Labview,实验报告

　 J I A N G S U

　U N I V E R S I T Y

　 《虚拟仪器技术》

　实验报告

　专

　业：

　测控技术与仪器

　班

　级：

　 测控 1301

　姓

　名：

　徐鹏

　学

　号：

　 3130302010

　2015 年

　 1 月

　精选文库 — 1 实验一 一

　 熟悉 LabVIEW 软件的开发环境 一、

　实验 内容 1． LABVIEW 启动的初始化界面的 6 个选项功能； 2． 熟悉创建应用程序窗口的菜单条和工具条； 3． 熟悉 LABVIEW 的控件模板； 4． 熟悉 LABVIEW 的函数模板； 5． 熟悉 LABVIEW 的工具模板。

　二、

　实验 需完成的作业

　随机数发生器。

　精选文库 — 2 实验二 二

　 前面板设计

　一、

　实验 内容 1． 前面板对象设计方法和属性配置； 2． 前面板对象的大小和颜色的变化； 3． 前面板对象位置、排列及装饰效果的设计； 4． 前面板对象快捷键设置； 5． 定制前面板控件及调用控件。

　二、

　实验 需完成的作业 1． 前面板控件的生成及大小颜色的改变

　 2． 控件的自动排列及装饰

　精选文库 — 3

　3． 分配快捷键（附程序）

　 4． 自定制控件及调用

　精选文库 — 4 实验三 三

　编辑程序代码

　一、

　实验 内容 1． 代码图标创建及调整； 2． 代码图标的自动和手工连线； 3． 创建程序图标及接口板； 4． 调用子程序。

　二、

　实验 需完成的作业 1． 编辑一程序，调用子程序，子程序图标自定义

　2． 用 LABVIEW 的基本运算函数编写以下算式的程序代码。

　63 5 31683 10076 25 1022 57 28   

　32 1 . 8 2 . 7 381 1253178   

　精选文库 — 5

　3． 利用摄氏温度与华氏温度的关系℃＝5（℉－32）/9 编写一个程序，求华氏温度（℉为 32°，64°，4°，98.6°，104°，212°时的摄氏温度。

　精选文库 — 6 实验四 四 数组、簇和字符串

　一、

　实验 内容 1． 数组的创建及常用数组函数的使用 2． 簇创建及常用簇函数的使用 3． 字符串函数的使用 二、

　实验 需完成的作业 1． 创建一个 2 行 3 列的二维数组控制件，为数组成员赋值如下：

　1.00

　2.00

　3.00

　 4.00

　5.00

　6.00

　 2． 用数组函数将习题 1 创建的二维数组改为一个一维数组，成员为

　1.00

　2.00

　3.00

　4.00

　5.00

　6.00

　 3． 用数组函数创建一个二维数组显示件，成员为：

　精选文库 — 7

　 1.00

　2.00

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　1.00

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　 4.00

　5.00

　6.00

　1.00

　2.00

　3.00

　 4． 用数组函数求出习题 3 创建的数组的大小

　 5． 编程将习题 3 创建的数组转置为：

　1.00

　2.00

　3.00

　4.00

　 2.00

　3.00

　4.00

　5.00

　 3.00

　4.00

　5.00

　6.00

　 4.00

　5.00

　6.00

　1.00

　 5.00

　6.00

　1.00

　2.00 6.00

　1.00

　2.00

　3.00

　精选文库 — 8 实验五 五 结

　构 构

　一、

　实验 内容 1． For 循环结构 2． While 循环结构 3． 选择结构 4． 顺序结构 5． 公式节点 二、

　实验 需完成的作业 1． 用 For 循环产生 4 行 100 列的二维数组，数组成员如下：

　1，2，3……100

　100，99，98……1

　6，7，8……105

　105，104，103，……6 从这个数组中提取出 2 行 50 列的二维数组，数组成员如下：

　50，49，48……1

　56，57，58……105

　 2． 产生 100 个随机数，求最小值和平均值。

　精选文库 — 9

　3． 求 100 个随机数的最大值。

　 4． 用随机数函数连续产生 0-1 的随机数，求这些随机数的平均值达 0.5 时所循环的次数及时间。

　 5． 编程实现 While 循环，先检查条件端口再执行代码。

　精选文库 — 10 6． 猴子吃桃子，每天吃全部桃子的一半零一个，到第 10 天剩一个桃子，编程求第一天猴子摘了多少桃子。

　 7． 编程求“水仙花数”。“水仙花数”指一个三位数，它的各位数字立方和等于它本身，例如：3 3 31 7 3 371   

　精选文库 — 11 实验六 六

　图形显示

　一、

　实验 内容 1． 常用的图形显示件 Waveform Chart 和 Waveform Graph 的功能

　图 6-1

　Waveform Graph 的图形控件

　图 6-2

　Waveform chart 的图形控件 2． 图片子模板的使用 曲线图例 刻度图例 (Scale Legend) 图形模板 (Graph Palette) 光标图例 (Cursor Legend) 标签(Label) 说明 (Caption) 数字显示 （Digital Display）

　精选文库 — 12 二、

　实验 需完成的作业 板 用图片显示子模板 Picture.Ctl ，画出一张脸。

　 三、

　编程作业 1. 编程求 Josephus 问题：m 个小孩围成一圈，从第一个小孩开始顺时针方向每数到第 n 个小孩时这个小孩就离开，最后剩下的一个小孩是胜利者。求第几个小孩是胜利者。

　 2. 编程求 1000 内的“完数”。

　“完数”指一个数恰好等于它本身的因子之和。例如

　精选文库 — 13 28=14+7+4+2+1

　 3. 创建一个 VI，实现对按钮状态的指示和按钮“按下”持续时间的简单计算功能，按下按钮时，对应的指示灯亮，对应的数字量显示控件中开始计时。松开按钮时，指示灯灭，计时停止。

　 4. 温度报警程序，当温度值大于 30 则报警，小于-25 则退出运行状态。

　 5. 设计一评分程序，输入不同的分数会得到不同的评论。分数小于 60，“警告”指示灯会亮起来，同时显示字符串“你没有通过考试！”；分数在 60~99 之间，“通过”指示灯会

　精选文库 — 14 亮起来，同时显示字符串“你考试通过了！”；分数为 100，“恭喜”指示灯会亮起来，同时显示字符串“你是第一名!”;如果输入为 0~100 以外的数字，会有错误提示，同时显示字符串“错误！”。

　6. 建立一个实现计算器功能的 VI。前面板有数字控制件用来输入两个数值，有数值显示件用来显示运算结果。运算方式有加、减、乘、除，可用一个滑动条实现运算方式的设定。

　 7. 用顺序结构实现数值匹配：输入 1~100 之间的任意 1 个整数，然后系统随机产生 1~100之间的整数，直到和预先输入的整数一样，然后输出匹配的次数和时间。

　8. 建立一个 VI，只用一个公式节点计算下面的方程。

　y1=x*x*x+x*x-3*x+7

　y2=x*x-m*x+b

　精选文库 — 15

　 9. 在“XY 图”控件中显示半径分别为 1 和 2 的同心圆。

　10. 在一个波形图表中显示 3 条随机数组成的曲线，分别用红、绿、蓝 3 种颜色表示，其取值范围分别为 0~1、 1~5 和 5~10。

　精选文库 — 16

　实验一．温度测量 实验原理：

　1. 本实验的热敏电阻阻值与温度关系为

　其中：

　R1、R2 为绝对温度下 T1、T2 时的电阻值（kΩ）；B：B 值（K）

　 实验所用热敏电阻 B=3470(K)，T=298K 时，R=5K。与一 3K 电阻分压得 5)]2981 1( 3470 [ 5 33   TEXPV

　对上式进行曲线拟合可近似得到温度与电压的线性关系

　 T=23.68*V-19.59 (O C) 2、热敏电阻RT1构成的测温电路图如下图所示：

　热敏电阻RT1与R1串联分压，电路输出电压与温度成正比。

　3、测量电路输出的模拟电压通过U18 接口转化为数字信号输入PC机，这一AD 转换功能由U18 硬件平台提供，U18软件内的U18 软件功能模块实现硬件接口的驱动和通信及信号处理等基本功能的实现。

　4. 如图所示，当温度变大时，热敏电阻RT1电阻变小，在分压点产生一线性电压，经电压跟随器保持后，经过LM324进行一级和二级放大，输出一个正向、与温度变化大小成正比的线性电压。

　精选文库 — 17 实验步骤：

　1． 接线：用DB37电缆将实验板的模拟口XS1与采集卡的模拟口XS1连接。

　2． 调节硬件测温电路中的RX1电位器阻值，从而调节输入信号幅度和电路的放大倍数，确定电路的电压输出幅度与温度变化之间的比例关系。

　3． 最终结果是：当温度升高时，响应的电压显示曲线也响应增大；反之亦然，当温度降低时，响应的电压显示曲线也响应减小。

　4． 利用labview 软件的设计平台及U18 提供的功能模块，设计温度监测及显示用虚拟仪器。

　软件流程:

　说明：由于电路中反馈大于1，所以在数据处理时 b CH a T    0 中，a应大于23.68，通过调节RX1校正。

　 初始化设备 初始化 AD 部件 读取模拟口 CH0 数据 数据处理 释放 AD 部件 是否结束 Y N 释放设备

　精选文库 — 18

　 Labview 面 板图：

　Labview流程图：

　思考题：怎样确定温度为实际实时温度？ 将热敏电阻置于常温下，运行程序得到温度值与实际温度比较，将热敏电阻升到一定温度，保持恒定，得到另一温度值并与实际温度比较，如果两次温度都相同，则此程序可以实时检测温度值。（实际温度可用家用温度显示计观察得到）

　精选文库 — 19 实验五. 模拟电梯工作（步进电机）

　实验原理：

　1. 本实验使用的步进电机用直流+12V 电压，电机线圈由A、/A、B、/B 四相组成。

　 2. 驱动方式为四相四拍方式,各线圈通电顺序如下表。表中首先向A 线圈输入驱动电流， 接着/A、B、/B 线圈驱动，最后又返回到A 线圈驱动，按这种顺序切换，电机轴按顺时针方向旋转。若通电顺序相反，则电机轴按逆时针方向旋转。（注：为提高步进电机负载能力和运行平稳可使用四相八拍驱动方式。）

　四相四拍

　四相八拍 3．电路原理 图:a.步进电机的原理图

　 0 1 2 3 4 5 6 7 A 1 1 0 0 0 0 0 1 /A 0 1 1 1 0 0 0 0 B 0 0 0 1 1 1 0 0 /B 0 0 0 0 0 1 1 1

　精选文库 — 20

　 DO3-DO6 分别控制电机的四相，“1”代表该相加电流工作。霍尔元件T1-T8 检测旋转臂的位置，旋转臂上带有一磁钢，当霍尔元件输出为“0”代表旋转臂到了它的上方，经74HC14整形反向后，连接至DI0— DI7，即当DI0— DI7 某一位检测到“1”的时候代表旋转臂到了某一霍尔元件的上方。

　 实验步骤：

　1．接线：用电缆将实验板数字口XS2与采集卡数字口XS2连接。

　2．调试与结果：控制DO3－DO6 使步进电机旋转，当霍尔元件检测到磁钢时，对应的LED点亮，并通过U18的DI0-DI7传入PC，经处理后控制U18 的DO7~DO13 端的高或低电平状态，通过数码管显示对应数值。

　3．软件设计：用labview 编程来模拟8 层电梯的工作过程。

　精选文库 — 21 软件流程

　 说明：步进电机的驱动可采用 for loop 嵌套 CASE 实现。

　 初始化设备 驱动方式 TURE FALSE 四相四拍 四相八拍 依 序 输 出 至DO3-DO6 控制步进电机 读入 DI0-DI7 的数据，转换为整型 A A=0?楼层 N 不变 Y N=log 2 A+1 七段译码输出至 DO7-DO14 是否结束 释放设备 Y N

　精选文库 — 22 w Labview 面板图：

　w Labview 流程图

　精选文库 — 23

　思考题：理解四相四拍、四相八拍的含义？ 四相是说步进电机中有四组线圈。四拍是说步进电机 A，B，C，D 四组线圈的通电时序，四拍的驱动正转通电顺序为 A-B-C-D-A-B-C-D-A-……循环往复，-A-B-C-D-四拍为一个循环周期。八拍的通电时序，A-AB-B-BC-C-CD-D-DA-A。

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