)品設(shè)計周期的各個環(huán)節(jié)，從而改善了產(chǎn)品質(zhì)量、縮短了產(chǎn)品投放市場的時間，并提高了產(chǎn)品開發(fā)和生產(chǎn)效率。使用集成化的虛擬儀器環(huán)境與現(xiàn)實世界的信號相連，分析數(shù)據(jù)以獲取實用信息，共享信息成果 ，有助于在較大范圍內(nèi)提高生產(chǎn)效率。虛擬儀器提供的各種工具能滿足我們?nèi)魏雾椖啃枰?。美國國家儀器公司NI （ NationalInstruments ）最早提出的虛擬測量儀器（ VI）概念，引發(fā)了傳統(tǒng)儀器領(lǐng)域的一場重大變革，使得計算機和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)得以長驅(qū)直入儀器領(lǐng)域，和儀器技術(shù)結(jié)合起來?！败浖词莾x器 ”這是 NI 公司提出的虛擬儀器理念的核心思想

3、 。 從這一思想出發(fā) ，基于電腦或工作站 、軟件和 I/O 部件來構(gòu)建虛擬儀器 。 I/O 部件可以是獨立儀器 、模塊化儀器 、數(shù)據(jù)采集板 （ DAQ ）或傳感器 。虛擬儀器 （ virtualinstrumention）是基于計算機的儀器。計算機和儀器的密切結(jié)合是目前儀器發(fā)展的一個重要方向。粗略地說這種結(jié)合有兩種方式 ，一種是將計算機裝入儀器，其典型的例子就是所謂智能化的儀器 。 隨著計算機功能的日益強大以及其體積的日趨縮小，這類儀器功能也越來越強大，目前已經(jīng)出現(xiàn)含嵌入式系統(tǒng)的儀器。另一種方式是將.專業(yè) .整理 .下載可編輯儀器裝入計算機。以通用的計算機硬件及操作系統(tǒng)為依托，實現(xiàn)各種儀器功能

4、 。虛擬儀器主要是指這種方式。LabVIEW 是一種程序開發(fā)環(huán)境，由 NI 公司研制開發(fā)的 ，類似于 C 和BASIC 開發(fā)環(huán)境 ，但是 LabVIEW 與其他計算機語言的顯著區(qū)別是：其他計算機語言都是采用基于文本的語言產(chǎn)生代碼，而 LabVIEW 使用的是圖形化編輯語言編寫程序 ，產(chǎn)生的程序是框圖的形式 。 LabVIEW 提供很多外觀與傳統(tǒng)儀器 （如示波器 、萬用表 ）類似的控件 ，可用來方便地創(chuàng)建用戶界面 。 用戶界面在 LabVIEW 中被稱為前面板 。 使用圖標(biāo)和連線 ，可以通過編程對前面板上的對象進(jìn)行控制。 這就是圖形化源代碼，又稱G代碼 。 LabVIEW 的圖形化源代碼在某種程

5、度上類似于流程圖，因此又被稱作程序框圖代碼。相對于傳統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)儀器來說， LabVIEW 由于是基于軟件的 ，所以提供了更大的靈活性。通過 LabVIEW 開發(fā)的虛擬儀器是由用戶而不是儀器生產(chǎn)商定義儀器功能的。 一臺計算機、 數(shù)采板卡和LabVIEW 的結(jié)合就能夠變成一個可配置的虛擬儀器來完成用戶設(shè)定的任務(wù) 。通過 LabVIEW 就可以用傳統(tǒng)儀器幾分之一的價格創(chuàng)建一個用戶所需要的虛擬儀器 。 當(dāng)需要改變這個虛擬儀器的時候 ，只幾分鐘的時間通過 LabVIEW 修改就可以了 。 為了便于使用 ， LabVIEW 還集成了大量的函數(shù)庫以及子程序來幫助完成絕大多數(shù)的編程任務(wù)。在使用這些子函數(shù)的時候，

6、可以忘掉傳統(tǒng)編程語言中的令人頭痛的指針操作、內(nèi)存分配等編程問題 。 除此之外 ， LabVIEW還包含了針對應(yīng)用的數(shù)據(jù)采集（ DAQ ）、GPIB、串口、數(shù)據(jù)分析 、數(shù)據(jù)顯示 、數(shù)據(jù)存儲以及Internet 網(wǎng)絡(luò)通信的函.專業(yè) .整理 .下載可編輯數(shù)庫 。 鑒于 LabVIEW 有諸多優(yōu)點 ，這次我們將應(yīng)用LabVIEW 來完成一個十字路口交通燈系統(tǒng)的設(shè)計。第一章前言1.1課程設(shè)計的題目用 XY 圖繪制曲線1.2課程設(shè)計的要求系統(tǒng)應(yīng)滿足下列要求 ：A給定橫縱坐標(biāo)的值 ，顯示出相應(yīng)的曲線B橫縱坐標(biāo)的值可變 ，并且顯示相應(yīng)變化的曲線1 3 課題分析1 xy 圖xy 圖也叫坐標(biāo)圖 ，用來繪制多變量函

7、數(shù)曲線，如圓或具有可變時基的波形。 Xy 圖可顯示任何均勻采樣或非均勻采樣的點的集合。在 xy 圖中顯示多條曲線，只需將多個單條曲線 （ x， y 捆綁數(shù)據(jù) ）通過數(shù)組創(chuàng)建函數(shù)送給xy圖顯示即可 。 其接受的數(shù)據(jù)不要求水平坐標(biāo)等間隔分布。2.波形圖.專業(yè) .整理 .下載可編輯波形圖用于顯示測量值為均勻采集的一條或多條曲線。 波形圖僅繪制單變量函數(shù)，比如 y=f （x）， 并且各沿 x 軸均勻分布 。可接受多種類型和格式的數(shù)據(jù) （如數(shù)據(jù)類型包括數(shù)組 ，簇，波形數(shù)據(jù) 。 數(shù)據(jù)格式包括一維數(shù)組，多維數(shù)組 ，簇數(shù)組 ）。波形圖是一個事后顯示數(shù)據(jù)的圖形控件 ，其要顯示的數(shù)據(jù)全部到達(dá)后 （即先將數(shù)據(jù)存放到

8、一個數(shù)組中 ），一次性送給波形圖顯示。1波形圖接受包含初值 ，步長、數(shù)據(jù)數(shù)組的簇 。 波形圖的數(shù)據(jù)類型如果是簇 ，則簇的元素必須按照起始點 ，步長，波形數(shù)組數(shù)據(jù)的順序排放 ，否則波波形圖不能接受其數(shù)據(jù) ，因為其數(shù)據(jù)類型不匹配 。2數(shù)組數(shù)據(jù)在波形圖中顯示注：波形圖接收數(shù)組數(shù)據(jù)時，其默認(rèn)起始點為0，步長為 1，因此這兩圖都是顯示一個周期的正弦波 ，但最終坐標(biāo)值不一樣 ，接受簇數(shù)組的為 0+2*128=256 ，接收波形數(shù)組數(shù)據(jù)時為0+1*128=128。3簇數(shù)組數(shù)據(jù)類型在波形圖中的顯示（通過創(chuàng)建數(shù)組函數(shù)）3.波形圖標(biāo).專業(yè) .整理 .下載可編輯波形圖標(biāo)顯示一條或條曲線的特殊波形顯示控件，一般用來顯

9、示以恒定采樣率采集得到的數(shù)據(jù)。與波形圖不同的是，波形圖標(biāo)并不是一次性接收所有需要顯示的數(shù)據(jù)，而是逐點地接受數(shù)據(jù)并逐點的顯示數(shù)據(jù) ，保留上一次數(shù)據(jù)的同時顯示當(dāng)前接受的數(shù)據(jù) 。 顯示數(shù)據(jù)的范圍取決于設(shè)置的緩沖區(qū)的大小 ，當(dāng)超過其大小時 ，便舍棄最早的數(shù)據(jù) ，相當(dāng)于一個隊列 ，遵循先進(jìn)先出的原則 。設(shè)置緩沖區(qū)的大小 ，可在波形圖標(biāo)上右擊后選項 “圖標(biāo)歷史長度 “設(shè)置。 其最大容量是 1024 個數(shù)據(jù)點 。波形圖標(biāo)的波形點數(shù)超過圖形界面時，波形圖標(biāo)有三種刷新模式 ：帶狀圖標(biāo) 、示波器圖標(biāo)和掃描圖。波形圖標(biāo)接受的數(shù)據(jù)類型和波形圖相同 ，而顯示相同波形時 ，二者接受的數(shù)據(jù)格式不一樣 。1.4 設(shè)計的目的由

10、于現(xiàn)代科技的發(fā)展 ，計算機已經(jīng)深入到人類生產(chǎn)生活的各個方面，計算機已經(jīng)正逐步取代傳統(tǒng)的儀器設(shè)備 。實現(xiàn)儀器的虛擬化和通用化 。在顯示均勻波形數(shù)據(jù)時通常使用波形圖，其橫軸默認(rèn)為采樣點序號 ， Y 軸默認(rèn)為測量數(shù)值 ，這是一種理想情況 。 但在大多數(shù)情況下 ，繪制非均勻采樣數(shù)據(jù).專業(yè) .整理 .下載可編輯或封閉曲線時無法使用波形圖。因此，但數(shù)據(jù)以不規(guī)則的時間間隔出現(xiàn)或當(dāng)要根據(jù)兩個相互依賴的變量（如 Y/X）時，就需要使用 XY 圖，即笛卡爾圖 。 XY 圖也是波形圖的一種，它需要同時輸入 X 軸和 Y 軸的數(shù)據(jù) ， X 和 Y 之間相互聯(lián)系，不要求 X 坐標(biāo)等間距 ，且通過編程能方便地繪制任意曲線

11、。 該系統(tǒng)通過 Express XY 圖繪制曲線 ，實時的送往前面板顯示 。 它可以繪制多值函數(shù)曲線 ，如圓 ，橢圓和雙曲線等。第二章 儀器方案設(shè)計2.1 解決問題的思路 ：XY 繪制曲線 ：與波形圖相似 ， XY 圖也是一次性完成波形的顯示刷新 。 但 XY 圖的輸入數(shù)據(jù)類型相對來說比較簡單 。 一般來說有兩種 ：一是將生成的 X， 兩組數(shù)據(jù)用 “捆綁”函數(shù)打包成簇 ，然后將簇送入 XY 圖，這樣簇中的每一對數(shù)據(jù)都對應(yīng)了一個數(shù)據(jù)點的 X， Y 坐標(biāo)值 ；二是先將生成的每個點的 X， 坐標(biāo)打包成簇 ，然后再將簇組成一個簇數(shù)組送入 XY圖中。.專業(yè) .整理 .下載可編輯當(dāng)用 XY 繪制單條曲線時

12、，有兩種方法 。 一是先生成兩組數(shù)據(jù) ，然后再打包送入 圖，此時兩個數(shù)據(jù)數(shù)組中具有相同序號的兩個數(shù)組組成一個點的坐標(biāo)，而且 “捆綁 ”函數(shù)的第一行對應(yīng) 軸，第二行對應(yīng)Y 軸。 二是先將生成的兩個隨機數(shù)打包成簇，作為一個點的坐標(biāo)，然后再組成一個簇數(shù)組送入 圖。與繪制單條曲線類似，繪制多條曲線時也同樣有兩種方法 ：一是先各自利用 循環(huán)生成兩個一位數(shù)組后捆綁成簇 ，然后再將兩個簇組成一個二維數(shù)組，送入 XY 圖；二是先各自將生成的數(shù)據(jù)點坐標(biāo)打包成簇，然后再各自利用 for 循環(huán)生成一維數(shù)組再組成二維數(shù)組，送入 圖。當(dāng) X 數(shù)組， Y 數(shù)組的長度不一致時，在 圖中將以長度較短的數(shù)據(jù)組為參考，而長度較長

13、的數(shù)據(jù)組多出來的數(shù)據(jù)將在圖中無法顯示。 在使用XY 圖來繪制曲線時，需要注意數(shù)據(jù)類型的轉(zhuǎn)換。本題需要先將輸入的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成弧度值后才可以進(jìn)行三角函數(shù)的計算 。并且指定 a,b 的值來作為橫縱坐標(biāo)軸的半徑長，當(dāng) a,b 的值相等時 ，繪制的曲線為圓 ，當(dāng) a,b 不相等時，繪制的曲線為橢圓 。2.2 前面板設(shè)計將 Express XY 圖形顯示控件放置在前面板上，與此同時會在程序框圖中自動添加一個VI。由于它的 X 軸和 Y 軸接.專業(yè) .整理 .下載可編輯受的都是動態(tài)數(shù)據(jù)，因此在繪制曲線時只要將X， Y 組數(shù)據(jù)與之相連 ，它將自動添加一個轉(zhuǎn)換函數(shù)來將輸入數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成動態(tài)數(shù)據(jù)類型。它無需像普通的 X

14、Y 圖一樣要先對 X 軸和 Y 軸坐標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行捆綁才能輸入 XY 圖進(jìn)行曲線繪制 。2.3 源代碼設(shè)計源代碼設(shè)計有兩種方法 ：第一種就是將生成的X，Y 兩組數(shù)據(jù)用 “捆綁 ”函數(shù)打包成簇 ，然后將簇送入 XY 圖，這樣簇中的每一對數(shù)據(jù)都對應(yīng)了一個數(shù)據(jù)點的 XY坐標(biāo)值 。二是先將生成的每個點的 XY 坐標(biāo)值打包成簇，然后再將簇組成一個簇數(shù)組送入 XY 圖中首先 ，用 for循環(huán)產(chǎn)生隨機數(shù)，循環(huán)次數(shù)為360 。然后 ，將生成的每一個隨機數(shù)轉(zhuǎn)換成弧度制.專業(yè) .整理 .下載可編輯接著，添加三角函數(shù) cos,sin ：最后，將所有線連接完畢 ，再將循環(huán)結(jié)構(gòu)中捆綁的數(shù)組與 XY 圖 VI 連線，源代碼設(shè)

15、計完畢 。方法一：先將生成的兩個數(shù)組捆綁打包，然后再送入.專業(yè) .整理 .下載可編輯方法二：先將生成的每個點的坐標(biāo)值打包，再組成數(shù)組送入2.4程序運行經(jīng)過仔細(xì)的檢查后 ，確認(rèn)程序無任何錯誤 。則接下來，將窗口調(diào)到前面板 ，點擊程序運行按鈕 ，使程序開始正常運行 ，與此同時觀察波形顯示控件中顯示的曲線是否是所要繪制的曲線.專業(yè) .整理 .下載可編輯第四章心得體會本來覺得這次課程設(shè)計也許好多人都設(shè)計不出 ，老師會放松些 ，但剛過去一天就聽說有同學(xué)已經(jīng)設(shè)計的差不多了，這給我施加了不小的壓力 ，看來必須要自己動手了 。盡管這個設(shè)計要求并不多 ，當(dāng)真正是自己一步一步設(shè)計出的，當(dāng)看到自己一步一步的成果 ，

16、心里的那個喜呵呵真的要自己體會才知道 。 我想說 ：沒有什么做不到的 ，不要畏懼，要敢嘗試 。當(dāng)然 ，能夠完成此課程設(shè)計，功勞不能歸功于我一.專業(yè) .整理 .下載可編輯人，非常感謝老師的教導(dǎo)和指點還有同學(xué)的幫忙，才讓我能夠在有限的時間內(nèi)完成課程設(shè)計。因為說真的剛開始打算設(shè)計時不是很自信，由于從來沒有弄過類似的課程設(shè)計，感覺自己沒有能力完成因為關(guān)于此課程設(shè)計的課程學(xué)的不怎么好 ，但最終還是做出來了，我真的感覺不可思議，所以我覺得和做任何事情都一樣要有勇氣嘗試。其實我在設(shè)計時更多的是模仿了相關(guān)的資料和方法。在參考別人的東西時把它改成自己的東西，也不是不可的吧 ？站在巨人的肩膀上更容易成功就是這個道

17、理。學(xué)會學(xué)習(xí)借鑒別人的東西也是一種本事！因為我并不承認(rèn)別人的東西就是別人的，只要我們學(xué)到了就是自己的啦。共享快樂 ，學(xué)習(xí)快樂！只要你有創(chuàng)新的思想 ，這使我想到了日本人對創(chuàng)新的理解，組合即發(fā)明組合即創(chuàng)新。利用現(xiàn)有的東西造出新的東西。通過這門課不僅學(xué)到了基本的知識更重要領(lǐng)悟到了新的思維方法，我覺得這是自己最大的收獲。從這次的課程設(shè)計使我領(lǐng)悟到了一些做課程設(shè)計的技巧也是步驟 ： 1.設(shè)計性課程設(shè)計最重要的是要有一條清晰設(shè)計思路 ，在設(shè)計前 ，老師已為我們準(zhǔn)備好了參考格式或資料，相當(dāng)于已經(jīng)給了設(shè)計路，關(guān)鍵就是靠自己深入的思考各個步驟怎么設(shè)計的對每個步驟都要做到分析、思考設(shè)計，再去執(zhí)行 ，再將所有的部分

18、組裝在一起，就可完成該.專業(yè) .整理 .下載可編輯設(shè)計 。 2. 此次課程設(shè)計要多練習(xí)多思考弄懂每個實驗的設(shè)計思路并且能夠設(shè)計自己的東西 ，這樣你會感到其樂無窮 。 3.在以后的實驗設(shè)計當(dāng)中還應(yīng)注意培養(yǎng)自己獨立思考設(shè)計思路的能力 ,不要怕難 。 4.許多事情只有在自己親手做了之后才會感覺到 ，其實它并不是你想象中的那樣難或簡單，要善于專心深入的思考問題 ，所學(xué)知識要常用 。對于學(xué)完這一門課程來說 ，使我懂得了一個道理 ：也許只有用自己所學(xué)的知識做出一個可以實際運行的東西之后才能確實體到自己的學(xué)習(xí)是有價值的 ，但在如今的教育制度和社會背景下 ，叛逆的人也許在抱怨 ：“為什么想學(xué)的東西學(xué)不到 ，不想學(xué)的偏要學(xué)”。我覺得多的人已經(jīng)麻木“因為學(xué)校開了課，所以我得學(xué)，因為別人都在考，所以我也得考”。至于為什么要學(xué)，為什么要考，考了有什么用？ 自己也不知道 ，知識是拿來學(xué)的，不