虚拟仪器(LabVIEW)实验报告

1、攀枝花学院电工电子实验中心电工电子实验报告册实验课程 虚拟仪器实验 专业班级 2010级测控技术与仪器 学生姓名 学生学号 指导教师 2013 年 3 月 22 日.目 录目 录实验一 LabVIEW编程环境及初步操作1实验二 LabVIEW程序结构（1）4实验三 LabVIEW程序结构（2）6实验四 LabVIEW字符串、数组和簇8实验五 LabVIEW变量和文件操作11实验六 LabVIEW图形显示15实验七 LabVIEW数据采集与信号处理18实验一 LabVIEW编程环境及初步操作实验时间 实验台号 指导教师 同组学生 实验一 LabVIEW编程环境及初步操作一、实验目的1. 熟悉La

2、bVIEW的编程环境，逐步掌握基本使用方法；2. 熟悉创建、调试、调用VI的基本步骤和方法；3. 掌握LabVIEW软件安装方法。二、实验仪器和设备计算机（安装有LabVIEW软件）三、实验原理安装LabVIEW软件，认识具体的安装步骤，注意安装细节和注册技巧。LabVIEW的基本编程环境，包括启动界面，前面板，程序框图，图标/连线板、菜单、工具栏、三大操作选板（工具选板，控件选板，函数选板）等。在编程环境中可以创建、调试和调用VI，完成虚拟仪器的设计。四、实验内容与步骤 1. 认识LabVIEW的基本编程环境，包括启动界面，前面板，程序框图，图标/连线板。2. 打开LabVIEW三大操作选板

3、（工具选板，控件选板，函数选板），逐个认识各选板的组成内容。3. 认识LabVIEW的菜单和工具栏，熟悉基本功能和使用方法。4. 创建VI以教材虚拟仪器技术分析与设计（张重雄，电子工业出版社）为参考，按照虚拟仪器创建步骤，模仿创建一个简单的VI。创建过程中逐步加强对LabVIEW编程环境的熟悉。5. 调试VI利用虚拟仪器一般的调试步骤：运行、清除语法错误、高亮显示、单步执行、探针和断电工具使用等，理解调试基本方法。6. 创建和调用子VI。学习编辑子VI图标并进行连线板设计。7. 学习LabVIEW软件安装基本方法、安装技巧等。五、数据处理1. 通过屏幕拷贝（或采用截图软件）记录三大选板（工具选

4、板、控件选板、函数选板）。2. 参考教材创建“虚拟温度计”，通过屏幕拷贝（或采用截图软件）将其前面板、程序框图等主要部分记录下来。3. 创建一个子VI，子VI功能：输入3个参数后，求其和，再开方。再编一个VI调用上述子VI。六、问答题1. 什么是LabVIEW？LabVIEW程序由哪几部分组成？LabVIEW是美国国家仪器（NI）的一款虚拟仪器开发软件，图形化的编程环境使工程师能快速开发出产品。程序主要有前面板和程序框图组成。2. LabVIEW开发工具的三个选板（工具选板、控件选板、函数选板）分别使用在前面板还是程序框图中？ 工具选板：前面板&程序框图控件选板：前面板函数选板：程序框

5、图 4实验二 LabVIEW程序结构（1）实验时间 实验台号 指导教师 同组学生 实验二 LabVIEW程序结构（1）一、实验目的1. 掌握循环结构（For循环、While循环）的创建和使用方法；2. 掌握条件结构的创建和使用方法；3. 理解移位寄存器和反馈节点的功能。二、实验仪器和设备计算机（安装有LabVIEW软件）三、实验原理LabVIEW中的循环结构主要包括For循环和While循环。这两种循环结构功能基本相同，但使用上有一些差别：For循环指定循环的次数，循环指定次数后自动退出循环；While循环指定循环退出条件，条件满足时退出循环。 移位寄存器的功能：从一个循环向下一个循环传递数据

6、。当For循环或While循环边框比较大时，使用移位寄存器会造成过长的连线，因此LabVIEW提供了反馈节点。条件结构根据不同的条件执行不同的分支程序，类似于文本编程语言中的switch语句或if.then.else语句。在使用条件结构时，控制条件的数据类型（整型、布尔型、字符型、枚举型）必须与选择器标签中的数据类型一致。四、实验内容与步骤 1. 认识和熟悉For循环（1）创建一个For循环，认识其外观和两个端口。（2）参考教材例5.1、例5.2创建VI，熟悉For循环、移位寄存器的建立和使用。2. 认识和熟悉While循环（1）创建一个While循环，认识其外观和两个端口。（2）参考教材例5

7、.3创建VI，熟悉While循环、移位寄存器的建立和使用。3. 认识和熟悉条件结构（1）创建一个条件结构，认识其外观和两个端口。（2）参考教材例5.4、例5.5创建VI，熟悉条件结构的建立和使用。五、数据处理1. 设计VI，功能要求：产生100个0.0100.0的随机数，将数据在波形图表中显示，并求其最小值、最大值和平均值。 2. 设计VI，功能要求：程序开始运行后，要求用户输入一个口令，口令正确时，使用量表显示一个0100的随机数，否则程序立即停止。6实验三 LabVIEW程序结构（2）实验时间 实验台号 指导教师 同组学生 实验三 LabVIEW程序结构（2）一、实验目的1. 掌握顺序结构

8、（平铺式、层叠式）的创建和使用方法；2. 了解事件结构的创建和使用方法；3. 掌握公式节点的创建和使用方法。二、实验仪器和设备计算机（安装有LabVIEW软件）三、实验原理LabVIEW顺序结构功能：强制程序按一定的顺序执行。顺序结构包含一个或多个按顺序执行的子程序框图或帧。两种顺序结构：平铺式顺序结构和层叠式顺序结构。在各个子程序框图之间传递数据时，平铺顺序结构可以直接连线，但层叠顺序结构要借助于顺序局部变量。 事件即发生了某种事情的通知（包括用户界面事件和编程生成事件），其中用户界面事件包括鼠标点击、键盘按键等动作。公式节点是一种专用于处理数学公式编程的特殊结构形式。在公式节点框架内，La

9、bVIEW允许用户像书写数学公式或方程一样，直接编写数学处理节点，形式与标准C语言类似。四、实验内容与步骤 1. 认识和熟悉顺序结构（1）分别创建两种顺序结构，认识其外观，掌握添加或删除帧的方法。（2）参考教材例5.6创建VI，熟悉顺序结构的建立和使用。2. 了解事件结构（1）创建一个事件结构，认识其外观和端口。（2）参考教材例5.7创建VI，了解事件结构的建立和使用。3. 认识和熟悉公式节点（1）创建一个公式节点，认识其外观和输入输出端口添加或删除方法。（2）参考教材例5.8创建VI，熟悉公式节点的建立和使用。五、数据处理1. 设计VI，使用公式节点，完成下面公式的计算：8实验四 LabVI

10、EW字符串、数组和簇实验时间 实验台号 指导教师 同组学生 实验四 LabVIEW字符串、数组和簇一、实验目的1. 掌握字符串的概念和显示方式；会正确使用字符串函数；2. 掌握数组的概念和创建方法，会正确使用数组函数；3. 掌握簇的概念和创建方法，会正确使用簇函数。二、实验仪器和设备计算机（安装有LabVIEW软件）三、实验原理字符串、数组和簇是LabVIEW中的三种数据类型。字符串是可显示的或不可显示的ASCII字符序列。字符串有4种显示类型：正常显示、”代码显示、密码显示、十六进制显示。LabVIEW的字符串子选板中有多个字符串处理函数。数组是相同类型数据的组合。一个数组可以是一维、二维或

11、者多维，每一维最多可有231-1个元素。可以通过数组索引访问数组的每个元素，索引的范围是0到 n1（其中n是数组中元素的个数）。创建数组有两种方法：前面板上创建和程序框图上创建。LabVIEW的数组函数子选板中有多个数组函数。簇是由不同类型的数据元素组成的一种数据类型，类似于C语言中的结构体。簇的创建方法与数组类似。LabVIEW的簇函数子选板中有多个簇函数。四、实验内容与步骤1. 认识和掌握字符串（1）认识字符串控件（字符串输入控件、字符串显示控件、组合框）；（2）认识字符串的四种显示方式；（3）认识各种字符串函数，参考教材例5.9创建VI，逐步掌握字符串函数的正确使用。2. 认识和掌握数组

12、（1）学习数组的创建方法（在前面板创建数组；在程序框图中创建数组常量），会给数组元素赋值、改变维数、索引号的使用等等；（2）认识各种数组函数，参考教材例5.10例5.12创建VI，逐步掌握数组函数的正确使用。3. 认识和掌握簇（1）学习簇的创建方法（在前面板创建簇；在程序框图中创建簇常量），会给簇元素赋值、重排簇顺序、簇大小调整等等；（2）认识各种簇函数，参考教材例5.13、例5.14创建VI，逐步掌握簇函数的正确使用。五、数据处理1. 创建一个字符串显示控件，程序运行后分两行显示：第一行显示自己的姓名和班级，第二行显示当前系统的日期和时间。2. 创建一个3行4列的二维数组：（1）求数组的最大

13、与最小值；（2）求出数组的大小；（3）将该数组转置；（4）将该二维数组改为一个一维数组。3. 在前面板上创建一个簇输入控件，成员为：姓名（字符型），学号（数值型），注册（布尔型）。从该控件中单独提取簇成员“注册”，并显示在前面板上。11实验五 LabVIEW变量和文件操作实验时间 实验台号 指导教师 同组学生 实验五 LabVIEW变量和文件操作一、实验目的1. 理解局部变量和全局变量的概念、使用场合及特点；2. 掌握局部变量和全局变量的创建和使用方法； 3. 理解LabVIEW支持的文件类型，熟悉各种文件操作函数的使用。二、实验仪器和设备计算机（安装有LabVIEW软件）三、实验原理局部变量

14、和全局变量是LabVIEW用来传递数据的工具。如果一个程序太复杂的话，有时连线会很困难甚至无法连线，这时就需要用到局部变量。如果需要在两个程序之间交换数据时，靠连线的方式是无法实现的，在这种情况下，就需要使用全局变量。 局部变量是只能在同一个VI中使用的变量。它的创建方法有两种:（1）直接为前面板对象创建；（2）通过函数选板创建。全局变量是可在不同VI之间进行数据传递的变量。创建全局变量时，LabVIEW将自动创建一个有前面板但无程序框图的特殊全局VI。LabVIEW可读写的文件格式主要有：文本文件、二进制文件、数据记录文件。LabVIEW中的“文件I/O”子选板有多个文件操作函数（比如写入/

15、读取电子表格文件、写入/读取文本文件、写入/读取二进制文件、写入/读取数据记录文件等），合理选用将可以实现新建、打开、关闭、读/写、删除、复制、移动等各种文件操作。四、实验内容与步骤1. 认识和掌握局部变量（1）学习局部变量的两种创建方法（直接为前面板对象创建；通过函数选板创建），会改变局部变量的读、写属性；（2）参考教材例5.15创建VI，逐步掌握局部变量的正确使用方法。2. 认识和掌握全局变量（1）学习全局变量的创建方法，会改变其读、写属性；（2）参考教材例5.16创建VI，逐步掌握全局变量的正确使用方法。3. 认识和理解LabVIEW的文件操作（1）打开函数选板中的“文件I/O”子选板，

16、认识各种文件操作函数；（2）参考教材例5.17例5.24创建VI，逐步熟悉各种文件操作函数（写入/读取电子表格文件、写入/读取文本文件、写入/读取二进制文件、写入/读取数据记录文件等）的正确使用方法。五、数据处理1. 设计VI，利用全局变量将一个VI产生的正弦波送另一个VI显示。 2. 设计VI，将含有10个随机数的一维数组存储为电子表格文件。3. 参考教材例5.23、例5.24设计VI，实现读/写数据记录文件功能。15实验六 LabVIEW图形显示实验时间 实验台号 指导教师 同组学生 实验六 LabVIEW图形显示一、实验目的1. 熟悉图形控件选板，理解各控件的功能；2. 掌握波形图表和波

17、形图的使用和设置；3. 理解XY图、强度图/图表、数字波形图的使用；4. 了解三维图形的使用。二、实验仪器和设备计算机（安装有LabVIEW软件）三、实验原理LabVIEW图形显示控件主要包括：波形图表、波形图、XY图、强度图/图表、数字波形图、三维图形等。波形图和波形图表显示采样率恒定的数据。波形图通常先将数据采集到数组中，再将数据绘制到图形中（逐块绘制）；波形图表将新的数据点追加到已显示的数据点上以形成历史记录（逐点绘制）XY图显示采样率非均匀的数据及多值函数的数据。强度图/图表在二维图上以颜色显示第三个维度的值，在二维图上显示三维数据。数字波形图以脉冲或成组的数字线的形式显示数据。三维图

18、形在前面板ActiveX对象的三维图上显示三维数据。 四、实验内容与步骤 1. 打开图形控件选板，熟悉各个图形控件。2. 认识和掌握波形图（1）创建一个波形图，认识其主要组件（标签、图例、标尺图例、图形工具选板、游标图例、X滚动条等），会进行波形图的各种属性设置（外观、显示格式、曲线、标尺、游标等）（2）参考教材例5.25例5.27创建VI，逐步掌握波形图的正确使用方法，会导出简化图像。3. 认识和掌握波形图表（1）创建一个波形图表，认识其主要组件（标签、图例、标尺图例、图形工具选板、数字显示、X滚动条等），会进行波形图表的各种属性设置（外观、显示格式、曲线、标尺、刷新模式、多曲线显示等）（2

19、）参考教材例5.28、例5.29创建VI，逐步掌握波形图表的正确使用方法。4. 认识和理解XY图参考教材例5.30创建VI，理解XY图的正确使用方法。5. 认识和理解强度图和强度图表参考教材例5.31、例5.32创建VI，理解强度图和强度图表的正确使用方法。6. 认识和理解数字波形图参考教材例5.33创建VI，理解数字波形图的正确使用方法。7. 认识和了解三维图形参考教材例5.34例5.36创建VI，了解三维图形的正确使用方法。五、数据处理1. 设计VI，产生100个随机数并使用波形图表显示波形，并计算随机数的平均值、最大值、最小值，在前面板上显示计算结果。2. 设计VI，在波形图上显示一条正弦曲线和一条余弦曲线（要求：两条曲线线宽和颜色均不同；每条曲线长128点；正弦曲线x0=0，x=1，余弦曲线x0=2，x=2）。21实验七 LabVIEW数据采集与信号处理实验时间 实验台号 指导教师 同组学生 实验七 LabVIEW数据采集与信号处理一、实验目的1. 理解虚拟仪器数据采集的基本设计方法；2. 理解虚拟仪器常见信号产生的基本设计方法；3. 理解虚拟仪器常见信号分析与处理的基本设计方法。二、实验仪器和设备计算机（安装有LabVIEW软件），数据采集卡三、实验原理数据采集是虚拟仪器获取信息的必不可少的基本功能，DAQmx软件是LabV