虛擬儀器技術(shù)課程設(shè)計(jì)

安徽建筑大學(xué)課程設(shè)計(jì)課程名稱虛擬儀器技術(shù)課題名稱溫度采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)專業(yè)班級(jí)xxx姓名xxx學(xué)號(hào)xxx指導(dǎo)教師xxx2013年12月30目錄一、摘要二、引言三、TOC\o"1-3"\h\u17401確定并分析系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求 228775四、系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì) 錯(cuò)誤!未定義書簽。300301、前面板控件組成 41122、程序框圖 5102973、系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 錯(cuò)誤!未定義書簽。20802第一步程序 錯(cuò)誤!未定義書簽。16679第二步程序 62564a日期時(shí)間和采集間隔 811135b報(bào)警燈與報(bào)警次數(shù) 83801c暫停操作 931712d程序結(jié)束 1025658心得體會(huì) 1232461參考文獻(xiàn) 12可通過表格顯示。其中表格中數(shù)據(jù)要求有采集時(shí)間。D)同時(shí)在虛擬面板上，需要有：當(dāng)前時(shí)間顯示；(2)采集開始按鍵、采集停止按鍵、暫停按鍵等操作按鍵；(3)攝氏度和華氏度兩種顯示。為了設(shè)計(jì)方便，本設(shè)計(jì)用一個(gè)隨機(jī)數(shù)據(jù)來代替溫度傳感器測(cè)試電路產(chǎn)生的電壓輸出。五、設(shè)計(jì)方案1．前面板控件組成此溫度采集系統(tǒng)包含：4個(gè)按鈕：開始采集、暫停、清除警報(bào)和停止采集。4個(gè)數(shù)值輸入控件：上限溫度、下限溫度、采集點(diǎn)數(shù)和采集間隔。4個(gè)顯示控件：溫度計(jì)、LED報(bào)警燈、顯示溫度數(shù)值的顯示控件和顯示報(bào)警次數(shù)的顯示控件。1個(gè)波形圖表(實(shí)時(shí)顯示溫度波形)。1個(gè)Express表格(每當(dāng)采集一個(gè)溫度就會(huì)顯示出時(shí)間和溫度數(shù)值)。前面板如下圖所示：2.程序框圖程序運(yùn)行后執(zhí)行2個(gè)步驟即程序結(jié)束：第一步，必須保證溫度采集系統(tǒng)并未開始執(zhí)行，必須由按鈕“開始采集”觸發(fā)后執(zhí)行采集數(shù)據(jù)。第二步，在這一步中，包含2個(gè)同步事件，分別有暫停事件、停止采集事件。1）停止采集事件：當(dāng)按下“停止采集”按鈕，無論其它情況，必須程序第二步結(jié)束。2）暫停事件：當(dāng)按下“暫?！卑粹o，采集卡必須停止收集數(shù)據(jù)，同時(shí)波形圖表和Express表格也不再動(dòng)態(tài)顯示，各顯示控件也將保持暫停前狀態(tài)直至釋放“暫?！卑粹o恢復(fù)原態(tài)。第二步中還包含有當(dāng)采集數(shù)據(jù)數(shù)達(dá)到預(yù)給的采集點(diǎn)數(shù)時(shí)，程序自主停止結(jié)束。綜上，得出如下主流程框圖：

3.軟件設(shè)計(jì)第一步：這個(gè)步驟主要服務(wù)按鈕“開始采集”，所以當(dāng)按鈕未觸發(fā)的條件下，應(yīng)使主程序始終停留在主程序順序結(jié)構(gòu)中的第一幀，所以這里采用一個(gè)while循環(huán)，循環(huán)體便是按鈕“開始采集”接在此while循環(huán)的條件接線端上。當(dāng)按鈕未觸發(fā)，則主程序始終停留在這一幀。當(dāng)按鈕觸發(fā)，while循環(huán)結(jié)束，這一幀執(zhí)行結(jié)束，進(jìn)入下一幀，即第二步。程序框圖如下圖所示：第二步：此步包含2個(gè)大體事件：停止采集和暫停。2個(gè)事件是同步的，即各自獨(dú)立運(yùn)行，互不干擾，但卻對(duì)第二步程序運(yùn)行的結(jié)果有著意義。同第一步，要保持順序結(jié)構(gòu)的第二幀不在條件不滿足的條件下執(zhí)行結(jié)束，也要在第二幀執(zhí)行后進(jìn)入一個(gè)while循環(huán)，在這個(gè)while循環(huán)中執(zhí)行第二步的程序，直到滿足程序結(jié)束條件時(shí)退出while循環(huán)結(jié)束第二幀，并退出主程序。溫度計(jì)、溫度值、Express表格和波形圖表a．溫度為了設(shè)計(jì)方便，本設(shè)計(jì)用一個(gè)隨機(jī)數(shù)據(jù)來代替溫度傳感器測(cè)試電路產(chǎn)生的電壓輸出。這里生成一個(gè)-50—250的隨機(jī)數(shù)來表示溫度。同時(shí)還有扭轉(zhuǎn)開關(guān)去表示是攝氏度還是華氏度。攝氏與華氏的轉(zhuǎn)換公式如下：華氏=攝氏*9/5+32；隨機(jī)溫度值設(shè)計(jì)如下：b．Express表格將每次產(chǎn)生的溫度值送入表格顯示，在前面板創(chuàng)建一個(gè)Express表格，然后再程序框圖中將溫度送出的值送到表格的信號(hào)接點(diǎn)即可，如下圖所示：為了能顯示溫度值收集到時(shí)的時(shí)間值，可選擇表格屬性，勾選包含時(shí)間數(shù)據(jù)項(xiàng)，如下圖：c．波形圖表將數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)顯示到波形圖中，這里采用的方法如下所述：由于執(zhí)行第二幀即進(jìn)入了一個(gè)大while循環(huán)結(jié)構(gòu)，在這個(gè)循環(huán)體中再放一個(gè)for循環(huán)，由于溫度值是單個(gè)數(shù)據(jù)，進(jìn)入波形圖必須是數(shù)組格式數(shù)據(jù)信號(hào)，則將采集溫度放置到這個(gè)for循環(huán)中，溫度值輸出到for循環(huán)外的波形圖中，如此便構(gòu)成了數(shù)組格式數(shù)據(jù)到波形圖。再者，要實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)顯示，必須滿足采集數(shù)據(jù)越少越好，才能更快的顯示到波形圖中，如果數(shù)據(jù)過多，則只能等到這一組數(shù)據(jù)采集完了才能顯示，如此便有失實(shí)時(shí)一意，如此，此for循環(huán)僅執(zhí)行一次，也就是每采集一個(gè)數(shù)據(jù)便顯示到波形圖中。程序如下：d．日期時(shí)間和采集間隔顯示時(shí)間即在程序中獲取當(dāng)前時(shí)間字符串，輸出到一個(gè)字符串顯示控件即可，如下圖：采集間隔由用戶自定義，即給溫度采集設(shè)定一個(gè)采集間隔時(shí)間，在循環(huán)中加入一個(gè)定時(shí)即可，定時(shí)時(shí)間由采集間隔輸入控件給出，如下圖：e．報(bào)警燈與報(bào)警次數(shù)當(dāng)采集到的溫度值大于上限溫度值或小于下限溫度值時(shí)，報(bào)警燈要亮燈示警，同時(shí)報(bào)警次數(shù)自動(dòng)加1；否則滅燈，報(bào)警次數(shù)不變。這里采用一個(gè)條件結(jié)構(gòu)，當(dāng)滿足報(bào)警條件則執(zhí)行條件為真的程序即自動(dòng)加1，不滿足則執(zhí)行條件為假程序。并且報(bào)警次數(shù)通過主while循環(huán)的移位寄存器來記錄，并傳給for循環(huán)。在for循環(huán)中，報(bào)警次數(shù)傳給自動(dòng)加1或不變的條件結(jié)構(gòu)前有一個(gè)“清除警報(bào)”的條件結(jié)構(gòu)，當(dāng)按鈕“清除警報(bào)”未觸發(fā)時(shí)，即條件為假程序中將while循環(huán)移位寄存器的值不做任何改變傳遞給自動(dòng)加1程序結(jié)構(gòu)，而當(dāng)按鈕“清除警報(bào)”觸發(fā)時(shí)，即條件為真程序中將while循環(huán)移位寄存器的值清零處理后傳給自動(dòng)加1程序結(jié)構(gòu)。程序如下：f．暫停操作當(dāng)“暫停”按鈕觸發(fā)時(shí)，主while循環(huán)不執(zhí)行任何程序即空程序，而未觸發(fā)時(shí)，則執(zhí)行溫度采集程序等其他操作，因此，按鈕“暫?！敝赶蛞粋€(gè)條件結(jié)構(gòu)，條件真時(shí)為空程序，條件假時(shí)包含上一小節(jié)的for程序。同時(shí)，整個(gè)系統(tǒng)的采集數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)也交給這個(gè)“暫?！辈僮骱椭鱳hile循環(huán)完成計(jì)數(shù)。即主while循環(huán)添加一個(gè)移位寄存器，在沒有暫停時(shí)，對(duì)于寄存器中的值沒執(zhí)行一次while循環(huán)就自動(dòng)加1，而在暫停時(shí)，對(duì)寄存器中的值不做任何修改，如此便可得到真正采集到的數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)。程序如下圖：g．程序結(jié)束當(dāng)采集個(gè)數(shù)與用戶自定義的采集點(diǎn)數(shù)相等時(shí)，程序要結(jié)束。當(dāng)按鈕“停止采集”觸發(fā)時(shí)，程序要結(jié)束。綜上，兩個(gè)條件為任一滿足時(shí)都要結(jié)束程序，所以兩個(gè)信號(hào)相或，或后的信號(hào)輸出到主while循環(huán)的條件接線端即可。程序如下圖：4.調(diào)試調(diào)試主要是檢測(cè)設(shè)計(jì)系統(tǒng)是否能完成任務(wù)要求的功能。首先讓系統(tǒng)自動(dòng)連續(xù)運(yùn)行，在設(shè)置里面設(shè)置上限溫度為10，下限溫度為100采集數(shù)量為10個(gè)，采集間隔兩秒，點(diǎn)擊開始采集，系統(tǒng)顯示圖如下：圖十一系統(tǒng)調(diào)試圖從調(diào)試的圖中可以查看到采集的十個(gè)數(shù)種有八個(gè)在10度到100度之外，所以報(bào)警八次，而從采樣數(shù)據(jù)顯示的八個(gè)數(shù)中的確有八個(gè)數(shù)不在采集溫度區(qū)間之內(nèi)。重新設(shè)置采集參數(shù)，實(shí)驗(yàn)三次，結(jié)果一致，所以可以的出這次的采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)很成功。六、心得體會(huì)第一次接觸LabVIEW語(yǔ)言，看到它的圖形化的語(yǔ)言確實(shí)有一些驚奇，想不到編程語(yǔ)言如此復(fù)雜，竟然還有這么一種全部是圖形編輯的程序編輯軟件，真是對(duì)編程人員來說無疑是一大福音??！于是，哥兒幾個(gè)就下定決心學(xué)好它，因?yàn)樗泻脦c(diǎn)我們從來沒有體會(huì)過的好處：第一，圖形化的語(yǔ)言，只要你知道它的每一個(gè)圖標(biāo)和各種內(nèi)置的函數(shù)是表達(dá)怎么樣一個(gè)意思，你就會(huì)用它簡(jiǎn)單快捷的實(shí)現(xiàn)你所要實(shí)現(xiàn)的功能；第二，很多硬件的東西可以用LabVIEW的內(nèi)置各種函數(shù)來代替，不僅大大節(jié)省了很多外部的各種電路元件，而且利用電腦的CPU高速處理系統(tǒng)，讓我們面對(duì)更加復(fù)雜的控制任務(wù)時(shí)更加從容，而不是局限于單片機(jī)系統(tǒng)有限的處理速度和片內(nèi)資源；第三，用戶可以根據(jù)自己的需要定義和制造各種儀器，LabVIEW的強(qiáng)大之處正在于此，把各種的儀器都在電腦上虛擬化了，讓我們的工作更加方便。在制作課程設(shè)計(jì)的過程中，感覺自己的知識(shí)還是太有限了，還要繼續(xù)學(xué)習(xí)，因?yàn)樗鼘?duì)我們以后的學(xué)習(xí)和工作太有幫助了，因?yàn)樗o人一種“電腦在手，使用不愁”的感覺。課程雖然學(xué)完了，但我們對(duì)于這門課的學(xué)習(xí)才剛剛起步