《虚拟仪器》实验指导书10级.doc

虚拟仪器实验指导书光电信息与通信工程学院电子信息工程系2011年3月目录实验一 熟悉编程环境与基本编程操作4一、实验目的4二、实验仪器及材料4三、实验内容及步骤4四、实验报告要求4实验二 程序结构5一、实验目的5二、实验仪器及材料5三、实验内容及步骤5四、实验报告要求5实验三 数据类型、数组与簇6一、实验目的6二、实验仪器及材料6三、实验内容及步骤6实验四 图表与图形7一、实验目的7二、实验仪器及材料7三、实验内容及步骤7四、实验报告要求7实验五 字符串和文件I/O8一、实验目的8二、实验仪器及材料8三、实验内容及步骤8四、实验报告要求8实验六 数据采集系统9一、实验目的9二、实验仪器及材料9三、实验内容及步骤9四、实验报告要求11实验七 信号分析与处理12一、实验目的12二、实验仪器及材料12三、实验内容及步骤12四、实验报告要求12实验项目总表序号实验项目名称学时实验类型1熟悉编程环境与基本编程操作2验证性2程序结构2设计性3数据类型、数组与簇2设计性4图表与图形2设计性5字符串和文件I/O 2设计性6数据采集系统4综合性7信号分析与处理2设计性实验一 熟悉编程环境与基本编程操作一、实验目的1. 理解LabVIEW的运行机制，熟悉LabVIEW编程环境。2. 掌握基本编程操作，包括VI程序的创建、编辑、运行与调试。3. 理解LabVIEW模块化编程思想，掌握子VI的创建、编辑及调用。二、实验仪器及材料主要设备有计算机， LabVIEW8.5软件。三、实验内容及步骤1. 教材第8283页练习4.2，创建VI后保存为Thermometer.vi。2. 教材第107108页练习5.2，打开练习4.2所创建的VI，将其转变成一个子VI。四、实验报告要求1. 经过教师检查，程序运行正确。2. 简述实验目的和实验步骤，给出每个VI程序的前面板和程序框图。3. 谈谈你的收获与体会。实验二 程序结构一、实验目的1. 学会For循环、While循环、Case结构及顺序结构的运用，掌握定时函数的使用及移位寄存器应用。2. 熟悉公式节点。二、实验仪器及材料主要设备有计算机，LabVIEW8.5软件。三、实验内容及步骤1. 教材第127129页练习6.3“平方根”。2. 教材第132133页练习6.4“匹配数字”。3. 教材第137138页练习6.5“公式节点”。4. 教材第143页练习6.7“计算器”。四、实验报告要求1. 经过教师检查，程序运行正确。2. 简述实验目的和实验步骤，给出每个VI程序的前面板和程序框图。3. 谈谈你的收获与体会。实验三 数据类型、数组与簇一、实验目的1. 掌握数组创建，学习数组函数运用。2. 学习如何使用簇，学习簇函数运用。3. 理解数组与簇的区别。二、实验仪器及材料主要设备有计算机，LabVIEW8.5软件。三、实验内容及步骤1. 创建数组1) 学习教材第150页图7.16的左图，利用For循环产生一个2维（24）的随机数数组A，在前面板显示该数组。2) 学习教材第150页图7.16的右图，利用While循环产生一个1维随机数数组B，理解VI工作原理。2. 数组处理函数3) 在内容1基础上，将数组A中的每一行元素反转顺序，构成新数组C1。4) 在内容1基础上，取数组B的索引1050的元素构成新数组C2。3. 教材第165166页练习7.5“簇的妙用”。四、实验报告要求1. 经过教师检查，程序运行正确。2. 简述实验目的和实验步骤，给出每个VI程序的前面板和程序框图。3. 谈谈你的收获与体会。实验四 图表与图形一、实验目的1. 学会区分图表（Chart）与图形（Graph）的异同。2. 了解图表的三种刷新模式：示波器图表、带状图表与扫描图。3. 了解XY图的使用。二、实验仪器及材料主要设备有计算机，LabVIEW8.5软件。三、实验内容及步骤1. 教材第200202页练习8.4“温度分析”。2. 教材第212213页练习8.6“产生并绘制波形”。3. 教材第219页练习8.7“温度上下限”，并导出图像。四、实验报告要求1. 经过教师检查，程序运行正确。2. 简述实验目的和实验步骤，给出每个VI程序的前面板和程序框图。3. 谈谈你的收获与体会。实验五 字符串和文件I/O一、实验目的1. 学习字符串控件的使用及字符串函数应用。2. 学习数值数据与字符串之间的转换。3. 使用文件I/O VI将数据保存到文件，或将文件中数据读入LabVIEW。二、实验仪器及材料主要设备有计算机，LabVIEW8.5软件。三、实验内容及步骤1. 创建一个VI，前面板输入字符串 “LabVIEW is fun !”。求该字符串长度；从该字符串中提取出“Win”；连接字符串输出“LabVIEW 8.5 is better !”2. 教材第241页练习9.7“温度和时间戳”。3. 教材第241242页练习9.8“电子表格练习”。四、实验报告要求1. 经过教师检查，程序运行正确。2. 简述实验目的和实验步骤，给出每个VI程序的前面板和程序框图。3. 谈谈你的收获与体会。实验六 数据采集系统一、实验目的1. 学习使用MAX（Measurement and Automation Explorer）检查、配置和测试一个DAQ，使用MAX模拟一个DAQ设备。2. 学习虚拟仪器实验台NI ELVIS的构成与使用。3. 掌握数据采集系统构建原理及方法，学会利用模拟输入、模拟输出、数字I/O和计数器实现数据的采集与输出。4. 了解LabVIEW中DAQ VI的组织结构；初步掌握数据采集系统（DAQ）的组成结构。二、实验仪器及材料硬件：NI ELVIS硬件平台、PCI-6251数据采集卡、PC机和信号连接线。软件：PC机Windows操作系统、National Instruments LabVIEW7.0软件、NI-ELVIS 2.0(3.0) 和MAX（Measurement &Automation Explorer）等软件。三、实验内容及步骤1. 熟悉虚拟仪器实验台NI ELVIS及数据采集卡PCI-6251。1) 连接实验硬件系统硬件平台由PCI-6251数据采集卡（16bits 、8 通道、双极性（-20 V- +20V）、1MS/S ），NI ELVIS（NI Education Laboratory Virtual Instrumentation Suite，ELVIS）工作台和68-Pin E Series Cable组成，具体连接图如图6-1所示。 图6-1 实验硬件系统2) NI ELVIS硬件平台 NI ELVIS 包括工作台、面包板、旋钮、表笔孔等，其功能为可调直流电源（-12V 0、0 - +12V）、信号发生器（Function Generator）(正弦、方波和三角波，幅度频率可调，见面板)，DMM（Digital Multi-Meter，DMM）和示波器，如图6-2所示。图6-2 NI ELVIS硬件平台2. 熟悉MAX和ELVIS的软件功能 1) 启动MAX软件，开始程序National InstrumentMeasurement & Automation。启动后界面如图6-3所示。 图6-3 MAX配置图2) 启动NI EVLIS，开始程序National Instrument NI EVLIS 3.0。启动后界面如图6-4所示。NI ELVIS软件面板主要包括，配置（Configure）、数字多用表（Digital Multimeter）、示波器(Oscilloscope)、信号发生器（Function Generator）、可调电源（Variable Power Supplies）、波特图分析仪（Bode Analyzer）、动态信号分析仪（Dynamic Signal Analyzer）、任意波形发生器（Arbitrary Waveform Generator）、数字型读-写器（Digital Reader、Digital Writer）、阻抗分析仪（Impedance Analyzer）、两线制电流-电压分析仪（Two-Wire Current-Voltage Analyzer）和三线制电流-电压分析仪（Three-Wire Current-Voltage Analyzer）。3) 用信号发生器（Function Generator）产生1V、100Hz正弦信号，并用示波器(Oscilloscope)显示，如图6-5所示。 图6-4 NI ELVIS软件面板 图6-5 ELVIS中发生和示波器图3. LabVIEW中的数据采集1) 模拟输入（AI）实验：教材第272页练习11.1 “模拟输入”。 在ELVIS面包板上，将 Function Generator FUNC_OUT 连接至 Analog Input Signals ACH0+；将 GROUND 连接至 Analog Input Signals ACH0-；将 ELVIS 上的FUNCTION GENERATOR 选择MANUAL 方式；运行此VI。2) 数字I/O（DI/O）实验：教材第278页练习11.3 “读取数字输入”。3) 数字I/O（DI/O）实验：教材第288页练习11.4 “写入一位数字线”。4) 模拟输出（AO）实验：教材第289页练习11.5 “写入连续模拟波形”。使用ELVIS Oscilloscope观察波形。在ELVIS面包板上，将Analog Outputs DAC0 连接至 Oscilloscope CH A+；.将 GROUND 连接至 Oscilloscope CH A-；启动 ELVIS Oscilloscope，选择CHANNEL A，Source选择BNC/Board CH A 。四、实验报告要求1. 经过教师检查，程序运行正确。2. 简述实验目的和实验步骤，给出每个VI程序的前面板和程序框图，并加以分析说明。3. 谈谈你的收获与体会。实验七 信号分析与处理一、实验目的1. 掌握信号及噪声产生方法，区分波形生成与信号生成。2. 正确运用信号处理函数进行时域、频域分析。3. 学习仿真基本方法。二、实验仪器及材料主要设备有计算机，LabVIEW8.5软件。三、实验内容及步骤1. 使用基本函数发生器，根据信号类型创建一个输出波形，同时叠加均匀白噪声，信号与噪声参数可调，并在波形图中显示。2. 使用基于持续时间的信号发生器生成波形数组，同时叠加高斯白噪声，信号与噪声参数可调，并在波形图中显示。3. 对内容2