labvieW 课件2

1、国培项目国培项目虚拟仪器应用技术虚拟仪器应用技术常州信息职业技术学院常州信息职业技术学院常州信息职业技术学院常州信息职业技术学院 动手项目动手项目2 2： 基于基于LabVIEWLabVIEW的电容充放电波形采集的电容充放电波形采集培训计划培训计划1.1.虚拟仪器概述虚拟仪器概述2.NI ELVIS2.NI ELVIS平台使用平台使用3.LabVIEW3.LabVIEW软件编程环境软件编程环境 动手项目动手项目1 1： 基于基于LabVIEWLabVIEW的温度采集系统的温度采集系统Day1Day2Day3常州信息职业技术学院常州信息职业技术学院今日安排1. 数据采集子程序设计数据采集子程序设

2、计2. 温度系统主程序设计温度系统主程序设计常州信息职业技术学院常州信息职业技术学院基于基于LabVIEWLabVIEW的温度采集系统的温度采集系统温度传感器温度传感器集成温度传感器集成温度传感器LM35测控对象测控对象数据采集设备数据采集设备A/D转换转换装有装有LabVIEW的计算机的计算机通过设备驱通过设备驱动将数字信动将数字信号读取到计号读取到计算机中算机中温度信号温度信号显示控制显示控制数据分析数据分析保存打印保存打印常州信息职业技术学院常州信息职业技术学院基于基于LabVIEWLabVIEW的温度采集系统的温度采集系统程序前面板参考程序前面板参考Day2：基于LabVIEW的温度采

3、集系统采集子程序设计采集子程序设计常州信息职业技术学院常州信息职业技术学院1、什么是数据采集？、什么是数据采集？u数据采集是一个宽泛的概念，简而言之就是将电压电流等电信号或是温度、加速度、湿度、压力、应变等非电量信号通过一些特殊的传感器转换成为电信号，经过A/D转换，读取到计算机中的过程。u在某种意义上讲，数据采集就是测量。测量的范围包括直交流电压和电流、电阻、频率/周期、数字信号等电信号；以及温度、湿度、应变、加速度、位移、振动、流量、压力等其他物理量。常州信息职业技术学院常州信息职业技术学院2、典型数据采集系统的组成、典型数据采集系统的组成一个完整的数据采集系统通常由原始信号、信号调理设备

4、、数据采集一个完整的数据采集系统通常由原始信号、信号调理设备、数据采集设备和计算机四个部分组成。设备和计算机四个部分组成。数据采集设备数据采集设备信号调理设备信号调理设备原始信号原始信号装有软件的计算机装有软件的计算机常州信息职业技术学院常州信息职业技术学院2、典型数据采集系统的组成、典型数据采集系统的组成数据采集软件架构主要分为三类：数据采集软件架构主要分为三类：首先是首先是驱动驱动。NINI的数据采集硬件设备对应的驱动软件是的数据采集硬件设备对应的驱动软件是DAQmxDAQmx，它提供了一系列，它提供了一系列APIAPI函数供我们编写数据采集程序时调用。函数供我们编写数据采集程序时调用。其

5、次，其次，NINI提供了一款提供了一款配置管理软件配置管理软件 Measurement and Automation ExplorerMeasurement and Automation Explorer（简称（简称MAXMAX），便于我们与硬件进行交互，并且无需编程就能实现数据采集功能；），便于我们与硬件进行交互，并且无需编程就能实现数据采集功能；还能将配置出的数据采集任务导入还能将配置出的数据采集任务导入LabVIEWLabVIEW，并自动生成，并自动生成LabVIEWLabVIEW代码。代码。最后，位于最上层的是最后，位于最上层的是应用软件应用软件。数数据据采采集集软软件件架架构构常州信

6、息职业技术学院常州信息职业技术学院3、动手搭试一个数据采集系统、动手搭试一个数据采集系统u环境温度信号采集环境温度信号采集u环境光照信号采集环境光照信号采集常州信息职业技术学院常州信息职业技术学院集成温度传感器集成温度传感器LM35LM35 t=u*100 常州信息职业技术学院常州信息职业技术学院温度采集电路温度采集电路常州信息职业技术学院常州信息职业技术学院光照采集电路光照采集电路常州信息职业技术学院常州信息职业技术学院4、配置管理软件MAX常州信息职业技术学院常州信息职业技术学院4、配置管理软件MAXu在在MAX MAX 下无需编程实现数据采集功能下无需编程实现数据采集功能第一种是第一种是

7、Test Panels Test Panels 测试面板测试面板常州信息职业技术学院常州信息职业技术学院4、配置管理软件MAXu在在MAX MAX 下无需编程实现数据采集功能下无需编程实现数据采集功能 第二种方法是创建数据采集任务第二种方法是创建数据采集任务常州信息职业技术学院常州信息职业技术学院5、DAQ 助手 Express VIu介绍一种简单易用的编程工具介绍一种简单易用的编程工具LabVIEWLabVIEW 中的中的“数据采数据采集助手集助手”快速快速 VIVI。 uLabVIEWLabVIEW 提供了一系列快速提供了一系列快速 VIVI，又称，又称 Express VIExpress

8、 VI。它们。它们的作用是简单、方便，无需使用底层的作用是简单、方便，无需使用底层VI VI 进行编程，只需进行编程，只需要通过简单的窗口配置就能实现应用。要通过简单的窗口配置就能实现应用。“数据采集助手数据采集助手”就是专用于数据采集任务的快速就是专用于数据采集任务的快速 VIVI。uDAQDAQ助手提供了一个对话框式的向导用于测量任务的配置、助手提供了一个对话框式的向导用于测量任务的配置、测试和自动代码生成。通过测试和自动代码生成。通过DAQDAQAssistantAssistant可以在数分钟可以在数分钟内搭建一个专业的数据获取系统。内搭建一个专业的数据获取系统。常州信息职业技术学院常州

9、信息职业技术学院第一步第一步 在程序框图中创建数据采集助手在程序框图中创建数据采集助手数据采集助手：数据采集助手：软、硬件的联系纽软、硬件的联系纽带带第二步第二步初始化过程初始化过程第三步第三步在引导下逐步完成各项设置在引导下逐步完成各项设置5、DAQ 助手 Express VI常州信息职业技术学院常州信息职业技术学院输入范围输入范围输入模式输入模式 采样点数采样点数采样率采样率 增益设置增益设置采集模式采集模式数据采集参数的具体设置5、DAQ 助手 Express VI常州信息职业技术学院常州信息职业技术学院数据采集通道设置均完成后请点击OK数据采集通道创建中数据通道创建后提供测试数据输出设

10、置完成5、DAQ 助手 Express VI常州信息职业技术学院常州信息职业技术学院6、接线方式u 对于不同的信号，需要采用不同的接线方式。u 对于接地信号和浮地信号，不同的接线方式将带来不同的测量效果。为了得到正确的测量结果，需要使用正确的连线方式。 确定正确连线方式的步骤分为两步： 1. 首先要确定信号源种类 （接地信号和浮地信号）2. 其次来选择测量系统提供的合适的终端模式 NI 数采卡上提供了三种不同的终端模式： 差分模式(Diferential) 参考单端模式(RSE) 非参考单端模式(NRSE)常州信息职业技术学院常州信息职业技术学院6、接线方式测量系统信号源+VS-VM接地信号源

11、+_Vs+_Vs浮地信号源常州信息职业技术学院常州信息职业技术学院差分测量系统(Differential ) 信号输入端信号输入端的正负极分的正负极分别与两个不别与两个不同的模拟输同的模拟输入端口相连入端口相连接接, ,并通过多并通过多路开关路开关(MUX)(MUX)分别连接到分别连接到仪用放大器仪用放大器的正负极上。的正负极上。常州信息职业技术学院常州信息职业技术学院差分测量系统(Differential )差分测量通道对差分测量通道对输入信号的配对规则如图所示，输入信号的配对规则如图所示， ACH(N)与与ACH(N+8) 组成组成一对差分输入通道。一对差分输入通道。可以抑制共模电压和共模

12、噪声。可以抑制共模电压和共模噪声。常州信息职业技术学院常州信息职业技术学院参考地单端测量系统(RSE)一个一个RSERSE测测量系统，量系统，也叫做接也叫做接地测量系地测量系统，被测统，被测信号一端信号一端接模拟输接模拟输入通道，入通道，另一端接另一端接系统地系统地AIGNDAIGND。 常州信息职业技术学院常州信息职业技术学院参考地单端测量系统(RSE)这种连接的方式使得我们在测量时，对于每个信号只需要使用一这种连接的方式使得我们在测量时，对于每个信号只需要使用一个模拟输入通道，所以，一个个模拟输入通道，所以，一个 16 16 通道的数据采集设备在使用通道的数据采集设备在使用 RSE RSE

13、 模式时，可以测量模式时，可以测量 16 16 路信号。如果我们想要在模拟输入通路信号。如果我们想要在模拟输入通道道 10 10 上测量一个信号，那么只需要将信号的正端连到上测量一个信号，那么只需要将信号的正端连到ACH10ACH10，负端连接到负端连接到AIGNDAIGND上。上。测量基于对地参考；测量基于对地参考；不能抑制共模噪声；不能抑制共模噪声；常州信息职业技术学院常州信息职业技术学院无参考地单端测量系统(NRSE) 在NRSE测量系统中，信号的一端接模拟输入通道，另一端接一个公用参考端，但这个参考端电压相对于测量系统的地来说是不断变化的。图说明了一个NRSE测量系统，其中AISENS

14、E是测量的公共参考端，AIGND是系统的地。 常州信息职业技术学院常州信息职业技术学院无参考地单端测量系统(NRSE)信号的负端被连接到信号的负端被连接到 AISENSE AISENSE 引脚上引脚上测量基于对测量基于对AISENSE端的参考端的参考常州信息职业技术学院常州信息职业技术学院最佳最佳不推荐不推荐好好浮地信号三种测量配置方案浮地信号三种测量配置方案接地信号三种测量配置方案接地信号三种测量配置方案差分差分差分差分RSERSENRSENRSE常州信息职业技术学院常州信息职业技术学院设计步骤设计步骤多通道采集常州信息职业技术学院常州信息职业技术学院7、子VI设计1 1）. .什么是子什么

15、是子VIVI（ SubVISubVI）2 2）. .子子VIVI的创建和调用的创建和调用常州信息职业技术学院常州信息职业技术学院 1） 什么是子VI？子VI的组成： 图标（Icon）和连接器（Connector）。常州信息职业技术学院常州信息职业技术学院常州信息职业技术学院常州信息职业技术学院创建子创建子VIVI的方法有两种：的方法有两种：u 从选择从选择VIVI中创建；中创建；u 从一个从一个VIVI的部分选定内容中创建；的部分选定内容中创建； 2 2）子）子VIVI的创建和调用的创建和调用操作演示操作演示常州信息职业技术学院常州信息职业技术学院2 2）子）子VIVI的创建和调用的创建和调用

16、子子VIVI的组成：图标和连接器的组成：图标和连接器 构建一个子构建一个子VIVI主要的工作就是定义它的主要的工作就是定义它的 图标（Icon）和连接器（Connector）。常州信息职业技术学院常州信息职业技术学院2 2） 子子VIVI的创建和调用的创建和调用u每个每个VIVI在前面板和流程图窗口的右上角都显在前面板和流程图窗口的右上角都显示了一个默认的图标。启动图标编辑器的方示了一个默认的图标。启动图标编辑器的方法是，用鼠标右键单击面板窗口的右上角的法是，用鼠标右键单击面板窗口的右上角的默认图标，在弹出菜单中选择编辑图标。默认图标，在弹出菜单中选择编辑图标。常州信息职业技术学院常州信息职业

17、技术学院2 2） 子子VIVI的创建和调用的创建和调用u连接器是连接器是 VI VI 数据的输入输出接口。如果用数据的输入输出接口。如果用面板控制对象或者显示对象从子面板控制对象或者显示对象从子 VI VI 中输出中输出或者输入数据，那么这些对象都需要在联接或者输入数据，那么这些对象都需要在联接器面板中有一个连线端子。可以通过选择器面板中有一个连线端子。可以通过选择 VIVI的端子数并为每个端子指定对应的前面板的端子数并为每个端子指定对应的前面板对象以定义连接器。对象以定义连接器。常州信息职业技术学院常州信息职业技术学院2 2） 子子VIVI的创建和调用的创建和调用u对连接器的端口定义包括：端

18、口数目的定义和端口对象的定义。u定义连接器的方法是，用鼠标右键单击面板窗口中的图标窗口，在快捷菜单中选择 Show Connector。常州信息职业技术学院常州信息职业技术学院2 2） 子子VIVI的创建和调用的创建和调用设置连线板设置连线板: :常州信息职业技术学院常州信息职业技术学院2 2） 子子VIVI的创建和调用的创建和调用u连接器图标会取代面板窗口右上角的图标。连接器图标会取代面板窗口右上角的图标。LabVIEWLabVIEW 自动自动选择的端子连接模式是控制对象的端子位于连接器窗口的选择的端子连接模式是控制对象的端子位于连接器窗口的左边，显示对象的端子位于连接器窗口右边。选择的端子

19、左边，显示对象的端子位于连接器窗口右边。选择的端子数取决于前面板中控制对象和显示对象的个数。数取决于前面板中控制对象和显示对象的个数。u连接器中的各个矩形表示各个端子所在的区域，可以用它连接器中的各个矩形表示各个端子所在的区域，可以用它们从们从 VI VI 中输入或者输出数据。如果必要，也可以选择另中输入或者输出数据。如果必要，也可以选择另外一种端子连接模式。方法是在图标上单击鼠标右键单出外一种端子连接模式。方法是在图标上单击鼠标右键单出快捷菜单，选择快捷菜单，选择 Show Connector，再次弹出快捷菜单，再次弹出快捷菜单，选择选择Patterns。 常州信息职业技术学院常州信息职业技

20、术学院2 2）子）子VIVI的创建和调用的创建和调用子VI的调用Day2Day2：基于基于LabVIEWLabVIEW的温度采集系统的温度采集系统系统主程序设计系统主程序设计常州信息职业技术学院常州信息职业技术学院1、While循环结构什么是结构什么是结构? ?结构是控制结构是控制 G G程序数据流程的元素程序数据流程的元素G G语言主要包含有：语言主要包含有：u WhileWhile结构结构u ForFor结构结构u Case Case结构，结构，u 顺序结构顺序结构u 公式节点公式节点u 事件结构事件结构常州信息职业技术学院常州信息职业技术学院 While LoopWhile Loop：可

21、以反复执行循环内的框图程序，可以反复执行循环内的框图程序，直到特定条件满足，停止循环。直到特定条件满足，停止循环。 dodo 循环体；循环体； while ( while (条件判断条件判断) ) 1、 While循环结构常州信息职业技术学院常州信息职业技术学院WhileWhile循环框图的创建和组成循环框图的创建和组成循环计数端循环计数端i i的初始值为的初始值为0 0，每执行一次循环自，每执行一次循环自动加动加1 1，条件端口用于判断循环是否执行，条件端口用于判断循环是否执行。 1、 While循环结构常州信息职业技术学院常州信息职业技术学院例例: : 使用使用WhileWhile循环显示

22、随机数序列。循环显示随机数序列。( (演示演示) ) 1、 While循环结构常州信息职业技术学院常州信息职业技术学院条件端子的不同作用方式灵活选择条件端子的不同作用方式灵活选择 条件为真时继续执行条件为真时继续执行 条件为真时停止循环条件为真时停止循环 ( (默认条件默认条件) ) 1、 While循环结构常州信息职业技术学院常州信息职业技术学院修改布尔开关（修改布尔开关（BooleanBoolean）的机械作用属性的机械作用属性 1、 While循环结构布尔开关的布尔开关的机械作机械作用选择用选择常州信息职业技术学院常州信息职业技术学院2、延时函数u为何需要延时为何需要延时? ? n控制循

23、环执行的频率控制循环执行的频率n使处理器有资源处理其他任务使处理器有资源处理其他任务 ( (如界面刷新等如界面刷新等) )uLabVIEWLabVIEW中常用的软件定时中常用的软件定时VIVIu注意注意: : 软件定时的精度通常为软件定时的精度通常为1ms1ms左右左右常州信息职业技术学院常州信息职业技术学院3、For循环结构u计数端子用于预设程序代码要重复执行的次数，重复端子计数端子用于预设程序代码要重复执行的次数，重复端子输出的数值为已经执行循环的次数输出的数值为已经执行循环的次数。常州信息职业技术学院常州信息职业技术学院4、条件结构常州信息职业技术学院常州信息职业技术学院4、条件结构布尔

24、型条件结构布尔型条件结构整型条件结构整型条件结构字符串型条件结构字符串型条件结构枚举型条件结构枚举型条件结构条件结构选择器端子数据类型条件结构选择器端子数据类型条件结构刚创建时，默认为布尔型条件结构刚创建时，默认为布尔型 。在使用条件结构时，选择。在使用条件结构时，选择器端子的数据类型必须与分支标签的数据类型一致器端子的数据类型必须与分支标签的数据类型一致 。条件输入。条件输入端的类型可以是布尔、整型、字符串、枚举型等。端的类型可以是布尔、整型、字符串、枚举型等。常州信息职业技术学院常州信息职业技术学院4、条件结构u浮点数不能作为条件选择器的值浮点数不能作为条件选择器的值。由于浮点运。由于浮点

25、运算存在固有的舍入误差，若浮点数连接到条件算存在固有的舍入误差，若浮点数连接到条件分支，分支，LabVIEWLabVIEW对其进行对其进行四舍五入四舍五入，变为，变为最接近最接近的偶数值的偶数值。红色的点红色的点常州信息职业技术学院常州信息职业技术学院4、条件结构注意默认分支的使用注意默认分支的使用常州信息职业技术学院常州信息职业技术学院4、条件结构分支标签内输入的表示方法及意义分支标签内输入的表示方法及意义 常州信息职业技术学院常州信息职业技术学院4、条件结构常州信息职业技术学院常州信息职业技术学院4、条件结构当错误簇连线到选择接线端当错误簇连线到选择接线端时时,条件结构只识别该簇的状条件结

26、构只识别该簇的状态布尔值态布尔值.错误时边框为红色,无错误时为绿色常州信息职业技术学院常州信息职业技术学院5、循环结构的自动索引功能u所谓自动索引功能是指循环结构具有的使循环框外面的数所谓自动索引功能是指循环结构具有的使循环框外面的数据成员逐个进入循环框，或者使循环框内的数据累积成一据成员逐个进入循环框，或者使循环框内的数据累积成一个数组后再输出到循环框外的特性。个数组后再输出到循环框外的特性。u循环结构左边框成为输入通道，而右边框则为输出通道。循环结构左边框成为输入通道，而右边框则为输出通道。通过直接把外部对象与循环框的内部对象相连，可以实现通过直接把外部对象与循环框的内部对象相连，可以实现

27、循环结构与外界代码交换数据，此时在输入或输出通道上循环结构与外界代码交换数据，此时在输入或输出通道上就会出现实心或空心的小方块，小方块的颜色跟通过循环就会出现实心或空心的小方块，小方块的颜色跟通过循环框的数据类型有关。框的数据类型有关。 u实心实心的小方块代表自动索引功能被的小方块代表自动索引功能被关闭关闭，空心空心的小方块则的小方块则代表自动索引功能代表自动索引功能开启开启。 常州信息职业技术学院常州信息职业技术学院5、循环结构的自动索引功能自动索引功能关闭自动索引功能关闭自动索引功能开启自动索引功能开启常州信息职业技术学院常州信息职业技术学院5、循环结构的自动索引功能常州信息职业技术学院常州信息职业技术学院6、移位寄存器u移位寄存器是移位寄存器是LabVIEWLabVIEW循环结构独具特色的附加对象，利循环结构独具特色的附加对象，利用移位寄存器可以在不同循环间传递数据，例如把当前循用移位寄存器可以在不同循环间传递数据，例如把当前循环完成的某个数据传递给下一次循环。环完成的某个数据传递给下一次循环。ForFor循环和循环和Wh