虚拟仪器实验指导书2015(汉化).doc

《虚拟仪器技术》 实验指导书 编制 吴宏志 倪宏昭 中国矿业大学机电工程学院机电综合实验中心 2015年10月 《虚拟仪器技术》实验指导书 一．课程简介 虚拟仪器技术是为测控、机械电子、机械工程及自动化等专业本科生开设的一门选修课。本课程主要介绍LabVIEW编程软件，如何创建虚拟仪器、进行数据采集、以及对所采集的信号进行分析，培养学生了解和掌握在计算机上建立自己的测控仪器的方法和技术，目的在于使学生了解和掌握国内外测控技术的发展趋势，培养学生解决工程实际问题的能力。 二．课程实验目的与要求 实验目的：培养学生了解和掌握在计算机上建立自己的测控仪器的方法，掌握应用LabVIEW软件编程的技术。 为保证实验顺利进行，要求学生初步掌握计算机软件编程技术。 三．实验方式与注意事项 实验方式：学生独立在计算机上进行LabVIEW软件编程，创建和编辑VI，运行和调试VI程序，进行数据采集和信号分析。 四．实验报告要求 每个实验均应撰写实验报告。实验报告内容应包括：实验名称、目的、内容、实验结果分析等。设计性实验鼓励学生以小论文形式整理和撰写实验报告。 实验（1-1）使用For循环 目的： 1．了解虚拟仪器的编程过程，熟悉前面板和流程图的界面环境； 2．了解工具模板、控制模板和函数模板的使用； 3．掌握For循环及其移位寄存器使用方法。 内容： 用For循环和移位寄存器计算正整数的阶乘。 步骤： １．打开一个新的显示前面板，按照下图创建对象。 将一个“数字显示对象”放在前面板，设置它的标签为“乘积”。 将一个“数值输入控件”放在前面板，设置它的标签为“正整数”；将另一个“数值输入控件”的标签设置为初始值。将一个“数值显示控件”放在前面板，设置它的标签为“乘积”。 图1－1　实验1－1的面板和流程图 ２．打开流程图按照上图对其创建。 ３．在“显示程序框图”中放置一个For循环（Functions?Structures）。 ４．在For循环的边框处单击鼠标右键，在快捷菜单中选择替换为移位寄存器。 ５．将下列对象添加到“显示程序框图”。 在这个练习中需要将移位寄存器的初始值设成1。 由于循环数i是从0至n-1，所以程序中要有模块，从而进入乘法器的数值是从1～n。 正整数（Functions?Numeric）——For循环需要知道需要执行的次数。本练习中是要求阶乘的正整数。 ６．按照上图连接各个端子。 ７．运行该VI。 ８．将该VI保存为LabVIEW\Activity 目录下。 实验（1-2）用While循环设计平均数滤波器 目的： 1．了解虚拟仪器的编程过程，熟悉前面板和流程图的界面环境； 2．了解工具模板、控制模板和函数模板的使用； 3．掌握While循环及其移位寄存器使用方法。 内容： 利用While循环及其移位寄存器进行数据滤波。 在While循环框架中产生一个随机数，然后将这个随机数与前三次循环所产生的随机数求平均值，最后将平均值送到前面板上显示。利用移位寄存器可得到前三次循环产生的随机数。 步骤： 1．在前面板上创建各个控件如图。 图1-2 实验1-2的前面板 2．用工具模板中的文字编辑控件将图形纵坐标的范围改为从0到1。 3．创建流程图如下： 图1-3 实验1-2的流程图 在流程图中添加While循环并创建移位寄存器。 右键单击While循环的左边或右边边框，在弹出的菜单中选择Add Shift Register。 右键单击While循环的左边框，在弹出的菜单中选择“添加元素”，重复一次，又添加了两个寄存器元素，共计3个寄存器元素。 算术与比较-Express数值-复合运算（+），增加输入，右键弹击并在弹出的菜单中选择“增加输入”至4输入，从而得到 注意VI用随机数对寄存器进行初始化，如果不对寄存器的终值进行初始化，它包含的是默认值或前面运行的结果值，所以最初的几个平均值没意义。 5．运行该VI观察结果。 6．保存VI为Random Average.vi，路径 LabVIEW\Activity。 实验（1-3）顺序结构的使用 目的：了解和掌握顺序结构的使用方法 内容：用FOR循环产生长度为2000的随机波形，并计算所用时间。 步骤： 这是典型的顺序结构应用。 第一步确定FOR循环开始前的系统时间；第二步运行FOR循环；第三步确定FOR循环结束后的系统时间；最后两式相减即得FOR循环的运行时间。 创建流程图如下： 图1-4 实验1-3的流程图 前面板如下： 图1-5 实验1-3的前面板 运行该VI，改变循环次数观察运行时间。 实验（2-1）创建一个数组具有自动索