完整版虛擬儀器LABVIEW大作業(yè)

1、LABVIEW 回聲探測(cè)器實(shí)驗(yàn)作業(yè)電氣信息學(xué)院自動(dòng)化093回聲探測(cè)器LabVIEW是由美國(guó)國(guó)家儀器公司創(chuàng)立的功能強(qiáng)大而又靈活的儀 器和分析軟件應(yīng)用開發(fā)工具.它是一種基于圖形化的、用圖標(biāo)來(lái)代替 文本行創(chuàng)立應(yīng)用程序的計(jì)算機(jī)語(yǔ)言.在以PC為根底的測(cè)量和工控軟件中,LabVIEW的市場(chǎng)普及率僅此次于 C+/C語(yǔ)言.LabVIEW已經(jīng)廣 泛地被工業(yè)界、學(xué)術(shù)界和研究實(shí)驗(yàn)室所接受,被公認(rèn)為是標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù) 采集和儀器限制軟件,LabVIEW使用的編程語(yǔ)言是G語(yǔ)言.G語(yǔ)言用 圖表表示函數(shù),用連線表示數(shù)據(jù)流向.這次編程所用的是較新版本的 LabVIEW 8.5.一. 設(shè)計(jì)目的：該實(shí)驗(yàn)基于labview8.5虛擬平臺(tái)

2、,使用圖形語(yǔ)言編程, 由回聲發(fā)生器子VI產(chǎn)生回聲信號(hào),通過(guò)回聲探測(cè)器進(jìn)行探測(cè)分析. 本實(shí)例利用兩個(gè)波形圖來(lái)分別顯示回聲信號(hào)和回聲探測(cè)信號(hào),并對(duì)這兩個(gè)信號(hào)進(jìn)行比對(duì)分析.本實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)主要內(nèi)容包括三個(gè)局部：回聲產(chǎn)生局部,回聲探測(cè)部分,和結(jié)果顯示局部.回聲探測(cè)器實(shí)例的前面板如圖1:圖11. 程序框圖主要功能模塊介紹：如圖2回聲探測(cè)器實(shí)例的程序框圖主要有四個(gè)功能模塊組成,分別為回聲產(chǎn)生子 Vi功能模塊,回聲探測(cè)功能模塊,結(jié)果顯示功能模塊, While循環(huán)功能模塊,下面對(duì)每個(gè)功能塊實(shí)現(xiàn)的具體處理功能和任務(wù)進(jìn)行詳細(xì)介紹.圖21>.回聲產(chǎn)生子VI功能模塊回聲產(chǎn)生子VI功能模塊用來(lái)產(chǎn)生回聲信號(hào),此子 VI命

3、名為回聲產(chǎn)生器.vi,圖3給出了回聲產(chǎn)生子VI功能圖回聲信號(hào)圖3該子Vi主要用來(lái)產(chǎn)生回聲信號(hào),可將該模塊產(chǎn)生的信號(hào)輸入相應(yīng)的 波形圖和回聲探測(cè)功能模塊中.另外,該子 VI可以通過(guò)改變輸入控 件的參數(shù)來(lái)產(chǎn)生不同的信號(hào).2>.回聲探測(cè)功能模塊回聲探測(cè)功能模塊的功能是通過(guò)“快速希爾伯特變換,“實(shí)部 虛部至極坐標(biāo)轉(zhuǎn)換和“白然對(duì)數(shù)等一系列函數(shù)節(jié)點(diǎn)的運(yùn)算,將回 聲產(chǎn)生子VI功能模塊產(chǎn)生的回聲信號(hào)信息特征探測(cè)出來(lái),“快速希爾 伯特變換函數(shù)變換是在 FFT函數(shù)進(jìn)行傅立葉變換的根底上執(zhí)行離 散希爾伯特變換的.其調(diào)用路徑是“函數(shù)一一信號(hào)處理一一變換一一快速希爾伯特變換.“實(shí)部虛部至極坐標(biāo)轉(zhuǎn)換函數(shù)是將一復(fù)數(shù)坐

4、標(biāo)的直角坐標(biāo)形式 轉(zhuǎn)換成極坐標(biāo)形式,本例利用該函數(shù)將兩個(gè)直角坐標(biāo)系的數(shù)組轉(zhuǎn)換為 極坐標(biāo)形式,其調(diào)用路徑是“函數(shù)一一編程一一數(shù)值一一復(fù)數(shù)一一實(shí) 部虛部至極坐標(biāo)轉(zhuǎn)換.“白然對(duì)數(shù)函數(shù)是計(jì)算輸入數(shù)值的白然對(duì)數(shù)值,其調(diào)用路徑是“函數(shù)一一數(shù)學(xué)一一初等與特殊函數(shù)一一白然對(duì)數(shù) 圖4給出了三個(gè)函數(shù)的接線端子：自然對(duì)數(shù)aHiLbertKXHilbert錯(cuò)詼 ''快速希爾伯特變換圖43rTin早實(shí)部虛部至極坐標(biāo)轉(zhuǎn)換圖43>.結(jié)果顯示功能模塊結(jié)果顯示功能模塊是,將回聲信號(hào)和回聲探測(cè)信號(hào)的結(jié)果以波形圖 的形式直觀的顯示出來(lái),這主要通過(guò)對(duì)前面板的波形圖控件來(lái)實(shí)現(xiàn). 顯示功能模塊如圖5.回聲探測(cè)曲線0

5、時(shí)間4>.While循環(huán)功能模塊While循環(huán)功能模塊是通過(guò)限制循環(huán)條件,實(shí)現(xiàn)回聲信號(hào)和回聲探測(cè)的實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)與輸出顯示, While循環(huán)的條件是接線端接入的是一 個(gè)布爾變量停止控件,當(dāng)布爾值為“真時(shí),即在前面板單擊“停 止按鈕時(shí),循環(huán)停止；否那么循環(huán)一直進(jìn)行.此時(shí),通過(guò)前面板的輸 入控件該改變產(chǎn)生回聲的參數(shù),即實(shí)現(xiàn)回聲探測(cè)的調(diào)節(jié)與顯示.二. 回聲探測(cè)器設(shè)計(jì)實(shí)例的設(shè)計(jì)主要可以分為以下幾個(gè)步驟 ：1. 程序框圖的設(shè)計(jì),包括回聲產(chǎn)生子 VI的設(shè)計(jì),回聲探測(cè)器的設(shè) 計(jì)和While循環(huán)的設(shè)計(jì).2. 圖形顯示界面的設(shè)計(jì),即在程序框圖的主要設(shè)計(jì)根底上,在前 面板上添加相應(yīng)的輸入控件,波形圖顯示控件,以及

6、其他操作控 件.3. 前面板界面布局即顯示部件的屬性設(shè)置,包括對(duì)前面板進(jìn)行的 整體布局規(guī)劃設(shè)計(jì),以及對(duì)局部圖形顯示控件進(jìn)行相關(guān)的外觀屬 性設(shè)置.步驟：1.創(chuàng)立回聲產(chǎn)生子Vi1>在前面板中放入6個(gè)數(shù)值輸入控件,并按圖6分別命名和合理2>.在回聲產(chǎn)生子VI程序框圖中放入“ For循環(huán)節(jié)點(diǎn),兩個(gè)“加 法函數(shù)節(jié)點(diǎn),一個(gè)“取負(fù)數(shù)函數(shù)節(jié)點(diǎn)和“倒數(shù)函數(shù)節(jié)點(diǎn),四個(gè)“乘法函數(shù)節(jié)點(diǎn),一個(gè)“【丫】=【i-N】函數(shù)節(jié)點(diǎn),然后再 在for循環(huán)函數(shù)節(jié)點(diǎn)方框邊上添加移位存放器,并且在邊緣上輸 入數(shù)值常量,然后按圖7接線和合理布局.圖7回聲產(chǎn)生子Vi的程序框圖設(shè)計(jì)2. 探測(cè)程序前面板的設(shè)計(jì)1 >.在前面板中

7、放入一個(gè)數(shù)值輸入控件命名為采樣數(shù),放置四個(gè) 垂直指針滑動(dòng)桿控件,并按圖命名.2>.在前面板放兩個(gè)波形圖控件,按圖命名和進(jìn)行參數(shù)設(shè)置,合理 布局完成探測(cè)程序前面板設(shè)計(jì).圖8探測(cè)程序前面板設(shè)計(jì)3. 回聲探測(cè)程序框圖設(shè)計(jì)1>.首先調(diào)出子Vi接著放入實(shí)部虛部至極坐標(biāo)轉(zhuǎn)換,快速希爾伯特變換,白然 對(duì)數(shù),其路徑見程序框圖主要功能模塊介紹,合理布置控件并按 圖接線,完成回聲探測(cè)程序框圖的設(shè)計(jì)圖9回聲探測(cè)程序框圖的設(shè)計(jì)4. 完整程序框圖設(shè)計(jì)1>.在程序框圖設(shè)計(jì)窗口中放入 While循環(huán)結(jié)構(gòu)和停止按鈕,將停 止按鈕與While循環(huán)的條件接線端相連.2>.在While循環(huán)結(jié)構(gòu)中放入等待函數(shù)

8、節(jié)點(diǎn)并給他創(chuàng)立常量.3>.回到前面板設(shè)計(jì)窗口下對(duì)其進(jìn)行排列布局和美觀設(shè)計(jì),然后對(duì)其命名保存,至此回聲探測(cè)器實(shí)例設(shè)計(jì)完成.5. 運(yùn)行結(jié)果單擊前面板工具欄上的運(yùn)行按鈕,在回聲探測(cè)器的運(yùn)行界面上 可以觀察到回聲信號(hào)和回聲探測(cè)的圖形顯示.通過(guò)改變各輸入控 件中的值,可以觀察到產(chǎn)生的回聲信號(hào)和回聲探測(cè)隨之發(fā)生相應(yīng) 的變化.單擊“停止按鈕,程序運(yùn)行結(jié)束,其運(yùn)行結(jié)果見以下圖 10.2 fli * - * -(.I10回聲探測(cè)器實(shí)例的運(yùn)行界面及結(jié)果三. 白身心得和體會(huì)1. 通過(guò)LabVIEW的學(xué)習(xí)使用熟悉到它的界面編程簡(jiǎn)潔化、功能很強(qiáng)大、支持硬件編輯,并且圖形化編程語(yǔ)言易懂.2. 其實(shí)這門課剛開始也沒(méi)怎么好好學(xué),一直到課結(jié)束就會(huì)簡(jiǎn)單的算術(shù) 算法和 While、For循環(huán)編程.但是通過(guò)這次大作業(yè)使我對(duì) LabVIEW 有了跟多的了解而且也知道它以在研究領(lǐng)域當(dāng)中用的比較多.3. 在做的過(guò)程當(dāng)中需要一個(gè)數(shù)組常量控件, 但是我在控件里仔細(xì)的找