Labview实验指导书

Labview虚拟仪器实验指导书宋爱娟20092目录实验一 Labview的认识性实验（2学时）10 3实验二 Labview的基本操作（2学时）13 4实验三 数据操作实验（2学时）14 6实验四 labview结构在编程中的应用（4学时）15 10实验五 labview中字符串、数组、簇的实验（2学时） 16实验六 图表和图形实验（4学时）23实验七 专业测试系统的搭建实验（2学时）28实验八 创建子VI（2学时）32实验九 人机界面交互设计实验（2学时）35实验十 波形编辑及频谱分析实验（3学时）39实验十一 救援用LED灯实验（4学时选作）41实验一 Labview的认识性实验一、目的1、熟悉Labview的基本组件2、熟悉Labview的前面板、程序框图、快捷和下拉菜单3、掌握Labview的选项板及在线帮助二、环境1、WINDOWS2000环境（将显示属性中的分辨率设置为1024*768）2、Labview8.6软件三、内容与步骤：练习1 启动Labview，查找Labview示例 步骤：1. 打开文件VibrationAnalysis.vi(c:/ProgramFiles/National Instruments/LabVIEW 8.6/examples/apps/demos.llb)2. 单击按钮Run运行该程序3. 改变采样速率4. 改变采样速度，验证希望速度与实际速度是否一致练习2 熟悉前面板与程序框图的切换及观察程序流的执行过程1.在练习1的基础上，利用快捷方式将前面板切换到程序框图。2.单击高亮度显示按钮观察代码的数据流向。练习3 熟练打开运行一个VI1. 练习查找所定VI，另用帮助查找含有FILTER的示例，找到其中的Express Filter.VI程序双击打开2. 运行该程序3. 改变仿真频率、仿真幅度和仿真噪声幅度观察指示器的值与图中值是否一致。4. 观察数据流执行过程练习4练习查找运行1.将上面程序在框图窗口双击程序框图中的Simulate Signal,将正弦信号改为其他信号之后运行程序。2.熟练查找其他程序并运行练习51. 在Labview启动界面中选择新建选项2. 打开空VI或VI模板3. 任意打开VI模板并运行。实验二 Labview的基本操作一、目的1、熟悉VI的创建方法2、掌握编辑前面板和程序框图的方法3、学会使用联机帮助4、运行和调试简单VI程序二、环境1、WINDOWS2000环境（将显示属性中的分辨率设置为1024*768）2、Labview8.6软件三、内容与步骤：练习1 创建一个空VI文件并将其保存。 练习2 练习编辑VI前面板和流程框图1. 通过托动的方式从控制模板和函数模板上分别选取对象放置在前面板和流程框图上，对所有对象的基本操作包括选择、移动、删除、复制和粘贴进行练习。提示：（1）移动对象的同时按下shift键，则可以限制对象只能在水平或竖直移动，移动的方向由开始时的方向决定。 （2）复制对象时，可采用CTRL键的同时托放对象。2.重排序对象、锁定对象和组合对象的练习提示：利用快捷菜单完成3.修饰前面板，模板中对象专用于对程序界面进行修饰，对程序的运行没有任何影响，主要是实现构建生动美观的界面。提示：子模板在Controls/modern/decorations. 4.排列对象和分布对象的熟悉练习3 构建VI,使用园按钮控件控制方形指示灯，随时按下按钮将其打开。前面板和框图如图示：提示：框图子模板在Function/Express/signal Analysisy/Mask and Limiting TestingWhile循环在Function/Express/Execution control练习4 打开一VI,为其添加程序注释，并运行和调试VI 要求：1.采用连续运行、单步运行，高亮度程序运行等方法。2. 在程序框图中设置断点3. 使用探针观察运行时连线上的数据。 练习5 新建一个VI，进行如下练习：任意放置几个控件在前面板，改变它们的位置、名称、大小、颜色等等。在VI前面板和后面板之间进行切换并排排列前面板和后面板窗口实验三 数据操作实验一、目的1、 熟悉几种常见的数据类型2、 熟悉数据类型设定操作3、掌握数据运算的常用运算方法4、利用数据操作章节知识完成Labview编程和调试二、环境1、WINDOWS2000环境（将显示属性中的分辨率设置为1024*768）2、Labview8.6软件三、内容与步骤：练习1 写一个VI判断大小，如右图所示：当（A+B）（C+）D时，指示灯亮,要求指示灯红色为亮，黑色为灭。用探针观察运行时的各点的值。练习2构建VI，接收5个数字输入，将这些数字相加并在仪表上显示结果。如果输入数的总和小于8，则圆形指示灯亮。灯为绿色，仪表刻度盘是黄色。 属性设为show digital display练习3构建VI，产生两个随机数（在0到1之间）并在仪表上显示两个随机数。仪表上分别设置标签“Random number1”和“Random number2”，使其中一个仪表呈蓝色而另一个仪表呈红色。当红色仪表上随机数值比蓝色仪表数值大时，用一个方形LED显示绿色，否则LED显示黑色。运行VI几次并观察结果。 练习4构建停车信号灯。创建从0到2变化的刻度盘控件，该控件具有3个LED显示：绿色、黄色和红色。当在刻度盘0位置时，使VI打开绿色LED；当在刻度1上时，变为黄色；当在刻度2上时，变为红色。练习5构造VI产生一个-10到10间的随机数。在VI的前面板上用指示器来显示随机数的值，然后点亮随机数所在范围对应的LED。用一个LED显示负的随机数，一个LED显示在0到4范围内的随机数，一个LED显示大于等于5的随机数。改变LED的属性使其点亮时为亮黄色，关闭时为暗黄色。以上两个程序框图均能实现注意：同学们可以用多种方法尝试实现同一功能。这样，不但可以激发学习兴趣，更能提高自己的创造力和业务能力。实验四 labview结构在编程中的应用一、目的1、掌握For循环、While循环、Case结构和单层顺序结构的建立方法2、熟悉labview中一些函数的使用3、熟悉公式节点的使用方法4、能够鉴别常见的结构连线错误二、环境1、WINDOWS2000环境（将显示属性中的分辨率设置为1024*768）2、Labview8.6软件三、内容与步骤：练习1 写出1234100的程序。（利用移位寄存器实现）提示：进行第一次运算的是0+0，For循环中的重复端子是从0开始计数，移位即寄存器在没有初始化的情况下，默认的数值是0，所以第一次运算的是0+0，第二次运算的是寄存器的0与重复端子的1相加，所以循环要进行101次。移位寄存器的初始化：移位寄存器的初始化是非常必要的，因为只要用户不退出VI，移位寄存器便可记录上次运算完时的结果，所以上面的程序在第二次执行时输出的结果不是5050，而是10100！添加初始化即可。练习2计算一组随机数的最大值和最小值提示：在程序框图中，放置一个For循环，设置循环次数为10次。单击边框选择添加两个移位寄存器，分别初始化为0和1。新建一个VI，在前面板上放置一个波形图标，用它来记录产生的随机数。同时在前面板上放置两个数值显示控件“最大值”和“最小值”，用来显示随机数中的最大值和最小值。放置随机数函数和最大最小值函数与程序框图中，其中最大最小值函数位于编程比较最大值与最小值。然后连线。练习3创建VI，在前面板上放置3个LED。程序运行时，第一个LED打开并保持打开状态。1秒以后，第二个LED打开并保持打开状态；再过2秒，第三个LED打开并保持打开状态。所有LED都保持打开状态3秒，然后程序结束。提示：使用3帧单层顺序结构，每帧包含延时函数。练习4利用While循环和移位寄存器，设计一个控制LED灯闪烁的VI，LED灯闪烁的时间可以在程序中设定。练习5构建VI，使用公式节点来计算下面的公式： 提示：公式表达式位置 y1=10sin(a)+b y2=a*3+b*2+100 输入变量是a和b,输出是y1和y2。也可以使用表达式用 公式节点的程序框图用公式表达式的程序框图练习6构建VI，用下面的公式计算最大心率：性别 最大心率 男214Age0.8 女 209Age0.7 在前面板上设置数值控件来输入年龄，放置滑动开关来输入性别。数值指示器显示最大心率。使用公式节点计算心率公式。练习7利用case结构的多分支，进行下列简单程序设计要求：星期一显示：新的一周开始了，好好学习！ 星期二显示：今天是星期二，继续努力！ 星期三显示：今天是星期三，生活愉快！ 星期四显示：周四了，继续努力！星期五显示：今天是星期五，站好最后一班岗！星期六显示：周末愉快！星期日显示：好好休息！提示：显示对话框位置如图：练习8事件结构练习 步骤：1.创建一个VI，放置“事件结构”节点，单击对“事件结构”对话框右键执行编辑分支事件2.在前面板放置垂直滑动条控件和按钮控件。3.在程序框图中，添加事件分支（右键/add event case）注意：同学们可以用多种方法尝试实现同一功能。这样，不但可以激发学习兴趣，更能提高自己的创造力和业务能力。实验五 labview中字符串、数组、簇的实验一、目的1、掌握创建和使用数组的方法2、能够使用多种数组内部函数3、掌握簇的创建和使用方法4、学会使用内部函数处理簇二、环境1、WINDOWS2000环境（将显示属性中的分辨率设置为1024*768）2、Labview8.6软件三、内容与步骤：练习1字符串练习设计一个字符串连接与子字符串显示窗口，其前面板设计和程序框图设计如图所示。 练习2利用全局变量实现字符串的传递其前面板设计和程序框图设计如图所示。步骤：（创建全局变量）1. 在labview的启动界面中的new选择创建全局变量global2. 放置字符串输入控件。标签改为字符串全局变量3. 将光标放在该控件上，点右键，设置键入时刷新4. 保存，命名为：字符串实例.vi（创建发送端）5. 新建vi，在前面板放置字符串输入控件，标签为“字符串发送端”，点右键，设置键入时刷新。6. 进入程序框图，点击右键选择已经建立的全局变量文件7. 照上述框图编写。8. 接收端同理。练习3字符串函数练习练习4创建子VI对两个输入矩阵A和B执行矩阵乘。矩阵A是nm矩阵，而矩阵B是mp矩阵。产生的矩阵C是np矩阵，这里C=AB。练习5构建一个VI，该VI产生500个随机数并绘制在波形图指示器上。计算随机数的平均值并在前面板上显示结果。使用Statistics Express VI计算随机数的平均值。练习6创建一个VI，该VI计算并绘制二阶多项式y=Ax*x+Bx+C。VI应使用前面板控件来输入系数A,B,C，并使用前面板控件输入点数N，计算X0到Xn-1区间上的多项式。在波形图上绘制y-x图形指示器。练习7创建一个VI，包含一个由6个旋钮组成的簇，这些旋钮标签分别是Option1到Option6。当执行时，VI将等待用户按下其中一个按钮。当按下一个按钮时，使用Display Message To User Express VI指出所选择的选项。重复以上过程直到按下Stop按钮。确保加入Time Delay Express VI以使用户有时间按按钮。练习8构建VI，输出一个10行5列的二维数组。第1行包含01范围内的5个随机数，第2行包含12范围内的随机数，以此类推，直到第10行包含910范围内的5个随机数。练习9设计VI，根据输入的3个考试成绩数组，计算得到一个簇数组包括平均成绩、成绩等级和班级排名。每次的考试成绩对应一个数组，平均成绩是这样定义的：第一次考试占30，第二次考试成绩占30，期末考试占40。成绩等级按照平均成绩，以下表列出的标准来确定。（提示：在确定成绩等级的时候用Case结构将会很方便。） 平均成绩标准 平均成绩 成绩等级 059 6069 7079 8089 90100FDCBA练习10设计一个公式波形发生器，其前面板设计和程序框图设计如图所示。注意：同学们可以用多种方法尝试实现同一功能。这样，不但可以激发学习兴趣，更能提高自己的创造力和业务能力。实验六 图表和图形实验一、目的1、掌握图表和图形的创建方法2、学会定制图表和图形的外观3、掌握利用图形图表编程二、环境1、WINDOWS2000环境（将显示属性中的分辨率设置为1024*768）2、Labview8.6软件三、内容与步骤：练习1创建一个新的VI，使用坐标图绘制圆。 练习2打开一个空白VI并将Simulate Signal Express VI置入框图中。配置Express VI生成50Hz的正弦波。单击OK按钮退出Express VI配置页面。在Sine端子上弹出快捷菜单并选择CreateGraph Indicator,运行该VI。 练习3创建一个VI，产生20个0100之间的随机数并将其绘制在波形图中。显示光标图注并使用光标来确定所生成数值中最小值和最大值的光标。使用Arrary Max & Min函数在前面板中显示最大值和最小值的光标。运行该VI，比较通过Arrary Max & Min函数输出的值与用户使用光标找到的值，验证它们是相等的。练习4创建VI生成两个信号：锯齿波和三角波。这两个信号的幅度由前面板中的输入控制。当它们的和超过2时，LED就会亮。练习5 注意：同学们可以用多种方法尝试实现同一功能。这样，不但可以激发学习兴趣，更能提高自己的创造力和业务能力。实验七 专业测试系统的搭建实验一、目的1、学习Express VIs进行程序设计的方法.2、掌握Express VIs设计函数发生器的方法.二、环境1、WINDOWS2000环境2、Labview8.6软件三、内容与步骤：练习1 新建一个VI设计一个前面板. 切换到程序框图设计窗口,找到并放置“仿真信号”子VI,在弹出的信号配置对话框进行配置. 按照仿真信号各端口的性质进行连线放置while循环和相关控件并连线改变个输入量运行程序观察结果.练习2通过使用VI模板和修改Express VI创建一个程序，要求产生125Hz的三角波和白噪声。练习3练习配置文件写操作和读操作。要求显示如下：文件信息文件路径=/d/学号（060101）姓名=张三驱动器名称=USB驱动器地址=2结果在：d盘，可用word打开读取配置文件自行完成提示：右击函数图标并选择select type 确定输出数据类型。练习3注意：同学们可以用多种方法尝试实现统一功能。这样，不但可以激发学习兴趣，更能提高自己的创造力和业务能力。实验八 创建子VI一、目的1、熟悉构建和使用子VI2、掌握使用Icon Editor和指定端子二、环境1、WINDOWS2000环境2、Labview8.6软件三、内容与步骤：练习1构建VI，使用LabVIEW固有函数计算用户输入3个数的平均值。在程序中，首先将3个数求和，接着再除以3，得出的平均值显示在前面板上。另外，再添加一段程序，将平均值乘以0,.,1范围内的随机数。将计算平均值的一组代码创建成子VI，并编辑图标以便表示子VI的功能，即计算3个数的平均值。练习2创建子VI将华氏温度转化为摄氏温度，其转换关系为：C=(F-32)/1.8。另外添加Select函数（位于Function选项板的Programming-Comparisons子选项板上），Select函数将返回连接到True或False输入端子上的输入值，具体返回哪一个取决于布尔型输入的值。练习3创建子VI计算年龄，出生日期和当前日期作为输入。用三个独立的整形控件来输入日期：一个表示日，一个表示月，一个表示年。月份用阿拉伯数字表示。例如，1表示一月，2表示二月，等等。为VI创建图标，将输入和输出连接到图标的端子上。注意：同学们可以用多种方法尝试实现同一功能。这样，不但可以激发学习兴趣，更能提高自己的创造力和业务能力。实验九 人机界面交互设计实验一、目的1、熟悉构建人机交互界面的方法和设计自定义菜单的方法2、会制作简单的菜单和界面二、环境1、WINDOWS2000环境2、Labview8.6软件三、内容与步骤：练习1用户菜单的设计要求：开始中包含：登陆、注销、分栏符、退出系统 操作：启动测试、暂停测试帮助：帮助文档、关于LabVIEW练习2 利用控件的属性节点编写一个VI，使其界面美观、生动。如图：练习3 利用下面这两张图片做一个自定义按钮控件，ON为笑脸，OFF为哭泣。1.2.3.4.5.完成调用练习4练习普通对话框的使用（1）（2）（3）注意：同学们可以用多种方法尝试实现同一功能。这样，不但可以激发学习兴趣，更能提高自己的创造力和业务能力。实验十 波形编辑及频谱分析实验一、目的熟悉使用任意波形发生器、波形编辑器及动态分析仪，构建所需各种信号，分析信号频谱特性。二、环境1、WINDOWS2000环境2、Labview8.6软件三、内容与步骤： 练习1产生多个信号叠加波形 从任意波形发生器界面上单击Wavefrom editor按钮。在打开的界面上单击New component按钮，选择波形为正弦波，实现不同频率的正弦波叠加。 练习2产生分时信号的叠加波形 首先进入Wavefrom edition界面，单击New component，选择波形为正弦波；单击New Segment，设Function为+；选择方波，实现不同波形的分时叠加。 练习3 利用基本数学函数面板提供的函数画出如下公式在-2pi,2pi之间的曲线。(利用Signal Generation下的函数产生-2pi,2pi之间的均匀采样点)练习4求解线性方程组Ax=b,其中 A= B=练习5求解微分方程方程练习6用MathScript节点计算一个正弦信号迭加噪声后的单边傅立叶频谱。实验十一 救援用LED灯实验（5学时）一、目的 该实验主要是利用NI ELVIS来说明二极管的特性、二极管的测试方法等。二、环境1、WINDOWS2000环境（将显示属性中的分辨率设置为1024*768）2、Labview8.6软件三、内容与步骤：练习1二极管的特性曲线实验 二极管的特性曲线能很好地说明二极管的电压和电流属性。将一个硅二极管放置在工作站操作前置面板上，连接DMMA的两端到二极管，确定阳极接到黑表笔的输入端。 启动NI ELVIS，选择二线电流电压分析仪。一个新的SFP面板将会弹出来，它将显示出在测试中器件的电流电压曲线。 对一个硅二极管设置以下参数： Start 2.0V