1、1实验一 Labview 软件 VI 的创建实验1.实验目的：（1）创建一个 VI 程序。（2）创建一个 VI 程序模拟温度测量。2.实验要求：（1）学会使用工具模板、控件模板、函数模板。（2）了解控件的快捷菜单、属性。学会如何使用帮助。（3）理解不同的数据类型是通过颜色和线形来区分的。3.实验器材：虚拟仪器综合实验平台（PC 机等）4.实验内容及原理：虚拟仪器 (VI: Virtual Instrument) 是在以通用计算机为核心的硬件平台上，由用户设计定义，具有虚拟面板，测试功能由测试软件实现的一种计算机仪器系统。 虚拟仪器是以特定的软件支持取代相应功能的电子线路，用计算机完成传统仪器硬
2、件的一部分乃至全部功能，它是以具备控制、处理分析能力的软件为核心的软仪器。 使用者在操作这台计算机时，就象在操作一台他自己设计的仪器一样。利用Labview软件可以实现VI的设计。创建一个 VI 程序模拟温度测量。假设传感器输出电压与温度成正比。例如，当温度为 70F 时，传感器输出电压为 0.7V。本程序也可以用摄氏温度来代替华氏温度显示。本程序用软件代替了 DAQ 数据采集卡。在程序面板使用编程数值 随机数（0 到 1)来仿真电压测量，然后把所测得的电压值转换成摄氏或华氏温度读数。5.实验步骤： 选择文件 新建 VI，打开一个新的前面板。假如已关闭了所有的 VI，则在 LabVIEW 的对
3、话框中选择新建 VI。注意：若控件面板不可见，可选择菜单察看 控件选板，使控件面板可见。也可以在前面板的空白区域内单击鼠标右键的方法弹出快捷菜单，使控件面板可见。 在菜单新式 数值中选择温度计（或 Express 数值显示控件 温度2计） ，并置于前面板上。 在文本标注框中敲入“温度计”后，在面板的任意处点一下。注意：若在尚未输入文本内容时就在外部点了一下，则标注框会消失。若要使标注框再次可见，在控件上用右手键弹出快捷菜单，选择显示 标签。 修改温标范围，使之在 0.0100.0 之间。 在前面板窗口中放入开关控件（Express 按钮与开关 垂直摇杆开关），在文本框中输入“温度值单位”,再点
4、击鼠标键。 。 在开关控件上用右手键弹出快捷菜单，选择属性，了解控件的属性，勾选显示布尔文本，并规定开时文本显示 “摄氏”, 关时文本显示“华氏” 。注意：每个控件都有快捷菜单和属性，控件不同，快捷菜单和属性不同。可以通过属性对话框的“帮助”按钮了解每个属性的意义。 设计完的前面板应如图 11 所示。对温度数值要求同时显示温度数值。图 11 前面板提示：温度计数字指示是通过选中温度计控件属性中的“显示数字显示框” 。也可以通过快捷菜单来显示。各种控件属性的选择不同可得到不同的显示效果。 选择窗口 显示程序框图，打开框图程序。从“函数”模板中选择对象放置在框图中。注意：如果“函数”模板不可见，选
5、择查看 函数选板来打开，也可以在方框图的空白右键处弹出菜单打开“函数”模板。 将下列对象放置在方框图中。随机数编程数值随机数(0 to 1)在本例中，该程序模拟从数据采3集卡读取电压值（0 到 1 之间） 。乘功能（数值子模板） 。在本例中，将读取电压值乘以 100.00，以获得华氏温度。减功能（数值子模板） 。在本例中，从华氏温度中减去 32.0，以转换成摄氏温度。除功能（数值模板） 。 在本例中，把相减的结果除以 1.8 以转换成摄氏温度。选择功能（比较模板） 。取决于温标选择开关的值。该功能输出华氏温度（当选择开关为关）或者摄氏温度（选择开关为开）数值。数值常数。用连线工具，右键点击你希
6、望连接一个数值常数的对象，并选择创建 常量功能。若要修改常数值，用标签工具双点数值，再写入新的数值图 12 在线帮助窗口字符串常量。用连线工具，点击你希望连接字符串常量的对象，再选择创建 常量功能。要输入字符串，用标签工具双击字符串，再输入新的字符串。 为了查看函数或 VI 的输入与输出，从帮助菜单中选择显示即时帮助(或者用快捷键 Ctrl + H)，然后将鼠标拖至各个函数或 VI 上。随机数(0 to 1)的 Help 窗口如图 12 所示。 用连线工具将各对象按图 13 所示相连。4图 13 在方框图中连接对象注意：要想移动方框图中的对象，必须先点击工具栏上的定位工具。框图程序中端点的显示
7、形式可以通过快捷菜单来改变， “显示为图标” 选中或不选中显示效果不同，控图程序中端点的快捷菜单中也有属性，修改属性的效果与在前面板中修改是相同的。 选择文件 保存，在以自己名字命名的目录下以“温度计. Vi”保存此VI。 在前面板上单击按钮 ，运行 VI。注意温度值会在前面板上显示出来。点击连续运行按钮 ，便程序运行于连续运行模式。 再点击连续运行按钮，关闭连续运行模式。 选择文件 退出，关闭此 VI。5实验二 创建图标和联接器实验1.实验目的：为 VI 创建图标和联接器，以便以后作为子 VI 使用。2.实验要求：理解一个 VI 的三个组成部分：前面板、框图程序、图标/连接器。3.实验器材：
8、虚拟仪器综合实验平台（PC 机等）4.实验内容及原理：虚拟仪器充分利用计算机的软硬件资源， 以软件技术为核心，通过硬件接口和仪器驱动实现了与测控设备的硬件通信，使计算机成为集数据信号采集、控制及分析处理等多种功能为一体的中心，用计算机化的软仪器取代了传统的电子仪器。利用Labview软件可以实现VI图标和联接器的设计。利用实验1所做温度计VI，为其创建图标和联接器5.实验步骤： 打开试验做的程序“温度计.vi” 。 在前面板中，用鼠标右键单击窗口右上角的图标，在快捷菜单中选择 编辑图标，也可以双击图标激活图标编辑器。注意可以在前面板和框图程序中编辑图标，联接器只能在前面板中编辑。6图 21 编
9、辑后的图标编辑器窗口 删除默认图标。使用选择工具 ，单击并拖动想要删除的部分，按下。也可以通过双击工具框中的阴影矩形删除图标。 用 绘制一个温度计。 用文本工具 创建文本。得到图标将如上图所示。 单击确定，关闭编辑器。新创建的图标就显示在屏幕右上角的图标窗口中。 用鼠标右键单击前面板中的图标窗口，在快捷菜单中选择显示连线板，设置联接器端子连接模式。通过快捷菜单选择连接器窗口的模式或增加端子。因为前面板有两个对象来完成人机交互，所以需要两个端子。因为前面板中有两个对象，所以联接器有两个端子，如左图所示。用鼠标右键单击联接器窗口，在快捷菜单中选择旋转 90 度，注意联接器窗口的变化，如左图所示。
10、将端子连接到温度计： a) 点击右上角的图标面板，从弹出菜单中选择显示连线板功能。LabVIEW将会根据控制和显示的数量选择一种联接器端口模式。在本例中，只有两个端口，一个是开关，另一个是温度指示。b) 把联接器端口定义给开关和温度指示。c) 使用连线工具，在左边的联接器端口框内按鼠标键，则端口将会变黑。再点击开关控制件，一个闪烁的虚线框将包围住该开关。d) 现在再点击右边的联接器端口框，使它变黑。再点击温度指示部件，一个闪烁的虚线框将包围住温度指示部件，这即表示着右边的联接器端口对应温度指示部件的数据输入。e) 如果再点击空白外，则虚线框将消失，而前面所选择的联接器端口将变暗，表示你已经将对
11、象部件定义到各个联接器端口。LabVIEW 的惯例是前面板上控制的联接器端口放在图标的接线面板的左边，而显示的联接器端口放在图标的接线面板的右边。也就是说，图标的左边为输入端口而右边为输出端口。 选择文件 保存 ，保存该 VI。7现在，该程序已经编制完成了。它可以在其他程序中作为子程序来调用，在其它程序的框图窗口里，该温度计程序用前面创建的图标来表示。联接器端口的输入端用于选择温度单位，输出端用于输出温度值。实验三 子 VI 调用实验1.实验目的：学习调用子 VI。2.实验要求：对 Labview 软件的控件工具和操作工具进一步的熟练使用，掌握子 VI 的调用方法。3.实验器材：虚拟仪器综合实
12、验平台（PC 机等）4.实验内容及原理：创建一个 VI 程序，进行温度测量，并把结果在波形图表上显示。该 VI 程序使用试验 2 创建的温度计程序（温度计.VI）作为子程序。利用 Labview 的各种工具，可以实现在一个程序中调用另一个程序的功能，大大的提高了设计的灵活性和合理性。5.实验步骤： 打开一个新的前面板窗口，在里面放一个垂直遥杆开关（在新式 布尔逻辑部件子模板） ，给该开关标注为“Enable” 。你可以用该开关来开始/停止数据采集。8图 31 前面板 在前面板内再放置一个趋势图（图形显示控件或新式 图形子模板中的波形图表） ，标注为“温度历史趋势” 。该图表将实时地显示温度值。
13、 由于趋势图将它的图标注解 plot 自动地标注为“曲线 0”，你可以用标注工具将其重新标注为“Temp” 。 因为趋势图用于显示室内温度,需要对它的标尺进行重新定标。将 Y 轴的坐标修改为 0 到 100。 不要创建模式转换开关，我们将尝试从框图程序窗口创建前面板的部件。 打开框图程序窗口。 从结构（Express 执行过程控制 或 编程 结构）工具模板选择条件循环结构“While 循环”放入框图程序窗口，调整该条件循环框的大小，把先前从前面板创建的两个节点放入循环框内。注意：条件循环结构是一种无限循环结构，只要条件满足，它就一直循环运行下去。在本例中，只要允许开关（Enable Switc
14、h）是开状态，该 VI 程序就一直运行，采集温度测量值，并在图表上显示。 放入其它的框图程序对象。 ”温度计.vi” ，程序是试验 2 中创建的， (从函数 选择 VI 模板)。 按照图 32 的框图程序连好线。图 32 框图程序 创建模式开关。把连线工具放在”温度计.vi”的 Mode 输入端口上，按鼠标右键并选择创建输入控件，这样就可以自动创建模式转换开关，并将它与”温度计.vi”子程序相连线，再转换到前面板窗口，将模式转换开关的位置重新调整。9 修改开关模式的属性（属性显示布尔文本） ， “开”时显示“摄氏” ， “关”时显示“华氏” 。要转换开关状态，使用属性 操作。 将模式开关设置为
15、开状态，运行该 VI 程序。 要停止数据采集，点击 Enable 开关，使其状态变为关，循环结束。 修改 Enable 开关缺省设置，使你运行 VI 程序时不必每次打开该开关。若程序在运行状态，则关闭程序运行。把开关设置为开状态。点击开关(鼠标右键)，从弹出菜单中选择数据操作 当前值设置为默认值选项，这将使开状态变为缺省值。再点击开关(鼠标右键)，从弹出菜单中选择机械动作 单击时转换选项。提示：如果想把所有的控件的当前值设置为缺省值，可以通过 LabVIEW 开发环境的菜单选项 编辑 当前值设计为默认值 运行该程序，把开关点击为停止状态以停止数据采集。开关将变为关状态，但当条件循环结构再次读取
16、其数值时，它又会变成开状态。增加定时器控制： 当你运行程序时，它将会尽可能快地运行。但是你也许希望以一定的时间间隔，例如一秒钟一次或者一分钟一次来采集数据。 你可以用等待下一个整数倍毫秒功能（在函数 编程 定时子模板）来满足上述条件。该功能模块可以保证循环间隔时间不少于指定的毫秒数。图 33 加上定时器控制的框图程序 如图 33 所示，使 VI 程序采样间隔为 500 毫秒。使用 Time ）用于结束一个公式。常数（函数编程数值） 。也可以弹出计数终端菜单，选择创建常量来创建与之自动相连的常数。这个常数指定了 For 循环的迭代次数。如果 x的范围是 0，1， ，10，那么应将 11 这个数送
17、到计数终端上。由于迭代终端从 0 计到 10，因此可用它来控制公式较多中的 x 值。建立数组（函数编程数组） 。在一个多曲线图示中设定两个数组输入，通过拖拉数组的某个角可改变其大小，创建两个输入终端。 回到前台面板，每次给 m 和 b 赋不同的值来运行 VI。 将这个 VI 以 Equations .vi 保存。练习实验：目的： 练习使用公式节点。要求：创建两个 VI 来计算函数 y=sin(X2/4+2X+1)，其中一个使用公式节点，另一个使用函数。对每个 VI 计算在区间 0.0，0.01，999.99，1000.00 上运算函数所需的执行时间（单位 ms） ，比较两个 VI 运行的时间。
18、综合设计实验实验九 超低频信号发生器的设计实验261.实验目的：通过编写适当的 LabView 程序，实现一个超低频信号发生器2.实验要求：用 LabVIEW 设计、制作一个超低频信号发生器。该信号发生器可以产生正弦信号、三角波、方波、锯齿波信号。3.实验器材：虚拟仪器综合实验平台（PC 机等）4.实验内容及原理：信号发生器在测量中应用非常广泛，它可以产生不同频率的正弦信号、方波、三角波、锯齿波等，其输出的幅值和直流偏置也可以根据需要进行调节。信号发生器种类繁多，专用信号发生器是专门为某种特殊的测量而研制的，如电视信号发生器、编码脉冲信号发生器等；通用信号发生器按输出波形可分为正弦信号发生器、
19、脉冲信号发生器、函数发生器和噪声发生器等，其中正弦信号发生器最具普遍性和广泛性。本实验通过编写适当的 LabView 程序，实现一个超低频信号发生器，希望学生学习一些用虚拟仪器设计软件通过适当的硬件实现虚拟信号发生器的知识。5.实验步骤： 用 LabVIEW 设计、制作一个超低频信号发生器。该信号发生器可以产生正弦信号、三角波、方波、锯齿波信号。指标如下：频率范围：0.001Hz10Hz幅值：02V，可选直流偏置：02.25V，可选 选择合适的数模转换硬件板卡或者模块，用 LabView 的信号发生函数产生模拟信号。该信号发生器可以产生正弦信号、三角波、方波、锯齿波信号。指标如下：频率范围：0
20、.001Hz100Hz幅值：02V，可选直流偏置：02.25V，可选27 实验提示：LabView 的数字信号处理模板也包含信号发生函数进入函数信号处理子模板。其中信号生成用于产生数字特性曲线和波形。图 9-1 LabVIEW 信号处理函数子模板具有数模转换功能的板卡或者模块可以被用来作为仪器硬件实现模拟信号的输出，如美国国家仪器公司(NI)以及台湾研华等有多种可选择的基于 PCI 的板卡，国内多家公司开发的基于 USB 的数据采集和数模转换模块等。这些板卡和模块一般都提供 LabVIEW 的驱动程序。选择硬件时要选择具有模拟信号输出通道的板卡或模块，重点要考虑的参数有模拟信号数据通道的信号输出范围、数模转换的精度、模拟信号输出的频率等。有兴趣的同学还可以查阅资料自己设计数据采集和数模转换模块。注意事项：输出的模拟信号幅度不要超出所选择硬件的输出信号幅度。 信号发生器面板设计示例如下：图 92 用 LabVIEW 设计的信号发生器面板示例28面板设计要求具有开关、频率选择旋钮、频段选择按钮、波形选择按钮、直流偏置电压选择旋钮、波形幅度旋钮等，同时还要有产生波形的频率显示以及波形显示。如下图。进一步的设计还可以包括占空比选择旋钮、初始相位选择旋钮等。如果选择的硬件具有两路模拟信号输出通道，有兴趣的同学可以设计两路信号发生器。1
