虛擬儀器LabVIEW實驗報告

1、現(xiàn)代儀器設(shè)計LabVIEW實驗報告實驗內(nèi)容：1.熟悉LabView軟件操作方法2.了解LabView的一般編程方法3.虛擬信號發(fā)生器制作1.熟悉LabView軟件操作方法虛擬儀器（virtual instrumention）是基于計算機(jī)的儀器。虛擬儀器主要是將儀器裝入計算機(jī)。以通用的計算機(jī)硬件及操作系統(tǒng)為依托，實現(xiàn)各種儀器功能。虛擬儀器的研究中涉及的基理論主要有計算機(jī)數(shù)據(jù)采集和數(shù)字信號處理。目前在這一領(lǐng)域內(nèi)，使用較為廣泛的計算機(jī)語言是美國NI公司的LabVIEW。LabVIEW（Laboratory Virtual instrument Engineering）是一種圖形化的編程語言，它廣泛地

2、被工業(yè)界、學(xué)術(shù)界和研究實驗室所接受，視為一個標(biāo)準(zhǔn)的 數(shù)據(jù)采集和儀器控制軟件 。利用它可以方便地建立自己的虛擬儀器，其圖形化的界面使得編程及使用過程基本上不寫程序代碼，取而代之的是流程圖。前面板的設(shè)計需用控制模板。控制模板（Control Palette）用來給前面板設(shè)置各種所需的輸出顯示對象和輸入控制對象。每個圖標(biāo)代表一類子模板?？梢栽谇懊姘宓目瞻滋?，點擊鼠標(biāo)右鍵，以彈出控制模板。程序框圖的設(shè)計需用功能模板。功能模板(Functions Palette)是創(chuàng)建流程圖程序的工具，只有打開了流程圖程序窗口，才能出現(xiàn)功能模板。功能模板該模板上的每一個頂層圖標(biāo)都表示一個子模板?？梢渣c擊“窗口”“顯示程

3、序框圖”打開，也可以在流程圖程序窗口的空白處點擊鼠標(biāo)右鍵以彈出功能模板。流程圖上的每一個對象都帶有自己的連線端子，連線將構(gòu)成對象之間的數(shù)據(jù)通道。不是幾何意義上的連線，因此并非任意兩個端子間都可連線，連線類似于普通程序中的賦值。數(shù)據(jù)單向流動，從源端口向一個或多個目的端口流動。不同的線型代表不同的數(shù)據(jù)類型。下面是一些常用數(shù)據(jù)類型所對應(yīng)的線型和顏色：2.了解LabView的一般編程方法1) 前面板的設(shè)計，用戶可以利用控制模板和工具模板中加入輸入控制器和輸出指示器；2) 框圖程序的設(shè)計，框圖程序的設(shè)計主要是對節(jié)點、數(shù)據(jù)端口和連線的設(shè)計；3) 程序調(diào)試，調(diào)試程序，排除程序執(zhí)行過程中可能遇到的錯誤。下面舉

4、例說明：1.啟動LabVIEW，選擇文件菜單，單擊新建VI，保存該VI。查看前面板窗口和程序框圖窗口。前面板窗口對應(yīng)的選板為控件選板，若控件選板未顯示，可以單擊查看菜單中的控件選板，也可在前面板窗口的空白處單擊鼠標(biāo)右鍵。前面板上的輸入控件相當(dāng)于物理儀器的輸入裝置，為VI 的程序框圖提供數(shù)據(jù)。程序框圖對應(yīng)的選板為函數(shù)選板，包含用于控制前面板對象的各種VI 和結(jié)構(gòu)。2.在函數(shù)選板的Express組中，單擊選擇輸入-仿真信號，在程序框圖空白處單擊鼠標(biāo)左鍵，即可將仿真信號控件放置到程序框圖中。在彈出的配置窗口中將信號類型設(shè)置為正弦波，頻率為50，幅值為1。選中添加噪聲項，噪聲類型為均勻白噪聲，噪聲幅值

5、為0.2，其余選項不變，單擊確定。3.將鼠標(biāo)放置在仿真信號上，然后向下拉動，直到出現(xiàn)噪聲幅值選項為止，如下圖所示。 4.在控件選板中新式組里面數(shù)值中選擇旋鈕控件，并將其放置在前面板上，將控件的標(biāo)題改為信號幅值，同理產(chǎn)生一個標(biāo)題為信號頻率和標(biāo)題為噪聲幅值的旋鈕控件，并將信號頻率的輸入范圍改為0-100。通過前面板窗口菜單欄下面的工具欄中的對齊對象和分布對象工具將控件排列對齊。在程序框圖中分別將信號幅值、信號頻率、噪聲幅值控件跟仿真信號控件的對應(yīng)項相連。實驗結(jié)果如下圖所示。5.在前面板中的Express組中的圖形顯示控件，單擊波形圖控件，并將其放置在前面板上。在程序框圖中將仿真信號控件的正弦與均勻

6、噪聲輸出項跟圖形顯示控件相連。運(yùn)行該VI程序，實驗結(jié)果如下圖所示。通過調(diào)整對應(yīng)旋鈕的值即可控制產(chǎn)生的正弦波的頻率和幅值大小，也可以調(diào)整噪聲信號的幅值大小。調(diào)整不同旋鈕的大小以更更加清楚地觀察仿真得到的信號。3.虛擬信號發(fā)生器制作 本實驗波形信號由公式產(chǎn)生，通過1000次for循環(huán)和編輯公式節(jié)點，產(chǎn)生所需要的正弦波。正弦波公式節(jié)點內(nèi)容：y=A*sin(w*i+p); y為輸出縱坐標(biāo)值，A為輸入幅值，w為與輸入頻率轉(zhuǎn)化成的角頻率，p為輸入相位轉(zhuǎn)化成的初始相位。1. 先新建VI，在前面板添加三個旋鈕，分別將標(biāo)簽改為“頻率”，“幅值”，“占空比”，添加一個波形圖，文本下拉列表按鈕，和一個停止按鈕。2.

7、 編輯文本下拉列表按鈕，在屬性的編輯項中添加“正弦波”一項內(nèi)容，并將圖標(biāo)標(biāo)簽改為“波形選擇”。3. 程序框圖中，通過“結(jié)構(gòu)”欄插入“while”，“case”置入合適位置，在“case”右鍵鼠標(biāo)添加分支，再與波形選擇圖標(biāo)相連。4. 在“case”內(nèi)部，通過編輯“for”循環(huán)和公式節(jié)點以及數(shù)學(xué)運(yùn)算，產(chǎn)生相應(yīng)的波形信號。5. 將程序框圖中的各旋鈕圖標(biāo)連入case結(jié)構(gòu)中6. 程序框圖中添加“等待時鐘”，并將其左端連接常量“1000”，stop按鈕與while循環(huán)的停止圖標(biāo)連接。7. 查看“運(yùn)行”圖標(biāo)能否運(yùn)行，若無提示錯誤，則選擇連續(xù)運(yùn)行，觀察各波形信號是否標(biāo)準(zhǔn)，調(diào)節(jié)各旋鈕看能否改變波形信號的相應(yīng)參數(shù)，切換波形并重復(fù)操作，若設(shè)計符合要求，則保存實驗現(xiàn)象截圖。8. 保存VI. 波形選擇下拉列表按鈕選擇“正弦波時”，前面板現(xiàn)象截圖如下正弦波的程序框圖如下4.小結(jié)：通過本實驗的設(shè)計制作，我對labview的操作更加熟練并有了更深的了解，并能進(jìn)行簡單程序設(shè)計，完成既定目標(biāo)。通過編輯公式節(jié)點和for循環(huán)結(jié)構(gòu)來產(chǎn)生波形信號，我對信號的發(fā)生方式以及各信號的特征有了更全面的認(rèn)識。在不斷