虛擬儀器程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)專心-專注-專業(yè)精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)虛擬儀器程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書機(jī)械與電氣工程學(xué)院 舒華 戴新 編廣州大學(xué) 2009年目 錄實(shí)驗(yàn)1 熟悉LabVIEW編程環(huán)境實(shí)驗(yàn)1-1 LabVIEW的基本操作 1實(shí)驗(yàn)1-2 練習(xí) 4實(shí)驗(yàn)2 控件與程序框圖應(yīng)用實(shí)驗(yàn)2-1 虛擬儀器前面板的設(shè)計(jì) 5實(shí)驗(yàn)2-2 編寫簡(jiǎn)單的LabVIEW 程序 6實(shí)驗(yàn)3 子VI程序設(shè)計(jì)及調(diào)試程序技巧實(shí)驗(yàn)3-1 創(chuàng)建子程序 8實(shí)驗(yàn)3-2 子程序的調(diào)用 10實(shí)驗(yàn)3-3 程序調(diào)試技巧 12實(shí)驗(yàn)4 程序結(jié)構(gòu)（1）實(shí)驗(yàn)4-1 使用for循環(huán)結(jié)構(gòu) 14實(shí)驗(yàn)4

2、-2 使用while循環(huán)結(jié)構(gòu) 16實(shí)驗(yàn)5 程序結(jié)構(gòu)（2）實(shí)驗(yàn)5-1 使用條件結(jié)構(gòu)18實(shí)驗(yàn)5-2 使用順序結(jié)構(gòu)19實(shí)驗(yàn)5-3 使用事件結(jié)構(gòu)20實(shí)驗(yàn)6 數(shù)據(jù)的表達(dá)與圖形顯示實(shí)驗(yàn)6-1 Waveform Graph的應(yīng)用23實(shí)驗(yàn)6-2 比較Waveform Chart和Waveform Graph 24實(shí)驗(yàn)6-3 使用XY Graph顯示圖形 26實(shí)驗(yàn)6-4 公式節(jié)點(diǎn)及圖形顯示27實(shí)驗(yàn)6-5 虛擬信號(hào)發(fā)生器28實(shí)驗(yàn)7 非連線的數(shù)據(jù)傳遞方式實(shí)驗(yàn)7-1 控制仿真30實(shí)驗(yàn)7-2 數(shù)制變換及計(jì)數(shù)仿真32實(shí)驗(yàn)7-3 全局變量編程33實(shí)驗(yàn)8 文件操作實(shí)驗(yàn)8-1 文本文件操作34實(shí)驗(yàn)8-2 電子表格文件操作35實(shí)

3、驗(yàn)8-3 仿真溫度數(shù)據(jù)的記錄36實(shí)驗(yàn)8-4 仿真溫度數(shù)據(jù)的讀取37實(shí)驗(yàn)9 應(yīng)用程序設(shè)計(jì) 實(shí)驗(yàn)9-1 構(gòu)建簡(jiǎn)單的信號(hào)分析與處理系統(tǒng)38實(shí)驗(yàn)9-2 頻率響應(yīng)函數(shù)與數(shù)字濾波實(shí)驗(yàn)38實(shí)驗(yàn)1 熟悉LabVIEW編程環(huán)境實(shí)驗(yàn)1-1 LabVIEW的基本操作目的：創(chuàng)建一個(gè)VI程序，完成兩個(gè)數(shù)加、減、乘、除法的運(yùn)算功能。在數(shù)值輸入控件中輸入兩個(gè)操作數(shù)A和B，運(yùn)行程序計(jì)算出這兩個(gè)數(shù)的加、減、乘、除法運(yùn)算結(jié)果，并且顯示到相應(yīng)的數(shù)值顯示控件中。實(shí)驗(yàn)步驟：前面板打開LabVIEW，點(diǎn)擊New按鈕，再選擇Blanck VI并確定，新建一空白VI。在前面板上單擊鼠標(biāo)右鍵，從打開的控件模板中選擇數(shù)值輸入控件，并放置在前面板

4、上。鼠標(biāo)左鍵雙擊該控件上方的標(biāo)簽，待標(biāo)簽處于可改寫狀態(tài)時(shí)，將標(biāo)簽改寫為“A”。重復(fù)上面2，3的步驟，建立另一個(gè)數(shù)值輸入控件并改名為“B”。建立4個(gè)數(shù)值顯示控件，分別用來顯示加、減、乘、除的運(yùn)算結(jié)果。該控件位置見下圖：將前面板上所有控件按圖對(duì)齊排列，完成后的前面板如下圖。框圖程序從Windows菜單下選擇Show Diagram功能打開框圖程序窗口。將圖標(biāo)按圖示進(jìn)行排列。點(diǎn)擊框圖程序窗口的空白處，彈出功能模板，從彈出的菜單中選擇所需的對(duì)象放置到框圖中。本程序用到下面的對(duì)象：加運(yùn)算節(jié)點(diǎn)、減運(yùn)算節(jié)點(diǎn)、乘運(yùn)算節(jié)點(diǎn)、除運(yùn)算節(jié)點(diǎn)。將所有對(duì)象用連線連接起來，完成后的程序框圖如下。運(yùn)行、測(cè)試程序選擇前面板窗口

5、，使之變成當(dāng)前窗口。在數(shù)值輸入控件A和B中各輸入一各數(shù)值，然后單擊工具欄上運(yùn)行按鈕運(yùn)行VI程序，觀察運(yùn)算結(jié)果。修改A和B的值，再次運(yùn)行程序。點(diǎn)擊連續(xù)運(yùn)行按鈕，便程序運(yùn)行于連續(xù)運(yùn)行模式。此時(shí)修改A、B的值，則立即會(huì)運(yùn)算出相應(yīng)的結(jié)果。再點(diǎn)擊連續(xù)運(yùn)行按鈕，關(guān)閉連續(xù)運(yùn)行模式。文件命名為Computer.Vi并保存。實(shí)驗(yàn)1-2 練習(xí)完成教材第一章（P41P45）的應(yīng)用程序，最終完成的程序如圖P46圖2.40和圖2.41所示。文件命名為Generate and Display.Vi并保存。實(shí)驗(yàn)2 控件與程序框圖應(yīng)用實(shí)驗(yàn)2-1 虛擬儀器前面板的設(shè)計(jì)目的：掌握虛擬儀器前面板的設(shè)計(jì)。通過此實(shí)驗(yàn)熟悉常用控件的取用

6、，對(duì)其進(jìn)行簡(jiǎn)單設(shè)置以及界面布局。實(shí)驗(yàn)步驟：前面板最終完成的界面如上圖。從控件模板中找到各個(gè)控件，并放置到前面板上。對(duì)各個(gè)控件外觀、類型和行為進(jìn)行設(shè)置，設(shè)置結(jié)果如圖所示。調(diào)節(jié)步長(zhǎng)：修改其刻度顏色、標(biāo)度數(shù)值顏色；設(shè)定高度：顯示數(shù)值顯示框；實(shí)際液位：顯示數(shù)值顯示框；壓力：增加指針，并修改刻度顏色，顯示指針數(shù)值；溫度：顯示數(shù)值顯示框；液位超標(biāo)：為一LED控件。當(dāng)為True時(shí)，顯示綠色；當(dāng)為False時(shí)，顯示紅色；將第一行5個(gè)控件頂端對(duì)齊，水平中心分布，并組合在一起。將左下角3個(gè)控件左對(duì)齊，垂直中心分布，并組合在一起。將這兩組控件和圖像顯示件組合在一起并鎖定。文件命名為FrontPanel.Vi并保存。

7、實(shí)驗(yàn)2-2 編寫簡(jiǎn)單的LabVIEW 程序目的：編寫程序，實(shí)現(xiàn)將一華氏溫度(F)轉(zhuǎn)換成攝氏溫度(C)的功能。已知攝氏溫度與華氏溫度的關(guān)系C5(F32)/9。實(shí)驗(yàn)步驟：前面板：程序界面如上圖，放置一數(shù)值輸入控件和一溫度計(jì)顯示件，然后再放置一個(gè)STOP按鈕。如圖修改設(shè)置各控件的數(shù)值范圍，并顯示各控件的數(shù)值顯示框。框圖程序： 程序框圖如上圖。注意將STOP按鈕同While循環(huán)的控制端口相連接。運(yùn)行、測(cè)試程序單擊工具欄上運(yùn)行按鈕運(yùn)行VI程序，更改數(shù)值輸入控件的值，觀察程序運(yùn)行的情況。文件命名為F2C.Vi并保存。實(shí)驗(yàn)3 子VI程序設(shè)計(jì)及調(diào)試程序技巧實(shí)驗(yàn)3-1 創(chuàng)建子程序目的：創(chuàng)建一個(gè)VI程序，以便以后

8、作為子VI程序使用。創(chuàng)建一個(gè)VI程序模擬溫度測(cè)量，也可以用攝氏溫度來代替華氏溫度顯示。本程序用軟件代替了DAQ數(shù)據(jù)采集卡。使用Random Number來仿真電壓的測(cè)量值，然后轉(zhuǎn)換成攝氏或華氏溫度讀數(shù)。前面板：用File菜單的New選項(xiàng)打開一個(gè)新的前面板窗口。把溫度計(jì)指示部件放入前面板窗口。在前面板窗口的空白處點(diǎn)擊鼠標(biāo)鍵，然后從彈出的Numeric子模板中選擇Thermometer。在高亮的文本框中輸入“溫度計(jì)”,再點(diǎn)擊鼠標(biāo)鍵按鈕。在前面板窗口中放入豎直開關(guān)控制。在面板窗口的空白處點(diǎn)擊鼠標(biāo)鍵，然后彈出的Boolean子模板中選擇Vertical Slide Switch，在文本框中輸入“溫度值

9、單位”,再點(diǎn)擊鼠標(biāo)鍵或者工具欄中的“”按鈕。使用標(biāo)簽工具，在開關(guān)的“條件真”（true）位置旁邊輸入自由標(biāo)簽“攝氏”,再在“條件假”（false）位置旁邊輸入自由標(biāo)簽“華氏”?？驁D程序：從Windows菜單下選擇Show Diagram功能打開框圖程序窗口。點(diǎn)擊框圖程序窗口的空白處，彈出功能模板，從彈出的菜單中選擇所需的對(duì)象。本程序用到下面的對(duì)象：Random Number（隨機(jī)數(shù)）。在本例中，模擬從DAQ卡讀取01V電壓值。Multiply（乘法）功能（ProgrammingNumeric子模板）。在本例中，將讀取電壓值乘以100.00，以獲得華氏溫度。Subtract（減法）功能（Prog

10、rammingNumeric子模板）。在本例中，從華氏溫度中減去32.0，以轉(zhuǎn)換成攝氏溫度。Divide（除法）功能（ProgrammingNumeric子模板）。在本例中，把相減的結(jié)果除以1.8以轉(zhuǎn)換成攝氏溫度。Select（選擇）功能（ProgrammingComparison子模板）。取決于溫標(biāo)選擇開關(guān)的值。該功能輸出華氏溫度（當(dāng)選擇開關(guān)為false）或者攝氏溫度（選擇開關(guān)為True）數(shù)值。使用移位工具（Positioning tool），把圖標(biāo)移至圖示的位置，再用連線工具連接起來。選擇前面板窗口，使之變成當(dāng)前窗口，并運(yùn)行VI程序。點(diǎn)擊連續(xù)運(yùn)行按鈕，便程序運(yùn)行于連續(xù)運(yùn)行模式。再點(diǎn)擊連續(xù)運(yùn)

11、行按鈕，關(guān)閉連續(xù)運(yùn)行模式。創(chuàng)建圖標(biāo)Temp：此圖標(biāo)可以將現(xiàn)程序作為子程序在其他程序中調(diào)用。創(chuàng)建方法如下：在面板窗口的右上角的圖標(biāo)框中點(diǎn)擊鼠標(biāo)，從彈出菜單中選擇Edit Icon功能。雙點(diǎn)選擇工具，并按下Delete鍵，消除缺省的圖標(biāo)圖案。用畫圖工具畫出溫度計(jì)的圖標(biāo)。 使用文本工具寫入文字，雙擊文本工具把字體換成Small Font。當(dāng)圖標(biāo)創(chuàng)建完成后，點(diǎn)擊OK以關(guān)閉圖標(biāo)編輯。生成的圖標(biāo)在面板窗口的右上角。創(chuàng)建聯(lián)接器端口：點(diǎn)擊右上角的圖標(biāo)面板，從彈出菜單中選擇Show Connector功能。LabVIEW將會(huì)根據(jù)控制和顯示的數(shù)量選擇一種聯(lián)接器端口模式。在本例中，只有兩個(gè)端口，一個(gè)是豎直開關(guān)，另一

12、個(gè)是溫度指示。把聯(lián)接器端口定義給開關(guān)和溫度指示。使用連線工具，在左邊的聯(lián)接器端口框內(nèi)按鼠標(biāo)鍵，則端口將會(huì)變黑。再點(diǎn)擊開關(guān)控制件，一個(gè)閃爍的虛線框?qū)鼑≡撻_關(guān)。現(xiàn)在再點(diǎn)擊右邊的聯(lián)接器端口框，使它變黑。再點(diǎn)擊溫度指示部件，一個(gè)閃爍的虛線框?qū)鼑囟戎甘静考@即表示著右邊的聯(lián)接器端口對(duì)應(yīng)溫度指示部件的數(shù)據(jù)輸入。文件命名為Thermometer.Vi并保存。實(shí)驗(yàn)3-2 子程序的調(diào)用目的：使用一個(gè)條件循環(huán)結(jié)構(gòu)和一個(gè)被測(cè)波形圖表實(shí)時(shí)地采集數(shù)據(jù)。創(chuàng)建一個(gè)VI程序，進(jìn)行溫度測(cè)量，并把結(jié)果在波形圖表上顯示。該VI程序使用我們前面創(chuàng)建的溫度計(jì)程序（Thermometer.VI）作為子程序。前面板：打開一個(gè)新

13、的前面板窗口，在里面放一個(gè)開關(guān)（在Boolean邏輯部件子模板），給該開關(guān)標(biāo)注為“Enable”。你可以用該開關(guān)來開始/停止數(shù)據(jù)采集。在前面板內(nèi)再放置一個(gè)趨勢(shì)圖（Graph子模板中的Waveform Chart），標(biāo)注為“溫度歷史趨勢(shì)”。該圖表將實(shí)時(shí)地顯示溫度值。由于趨勢(shì)圖將它的圖標(biāo)注解plot自動(dòng)地標(biāo)注為“plot 0”，用標(biāo)注工具將其重新標(biāo)注為“Temp”。因?yàn)橼厔?shì)圖用于顯示室內(nèi)溫度,需要對(duì)它的標(biāo)尺進(jìn)行重新定標(biāo)。將Y軸的最大值改為“90”，而將最小值改為“20”。此時(shí)暫時(shí)不要?jiǎng)?chuàng)建模式轉(zhuǎn)換開關(guān)，我們將從框圖程序窗口創(chuàng)建前面板的部件?？驁D程序：打開框圖程序窗口。從結(jié)構(gòu)（Structures）工

14、具模板選擇條件循環(huán)結(jié)構(gòu)“While Loop”放入框圖程序窗口，調(diào)整該條件循環(huán)框的大小，把先前從前面板創(chuàng)建的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)放入循環(huán)框內(nèi)。放入其它的框圖程序?qū)ο?。Thermometer VI，這個(gè)VI程序是你在上個(gè)練習(xí)中創(chuàng)建的 (從Select a VI子模板)。按照上圖的框圖程序連好線。創(chuàng)建“溫度值單位”開關(guān)。把連線工具放在Thermometer VI的“溫度值單位”輸入端口上，按鼠標(biāo)右鍵并選擇Creat Control，這樣就可以自動(dòng)創(chuàng)建“溫度值單位”轉(zhuǎn)換開關(guān)，并將它與Thermometer VI子程序相連線，再轉(zhuǎn)換到前面板窗口，將“溫度值單位”開關(guān)的位置重新調(diào)整。在前面板窗口，使用標(biāo)注工具，為“

15、溫度值單位”創(chuàng)建“攝氏”、“華氏”標(biāo)簽。運(yùn)行程序。要停止數(shù)據(jù)采集，點(diǎn)擊Enable開關(guān)，使其狀態(tài)變?yōu)镺FF，循環(huán)結(jié)束。修改Enable開關(guān)缺省設(shè)置，使你運(yùn)行VI程序時(shí)不必每次打開該開關(guān)。若程序在運(yùn)行狀態(tài)，則關(guān)閉程序運(yùn)行。把開關(guān)設(shè)置為ON狀態(tài)。點(diǎn)擊開關(guān)，從彈出菜單中選擇Data OperationsMake Current Value Default選項(xiàng)，這將使ON狀態(tài)變?yōu)槿笔≈怠Ｔ冱c(diǎn)擊開關(guān)，從彈出菜單中選擇Mechanical ActionLatch When Pressed選項(xiàng)。運(yùn)行該程序，觀察Enable開關(guān)的變化。如圖所示，使VI程序采樣間隔為500毫秒。使用Time & Dialog子

16、模板中的Wait Until Next ms Multiple功能，再加上時(shí)間常數(shù)Numeric Constant，把它設(shè)置為500。運(yùn)行上述程序，試用不同的時(shí)間間隔值。關(guān)閉并保存上述程序，文件名為Temperature Monitor.vi實(shí)驗(yàn)3-3 程序調(diào)試技巧目的：使用LabVIEW內(nèi)置調(diào)試工具。加載一個(gè)斷開的VI，并糾正錯(cuò)誤。使用單步執(zhí)行和高亮顯示執(zhí)行過程分步執(zhí)行VI。打開和檢查調(diào)試練習(xí).vi。這時(shí)出現(xiàn)以下的前面板：注意：工具欄上的運(yùn)行按鈕將顯示為斷開，提示該VI已斷開，無(wú)法運(yùn)行。顯示并檢查調(diào)試練習(xí).vi的程序框圖。找出并修改每一個(gè)錯(cuò)誤。單擊斷開的運(yùn)行按鈕，打開錯(cuò)誤列表窗口，該窗口列出

17、了所有錯(cuò)誤。在錯(cuò)誤列表窗口中選擇一個(gè)錯(cuò)誤說明。詳細(xì)信息描述了錯(cuò)誤信息，有時(shí)還會(huì)建議如何糾正錯(cuò)誤。單擊幫助按鈕，可顯示LabVIEW 幫助中對(duì)錯(cuò)誤的詳細(xì)描述和糾正錯(cuò)誤步驟的相關(guān)主題。單擊顯示錯(cuò)誤按鈕或雙擊錯(cuò)誤描述，可高亮顯示程序框圖或前面板中包含錯(cuò)誤的區(qū)域。選擇文件保存保存VI。單擊前面板或選擇窗口顯示前面板，打開VI的前面板。單擊運(yùn)行按鈕。選擇窗口顯示程序框圖，打開程序框圖。通過程序框圖可以觀察到數(shù)據(jù)的流動(dòng)情況。單擊工具欄上的高亮顯示執(zhí)行過程按鈕，啟用高亮顯示執(zhí)行過程。單擊單步步入按鈕，開始單步執(zhí)行。高亮顯示執(zhí)行過程通過沿連線移動(dòng)的圓點(diǎn)，顯示數(shù)據(jù)在程序框圖上從一個(gè)節(jié)點(diǎn)移動(dòng)到另一個(gè)節(jié)點(diǎn)的過程。閃

18、爍的節(jié)點(diǎn)表示已經(jīng)準(zhǔn)備好開始執(zhí)行。在每一個(gè)節(jié)點(diǎn)后單擊單步步過按鈕，單步執(zhí)行整個(gè)程序框圖。每次單擊單步步過按鈕，當(dāng)前節(jié)點(diǎn)就會(huì)執(zhí)行，并在下一個(gè)節(jié)點(diǎn)處暫停。單步執(zhí)行VI時(shí)，數(shù)據(jù)會(huì)顯示在前面板上。當(dāng)閃爍邊界出現(xiàn)在整個(gè)程序框圖的周圍時(shí)，單擊單步步出按鈕，可停止單步執(zhí)行調(diào)試練習(xí).vi。單步執(zhí)行VI和其子VI。單擊單步步入按鈕，開始單步執(zhí)行。調(diào)試練習(xí)子程序.vi閃爍時(shí)，單擊單步步入按鈕，注意子VI上的運(yùn)行按鈕。單擊調(diào)試練習(xí).vi的程序框圖，在該框圖的子VI圖標(biāo)上會(huì)出現(xiàn)一個(gè)綠色的符合，提示子VI正在運(yùn)行。單擊單步步出按鈕兩次，完成單步執(zhí)行子VI程序框圖，主程序的框圖處于活動(dòng)狀態(tài)。單擊單步步出按鈕，結(jié)束單步執(zhí)行。

19、VI運(yùn)行時(shí)，使用探針檢查連線上的中間值。使用探針工具單擊任意連線。顯示探針窗口。 LabVIEW將自動(dòng)計(jì)算探針窗口數(shù)，并在單擊的連線上的符號(hào)中顯示相同的值。再次單步執(zhí)行VI。探針窗口會(huì)顯示經(jīng)過連線的數(shù)據(jù)。在程序框圖上放置斷點(diǎn)，以便在該位置中止執(zhí)行。使用斷點(diǎn)工具單擊節(jié)點(diǎn)或連線。在程序框圖上放置一個(gè)斷點(diǎn)，程序框圖會(huì)在所有節(jié)點(diǎn)執(zhí)行后暫停執(zhí)行。單擊運(yùn)行按鈕，運(yùn)行VI。程序執(zhí)行到一個(gè)斷點(diǎn)時(shí)，VI將暫停執(zhí)行，同時(shí)工具欄上的暫停按鈕將顯示為紅色。單擊繼續(xù)按鈕，繼續(xù)運(yùn)行到下一個(gè)斷點(diǎn)處或直到VI運(yùn)行結(jié)束。使用斷點(diǎn)工具單擊設(shè)置的斷點(diǎn)，并刪除它。單擊高亮顯示執(zhí)行過程按鈕，禁止執(zhí)行過程高亮顯示。選擇文件關(guān)閉，關(guān)閉VI

20、和所有打開的窗口。實(shí)驗(yàn)4 程序結(jié)構(gòu)（1）實(shí)驗(yàn)4-1 使用for循環(huán)結(jié)構(gòu)目的：學(xué)習(xí)使用for循環(huán)結(jié)構(gòu)。使用3種編程算法，計(jì)算0到99之間所有偶數(shù)的和。前面板：放置三個(gè)數(shù)值顯示件。將三個(gè)數(shù)值顯示件分別命名為計(jì)算方法1、2、3?？驁D程序：按圖示分別完成三種算法的程序框圖，掌握移位寄存器的使用，并注意編程同時(shí)分析比較三種算法。計(jì)算方法3中使用了函數(shù)Quotient & Remainder，其功能是求輸入兩數(shù)的余數(shù)，在此用作計(jì)算循環(huán)變量i與2的余數(shù)是否為0（即判斷i是否為偶數(shù)）。將程序命名為ForLoop.vi，并保存?！揪毩?xí)與思考】：用For循環(huán)產(chǎn)生4行100列的二維數(shù)組，數(shù)組成員如下： 1，2，31

21、00 100，99，981 6，7，8105 105，104，1036從這個(gè)數(shù)組中提取出2行50列的二維數(shù)組，數(shù)組成員如下： 50，59，481 56，57，58105將這兩個(gè)數(shù)組用數(shù)組顯示件顯示在前面板上。實(shí)驗(yàn)4-2 使用while循環(huán)結(jié)構(gòu)目的：學(xué)習(xí)使用while循環(huán)結(jié)構(gòu)。用while循環(huán)，實(shí)現(xiàn)輸入數(shù)N，計(jì)算N！。前面板：如上圖完成前面板并給控件命名?？驁D程序：按圖示分別完成程序框圖，掌握反饋節(jié)點(diǎn)的應(yīng)用。將程序命名為WhileLoop.vi，并保存。實(shí)驗(yàn)5 程序結(jié)構(gòu)（2）實(shí)驗(yàn)5-1 使用條件結(jié)構(gòu)目的：學(xué)習(xí)使用條件結(jié)構(gòu)(Case Structure)。建立程序以檢測(cè)溫度是否超出范圍，當(dāng)溫度超出

22、上限時(shí)或下限時(shí)，前面板上的報(bào)警LED將點(diǎn)亮，并顯示當(dāng)前的溫度狀態(tài)為“溫度過高”或“溫度過低”。在范圍內(nèi)時(shí)溫度狀態(tài)為“溫度正?！?。前面板：使用Waveform Chart顯示實(shí)時(shí)溫度和上、下限值。并且如圖進(jìn)行配置。添加兩個(gè)數(shù)值輸入件，作為“溫度上限”、“溫度下限”的輸入。添加一個(gè)LED顯示件，作為報(bào)警指示。報(bào)警時(shí)為紅色，正常時(shí)為綠色。添加文本顯示件，命名為“當(dāng)前溫度狀態(tài)”?？驁D程序：上圖為不完整的程序框圖，其中Case結(jié)構(gòu)只給出了True分支。請(qǐng)分析程序功能，完成未給出的程序?qū)崿F(xiàn)功能。主要實(shí)現(xiàn)溫度值與上下限的比較，然后輸出“溫度過高”，“溫度過低”，“溫度正?！钡臓顟B(tài)文本，實(shí)現(xiàn)對(duì)“報(bào)警”指示燈的

23、控制。將程序重新命名為Temperature Control.vi，并保存起來?！揪毩?xí)與思考】：創(chuàng)建一個(gè)VI，計(jì)算用戶輸入數(shù)值的平方根。如果輸入數(shù)值是負(fù)數(shù)，向用戶顯示下列信息：錯(cuò)誤負(fù)數(shù)沒有平方根。實(shí)驗(yàn)5-2 使用順序結(jié)構(gòu)目的：學(xué)習(xí)使用順序結(jié)構(gòu)(Sequence Structure)。用For循環(huán)產(chǎn)生一個(gè)長(zhǎng)度為（1百萬(wàn)）點(diǎn)的隨機(jī)波形，并計(jì)算所用時(shí)間。前面板：使用Waveform Chart顯示隨機(jī)數(shù)波形，并且如圖進(jìn)行配置。添加一個(gè)數(shù)值顯示件，命名為“用時(shí)”?？驁D程序：使用順序結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，其中用Tick Count函數(shù)獲得當(dāng)前時(shí)間。試將上圖的平鋪式順序結(jié)構(gòu)(Flat Sequence Structu

24、re)改為層疊式順序結(jié)構(gòu)(Stacked Sequence Structure)。將程序命名為Sequence.vi，并保存起來。實(shí)驗(yàn)5-3 使用事件結(jié)構(gòu)目的：學(xué)習(xí)使用事件結(jié)構(gòu)（Event Structure）。使用事件結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)對(duì)定義事件的響應(yīng)，并把響應(yīng)事件在“捕獲的事件”字符串顯示件中進(jìn)行顯示說明，若等待超過3秒仍然無(wú)事件發(fā)生，則顯示“3秒等待超時(shí)”。前面板：添加控件：字符串控件，命名為“文本框”開關(guān)控件，命名為“開關(guān)”滾動(dòng)條控件，命名為“滾動(dòng)條”字符串顯示件，命名為“捕獲的事件”STOP按鈕控件“捕獲的事件”上點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵，選擇Visible Items Scrollbar，顯示滾動(dòng)條?？?/p>

25、圖程序：1程序框圖采用While循環(huán)和事件結(jié)構(gòu)嵌套的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。2Concatenate Strings函數(shù)：合成字符串。3將事件結(jié)構(gòu)超時(shí)等待端口賦值為3000，即等待3秒。4編輯事件結(jié)構(gòu)，添加需要響應(yīng)的事件，總計(jì)5個(gè)事件，完成后如下圖：5對(duì)每個(gè)事件子框圖分別編程。如下列圖示：6完成程序所有連線，運(yùn)行程序檢測(cè)分析程序功能。7將程序命名為Event Tracking.vi，并保存起來。實(shí)驗(yàn)6 數(shù)據(jù)的表達(dá)與圖形顯示實(shí)驗(yàn)6-1 Waveform Graph的應(yīng)用目的： 學(xué)習(xí)Waveform Graph節(jié)點(diǎn)的用法。功能描述：見教材P209214頁(yè)。以不同參數(shù)顯示正弦和余弦曲線。前面板：框圖程序：1.完成

26、程序所有連線，運(yùn)行程序。2.按照教材P213214頁(yè)的方法將當(dāng)前顯示的波形存儲(chǔ)為圖片文件。3.保存為Use Waveform Graph.vi。實(shí)驗(yàn)6-2 比較Waveform Chart和Waveform Graph目的：以圖表方式顯示數(shù)據(jù)并使用分析功能子程序。利用Thermometer.vi子程序，在數(shù)據(jù)采集過程中，實(shí)時(shí)地顯示數(shù)據(jù)。當(dāng)采集過程結(jié)束后，在圖表上畫出數(shù)據(jù)波形，并算出最大值、最小值和平均值。該練習(xí)只使用華氏溫度單位。前面板：添加Waveform Chart，命名為“實(shí)時(shí)曲線”；添加Waveform Graph，命名為“分析曲線”。按照上圖添加最大值、最小值、平均值三個(gè)數(shù)值顯示件。

27、“實(shí)時(shí)曲線”顯示實(shí)時(shí)采集的數(shù)據(jù)。采集過程結(jié)束后，在“分析曲線”中畫出數(shù)據(jù)曲線，同時(shí)在“最大值”、“最小值”和“平均值”數(shù)字顯示件中顯示出溫度的最大值、最小值和平均值。求數(shù)組最大、最小值函數(shù)框圖程序：求平均值函數(shù)完成上面的框圖程序。使用While循環(huán)，且輸出端口使用索引功能。其中：Array Max & Min函數(shù)：求數(shù)組最大、最小值。Mean函數(shù)：求平均值。程序命名為Temperature Analysis.vi并存盤。【練習(xí)與思考】：在一個(gè)Chart中顯示3條曲線，分別用紅、綠、藍(lán)3種顏色表示范圍01、05和010的3個(gè)隨機(jī)數(shù)。實(shí)驗(yàn)6-3 使用XY Graph顯示圖形目的：了解XY Grap

28、h節(jié)點(diǎn)的用法。功能描述：使用XY Graph控件顯示兩個(gè)同心圓，圓半徑分別為5和10。前面板： (1) 前面板設(shè)計(jì)。 （2）自行設(shè)計(jì)后面板程序，實(shí)現(xiàn)上述功能。（3）保存為Use XY Graph.vi。 實(shí)驗(yàn)6-4 公式節(jié)點(diǎn)及圖形顯示目的：學(xué)習(xí)使用公式節(jié)點(diǎn)及圖形顯示。功能描述：編寫計(jì)算以下等式的程序： y1=x3x2+5 y2=m*x+bx 的范圍是010，輸入m，b，y1和 y2用數(shù)組輸出結(jié)果，并以圖形方式顯示。前面板：框圖程序：完成上面的框圖程序。保存為FormulaVI.vi。實(shí)驗(yàn)6-5 虛擬信號(hào)發(fā)生器目的：制作一個(gè)虛擬正弦波仿真信號(hào)發(fā)生器。功能描述：該正弦波仿真信號(hào)發(fā)生器可產(chǎn)生正弦信號(hào)

29、。指標(biāo)如下： 頻率范圍：0 Hz100 Hz, 可選。 初始相位：0180，可選。 幅值：05.0 V，可選。前面板：框圖程序： 調(diào)整不同數(shù)值輸入，觀察波形變化。文件保存為SinVI.vi。實(shí)驗(yàn)7 非連線的數(shù)據(jù)傳遞方式實(shí)驗(yàn)7-1 控制仿真1.功能描述簡(jiǎn)單模擬工業(yè)控制過程，以動(dòng)畫形式顯示。2. 設(shè)計(jì)提示（1）前面板設(shè)計(jì)。Enum控件前面板上放置Enum控件，在該控件中輸入4個(gè)選擇項(xiàng)：準(zhǔn)備、加水、加壓和加熱。該控件實(shí)際用來控制4個(gè)Case的選擇，進(jìn)而控制3個(gè)指示燈和水罐、壓力表和溫度計(jì)的自動(dòng)加1調(diào)整。（2）后面板設(shè)計(jì)。左側(cè)的順序結(jié)構(gòu)用來進(jìn)行初始化工作，將初值設(shè)置為0。右邊從Case子框圖見以下4圖

30、。（3）保存為Sim.vi。 實(shí)驗(yàn)7-2 數(shù)制變換及計(jì)數(shù)仿真1.功能描述模擬十進(jìn)制數(shù)到二進(jìn)制數(shù)的轉(zhuǎn)換過程，以LED來模擬各個(gè)二進(jìn)制位，并能以動(dòng)畫方式模擬計(jì)數(shù)的過程。選擇手動(dòng)方式時(shí)，將8個(gè)LED變成滑動(dòng)條中數(shù)字的二進(jìn)制（基數(shù)2）表示。例如，如果滑動(dòng)條設(shè)置為數(shù)字10（在二進(jìn)制中表示為=（23）+（21）， LED的1和3點(diǎn)亮，其他LED為熄滅。選擇自動(dòng)方式時(shí)，滑動(dòng)條自動(dòng)進(jìn)行加1操作，實(shí)現(xiàn)0到255的循環(huán)計(jì)數(shù)；同時(shí)8個(gè)LED會(huì)實(shí)時(shí)顯示滑動(dòng)條數(shù)值所對(duì)應(yīng)二進(jìn)制數(shù)值。當(dāng)滑動(dòng)條大于255時(shí)，自動(dòng)回0并重新由0開始計(jì)數(shù)。2. 設(shè)計(jì)提示（1）前面板設(shè)計(jì)。創(chuàng)建前面板，該前面板具有1個(gè)開關(guān)控件、1個(gè)水平滑動(dòng)條控件和

31、8個(gè)LED指示器。顯示滑動(dòng)條的數(shù)字指示器，確保LED均勻分布并且排列在底部?！咎崾尽靠衫脤?duì)象的復(fù)制功能完成8個(gè)LED并利用對(duì)象的對(duì)齊功能將其擺放整齊。將水平滑動(dòng)條控件的數(shù)據(jù)精度設(shè)置位無(wú)符號(hào)8位整型（U8）類型，且數(shù)值范圍為0，255。（2）后面板設(shè)計(jì)。部分程序框圖如下：該框圖只給出了“手動(dòng)方式”時(shí)的程序框圖，請(qǐng)補(bǔ)充完成最左邊的case結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)“自動(dòng)方式”的自動(dòng)計(jì)數(shù)功能。（3）保存為L(zhǎng)ED.vi。 實(shí)驗(yàn)7-3 全局變量編程自行編寫一個(gè)程序，用LabVIEW 的信號(hào)生成函數(shù)產(chǎn)生一個(gè)三角波并顯示在Chart上。由另一個(gè)程序把它產(chǎn)生的三角波數(shù)據(jù)讀出來并顯示在Chart上。調(diào)節(jié)兩個(gè)程序運(yùn)行的速度，觀

32、察對(duì)比兩個(gè)波形的差異。其中，全局變量VI保存為Global.vi；產(chǎn)生三角波并寫全局變量的VI保存為Writer.vi；讀取全局變量并顯示的VI保存為Reader.vi。實(shí)驗(yàn)8 文件操作實(shí)驗(yàn)8-1 文本文件操作1.功能描述用正弦函數(shù)產(chǎn)生100個(gè)幅值數(shù)據(jù)，并寫入文本文件“c:a.txt”。要求數(shù)值間用兩個(gè)空格分隔，且數(shù)據(jù)保留三位小數(shù)。2. 設(shè)計(jì)提示（1）前面板設(shè)計(jì)：（2）后面板設(shè)計(jì)：兩個(gè)空格（3）運(yùn)行程序，觀察文本文件數(shù)據(jù)。（4）保存為TxtFile.vi。 實(shí)驗(yàn)8-2 電子表格文件操作1.功能描述用正弦函數(shù)產(chǎn)生100個(gè)幅值數(shù)據(jù)，并寫入電子表格文件“c:a.xls”。要求同時(shí)寫入數(shù)據(jù)編號(hào)和數(shù)據(jù)。

33、2. 設(shè)計(jì)提示（1）前面板設(shè)計(jì)。（2）后面板設(shè)計(jì)。（3）運(yùn)行程序，觀察文件數(shù)據(jù)。（4）保存為SpreadsheetFile.vi。 實(shí)驗(yàn)8-3 仿真溫度數(shù)據(jù)的記錄1.功能描述創(chuàng)建一個(gè) VI，可以把溫度數(shù)據(jù)以文本格式添加到某個(gè)文件中。該 VI 使用 For 循環(huán)產(chǎn)生溫度數(shù)據(jù)，并將它們存儲(chǔ)到一個(gè)文件中。在每個(gè)循環(huán)期間，都要把數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成字符串，添加一個(gè)逗號(hào)作為分隔符，并將字符串添加到文件中。2. 設(shè)計(jì)提示（1）前面板設(shè)計(jì)。包括一個(gè)數(shù)字式控制件和一個(gè)波形圖?！皵?shù)據(jù)點(diǎn)個(gè)數(shù)”控制對(duì)象指定了需要采集和寫入文件的溫度數(shù)據(jù)的數(shù)量。波形圖表則用于顯示溫度曲線。將波形圖表的Y軸范圍設(shè)置為70.0到90.0，X軸范圍

34、設(shè)置為0到20。（2）后面板設(shè)計(jì)。程序框圖中使用了兩個(gè)SubVI，說明如下：Digital Thermometer（Functions-Select a VI-LabVIEWactivity）返回一個(gè)模擬溫度測(cè)量值（仿真）。Format Into String函數(shù)（Functions-String）將溫度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成字符串，并且在數(shù)據(jù)后面增加一個(gè)逗號(hào)。（3）在文件路徑中輸入一個(gè)合法文件路徑，運(yùn)行程序。運(yùn)行結(jié)束后，觀察文件內(nèi)寫入的數(shù)據(jù)。（4）保存為WriteFile.vi。 實(shí)驗(yàn)8-4 仿真溫度數(shù)據(jù)的讀取1.功能描述創(chuàng)建一個(gè)VI，可以從上一個(gè)練習(xí)中創(chuàng)建的文件中讀取數(shù)據(jù)，并把這些數(shù)據(jù)顯示在一個(gè)波形圖

35、形中。必須按照數(shù)據(jù)保存的格式來讀取它，因?yàn)樵瓉硎怯米址當(dāng)?shù)據(jù)類型，把數(shù)據(jù)保存為 ASCII 格式，那么就必須用一個(gè)文件 I/O 函數(shù)把數(shù)據(jù)作為字符串讀出。2. 設(shè)計(jì)提示（1）前面板設(shè)計(jì)。前面板中包括一個(gè)字符串顯示對(duì)象String和一個(gè)波形圖Waveform Graph。（2）后面板設(shè)計(jì)。程序框圖中使用了兩個(gè)SubVI，說明如下：Read Characters From File VI（Functions-File I/O）用于從文件中讀取數(shù)據(jù)，以及輸入字符串中的信息。如果沒有指定路徑名稱，將出現(xiàn)一個(gè)文件對(duì)話框提示您輸入文件名。Extract Numbers VI （LabVIEWExample

36、sGeneralstrings.llb）用于提取由逗號(hào)、分行符號(hào)、非數(shù)值字符等分隔開的數(shù)據(jù)組成的ASCII字符串，并將它們轉(zhuǎn)換成數(shù)值數(shù)組。（3）運(yùn)行程序,選擇由(83)生成的數(shù)據(jù)記錄文件，觀察讀取文件的結(jié)果。（4）保存為ReadFile.vi。 實(shí)驗(yàn)9 應(yīng)用程序設(shè)計(jì) 實(shí)驗(yàn)9-1 構(gòu)建簡(jiǎn)單的信號(hào)分析與處理系統(tǒng)自行完成教材P320322的程序，運(yùn)行程序并分析結(jié)果。程序以Signal Process.vi文件名保存。實(shí)驗(yàn)9-2 頻率響應(yīng)函數(shù)與數(shù)字濾波實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?掌握測(cè)試系統(tǒng)頻率響應(yīng)函數(shù)的方法，了解數(shù)字濾波的概念和各種數(shù)字濾波器的使用方法，了解各種數(shù)字濾波器的頻率響應(yīng)特性。實(shí)驗(yàn)原理：1. 頻率響應(yīng)函數(shù)頻率響應(yīng)函數(shù)是描述測(cè)試系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性的重要參數(shù)，通過頻率響應(yīng)函數(shù)進(jìn)行頻率分析也是進(jìn)行數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)的重要方法。頻率響應(yīng)函數(shù)是系統(tǒng)輸出與輸入的傅立葉變換之比LabVIEW的Frequency Response Function 函數(shù)根據(jù)上式計(jì)算頻率響應(yīng)