虚拟仪器实验系统集成2.docVIP

实 验 目 的: 1、系统集成包含以前5个子实验（掌握温度测量的硬件电路实现方法，以及测量所得信号的微机处理和显示方法；通过红绿灯控制系统的设计,掌握硬件电路设计方法;通过labview 软件的使用,掌握虚拟仪器系统的软件实现方法；掌握信号源发生器电路的基本设计方法，掌握信号源发生器的硬件电路实现方法，通过labview 软件的使用,掌握虚拟仪器系统的软件实现方法；学习、掌握电机速度调节与测试电路的设计方法，以及利用labview 设计相应虚拟仪器的方法；1.掌握光强的微机控制与检测电路设计的基本方法2.熟悉LabView 程序设计，以及其硬件接口LabJack 的功能和使用） 2、功能菜单化，人机界友好； 3、系统界面设计包含美学设计，即美观整洁，用户使用方便； 4、子系统功能及界线与2、3条要求一样； 5、实现网络功能发布，实现远程控制实验； 6、最终集成的系统能实现正常实验； 7、系统软件进行安装程序打包； 实 验 环 境: LabView labjack AD-J20测控实验箱 实 验 内 容 及 完 成 的 作 品 介 绍： 本课程实践内容为虚拟仪器实验系统集成，分为6个部分，分为温度与压力测量、红绿灯系统、信号源发生器、电机调速与测速、光强测量、虚拟仪器实验系统集成。 一 、温度和压力测量 温度和压力测量是利用半导体温度传感器AD590 构成的测温电路及LabJack 硬件接口测量温度信号并传入微机中；利用LabView 软件，设计虚拟仪器面板，将测得的信号通过显示器显示出来。 图1-1 图1-1为温度测量.vi的程序框图。其中，采用了条件结构，将原有的频谱特性图和时域图组合在一起，用组合框对所需要的图形进行选择。由于频谱图和时域图横坐标不统一，因此对波形图的属性节点中x标尺-名称标签的文本中进行对应的横坐标改动，使横坐标与其波形图相对应。 图1-2，1-3分别为压力的时域图显示波形和温度的频域图显示波形。在前面版中，对波形图的属性进行了改动，去除了所有网格，将底色改成白色，这样使得图形更加一目了然，方便了使用者对图形的分析。采用上凸圆形，下凹圆盒，上凸圆盒等对前面板进行修饰，使得前面板更加美观。 图1-3 二 、红绿灯系统 红绿灯系统设计完成红黄绿三个灯的定时转换程序，对于红灯和绿灯的显示时间可以随时调节，有三种亮灯模式，每个灯的剩余时间做倒计时处理。 图2-1 图2-1为红绿灯系统的程序框图，在设计中，采用商与余数将十位数和个位数的数值输入到对应的条件结构中，替代了原程序中的公式结点。为了使虚拟仪器的结果与现实更加符合，我们在原有程序的基础上将效果改进为黄灯不停的闪烁，仿真了现实交通灯中黄灯不停闪烁的效果。在黄灯的while循环中，由于受到定时器时间的约束，只能一秒运行一次，因此，将定时器改为0.1秒运行一次while循环，再将黄灯亮时的数值输入控件乘与10后加9，以均衡实验箱中数码管的显示时间。用选择比较控制黄灯的亮灭，并插入到黄灯数组中，使得红绿灯系统的前面板和实验箱中的黄灯同时闪烁。 图2-2,2-3,2-4为红绿灯系统运行结果图。前面板采用红绿灯真实图片，嵌入到布尔圆形指示灯中，使得运行效果富有真实感。同时采用了下凹圆盒及色彩调试等对前面板进行了修饰和美化，使得前面板整体诙谐美观。 图2-2 图2-3 图 2-4 三、信号源发生器 信号源发生器：前面板与程序框图：（如下图3-1、3-2所示） 该程序引进子AIburst.VI。输入端为通道、扫描个数、扫描频率、增益，通过子vi对由实验箱采集的数据进行处理。 由VI传输过来的数据为该时刻的输出电压，包括两个通道的，而实验程序只对一个通道进行处理。因此通过数组的一系列的出该通道数据采集的平均电压，子vi的输出口的实际扫描频率结合可得出波形。 该程序也可以将采集数据保存在前面所设置的所存储文件中。 界面设计采用边框背景图，对波形图进行了网格处理，使所显示出来的波形更加清晰，同时也采用了修饰和色彩的调节，使这个界面显得更加协调。 图3-1 四 、电机转速与测速的设计 通过设计电机电压驱动电路以及利用光电发射接收器件设计风扇转速测量电路，在运用labview设计软件设计转速控制和转速显示虚拟仪器面板，在源程序的基础上添加一些程序，实现了电机驱动及风扇的运行，在界面的停止按钮被按下时实现退出整个程序及关闭风扇运转，得到真正的退出程序。