LabVIEW课程设计

1、LabVIEW课程设计题目：Express XY图绘制曲线姓 名：但汉青专业班级：2012级信息技术02班学 号：12051102052013年12月7日目录绪论1第一章 前言31.1课程设计的题目31.2课程设计要求 31.3课题分析31.4设计目的5第二章仪器方案设计62.1解决问题的思路62.2前面板设计 72.3源代码设计82.4程序运行及结果9第三章心得体会10第四章参考文献12绪论虚拟仪器技术就是利用高性能的模块化硬件，结合高效灵活的软件来完成各种测试、测量和自动化的应用。自1986年问世以来，世界各国的工程师和科学家们都已将NI LabVIEW图形化幵发工具用于产品设计周期的各个

2、环节，从而改善了产品质量、缩短了产品 投放市场的时间，并提高了产品幵发和生产效率。使用集成化的虚拟仪器 环境与现实世界的信号相连，分析数据以获取实用信息，共享信息成果， 有助于在较大范围内提高生产效率。虚拟仪器提供的各种工具能满足我们 任何项目需要。美国国家仪器公司NI (National Instruments )最早提出的虚拟测量仪器(VI)概念，引发了传统仪器领域的一场重大变革，使得计 算机和网络技术得以长驱直入仪器领域，和仪器技术结合起来。“软件即是仪器”这是NI公司提出的虚拟仪器理念的核心思想。从这一 思想出发，基于电脑或工作站、软件和 I/O部件来构建虚拟仪器。I/O部 件可以是独

3、立仪器、模块化仪器、数据采集板( DAQ)或传感器。虚拟仪器(virtual instrumention )是基于计算机的仪器。计算机和仪 器的密切结合是目前仪器发展的一个重要方向。粗略地说这种结合有两种 方式，一种是将计算机装入仪器，其典型的例子就是所谓智能化的仪器。 随着计算机功能的日益强大以及其体积的日趋缩小，这类仪器功能也越来 越强大，目前已经出现含嵌入式系统的仪器。另一种方式是将仪器装入计 算机。以通用的计算机硬件及操作系统为依托，实现各种仪器功能。虚拟 仪器主要是指这种方式。LabVIEW是一种程序幵发环境，由NI公司研制幵发的，类似于 C和BASIC幵发环境，但是LabVIEW与

4、其他计算机语言的显著区别是：其他计 算机语言都是采用基于文本的语言产生代码，而LabVIEW使用的是图形化编辑语言编写程序，产生的程序是框图的形式。LabVIEW提供很多外观与传统仪器（如示波器、万用表）类似的控件，可用来方便地创建用户界面。 用户界面在LabVIEW中被称为前面板。使用图标和连线，可以通过编程对 前面板上的对象进行控制。这就是图形化源代码，又称G代码。LabVIEW的图形化源代码在某种程度上类似于流程图，因此又被称作程序框图代 码。相对于传统的标准仪器来说，LabVIEW由于是基于软件的，所以提供了更大的灵活性。通过LabVIEW幵发的虚拟仪器是由用户而不是仪器生产 商定义仪

5、器功能的。一台计算机、数采板卡和LabVIEW的结合就能够变成 一个可配置的虚拟仪器来完成用户设定的任务。通过LabVIEW就可以用传统仪器几分之一的价格创建一个用户所需要的虚拟仪器。当需要改变这个 虚拟仪器的时候，只几分钟的时间通过 LabVIEW修改就可以了。为了便于 使用，LabVIEW还集成了大量的函数库以及子程序来帮助完成绝大多数的 编程任务。在使用这些子函数的时候，可以忘掉传统编程语言中的令人头 痛的指针操作、内存分配等编程问题。除此之外，LabVIEW还包含了针对应用的数据采集（DAQ ）、GPIB、串口、数据分析、数据显示、数据存储 以及In ternet网络通信的函数库。鉴于

6、 LabVIEW有诸多优点，这次我们将 应用LabVIEW来完成一个十字路口交通灯系统的设计。Word资料第一章 前言1.1课程设计的题目用XY图绘制曲线1.2课程设计的要求系统应满足下列要求：A. 给定横纵坐标的值，显示出相应的曲线B. 横纵坐标的值可变，并且显示相应变化的曲线1 . 3课题分析1. xy 图xy图也叫坐标图，用来绘制多变量函数曲线，如圆或具有可变时基的波形。 Xy图可显示任何均匀采样或非均 匀采样的点的集合。在 xy图中显示多条曲线，只需将多 个单条曲线（x, y捆绑数据）通过数组创建函数送给xy图显示即可。其接受的数据不要求水平坐标等间隔分布。2. 波形图波形图用于显示测

7、量值为均匀采集的一条或多条曲线。波形图仅绘制单变量函数，比如y=f （x）,并且各沿x轴均匀分布。可接受多种类型和格式的数据（如数据类型包括数组，簇，波形数据。数据格式包括一维数组，多维数 组，簇数组）。波形图是一个事后显示数据的图形控件，其要显示的数据全部到达后（即先将数据存放到一个数组中），一次Word资料性送给波形图显示。1波形图接受包含初值，步长、数据数组的簇。波形图的数据类型如果是簇，则簇的元素必须按照起始点，步长，波形数组数据的顺序排放，否则波波形图不能接受其数 据，因为其数据类型不匹配。2数组数据在波形图中显示注：波形图接收数组数据时，其默认起始点为0,步长为1,因此这两图都是显

8、示一个周期的正弦波，但最终 坐标值不一样，接受簇数组的为 0+2*128=256，接收波 形数组数据时为 0+1*128=128。3簇数组数据类型在波形图中的显示（通过创建数组函数）3波形图标波形图标显示一条或条曲线的特殊波形显示控件，一般 用来显示以恒定采样率采集得到的数据。与波形图不同的 是，波形图标并不是一次性接收所有需要显示的数据，而是 逐点地接受数据并逐点的显示数据，保留上一次数据的同时 显示当前接受的数据。显示数据的范围取决于设置的缓冲区 的大小，当超过其大小时，便舍弃最早的数据，相当于一个 队列，遵循先进先出的原则。设置缓冲区的大小，可在波形图标上右击后选项“图标历 史长度“设置

9、。其最大容量是1024个数据点。波形图标的波形点数超过图形界面时，波形图标有三种 刷新模式：带状图标、示波器图标和扫描图。波形图标接受的数据类型和波形图相同，而显示相同波 形时，二者接受的数据格式不一样。1.4设计的目的由于现代科技的发展，计算机已经深入到人类生产生活的 各个方面，计算机已经正逐步取代传统的仪器设备。实现仪器 的虚拟化和通用化。在显示均匀波形数据时通常使用波形图， 其横轴默认为采样点序号，丫轴默认为测量数值，这是一种理想情况。但在大多数情况下，绘制非均匀采样数据或封闭 曲线时无法使用波形图。因此，但数据以不规则的时间间隔 出现或当要根据两个相互依赖的变量（如丫/X ）时，就需要

10、使用XY图，即笛卡尔图。XY图也是波形图的一种，它需要 同时输入X轴和丫轴的数据，X和丫之间相互联系，不要求 X坐标等间距，且通过编程能方便地绘制任意曲线。该系统 通过Express XY图绘制曲线，实时的送往前面板显示。它可 以绘制多值函数曲线，如圆，椭圆和双曲线等。第二章仪器方案设计2.1解决问题的思路：XY绘制曲线：与波形图相似，XY图也是一次性完成波形的显示刷新。但XY图的输入数据类型相对来说比较简单。 一般来说有两种：一是将生成的X,Y两组数据用“捆绑”函数打包成簇，然后将簇送入 XY图，这样簇中的每一对数据 都对应了一个数据点的 X, 丫坐标值；二是先将生成的每个 点的X,Y坐标打

11、包成簇，然后再将簇组成一个簇数组送入 XY图中。当用XY绘制单条曲线时，有两种方法。一是先生成两 组数据，然后再打包送入XY图，此时两个数据数组中具有 相同序号的两个数组组成一个点的坐标，而且“捆绑”函数的 第一行对应X轴，第二行对应 丫轴。二是先将生成的两个随 机数打包成簇，作为一个点的坐标，然后再组成一个簇数组 送入XY图。与绘制单条曲线类似，绘制多条曲线时也同样有两种方 法：一是先各自利用for循环生成两个一位数组后捆绑成 簇，然后再将两个簇组成一个二维数组，送入XY图；二是先各自将生成的数据点坐标打包成簇，然后再各自利用for循环生成一维数组再组成二维数组，送入XY图。当X数组，丫数组

12、的长度不一致时，在XY图中将以长 度较短的数据组为参考，而长度较长的数据组多出来的数据 将在图中无法显示。在使用 XY图来绘制曲线时，需要注意 数据类型的转换。本题需要先将输入的数据转换成弧度值后才可以进行 三角函数的计算。并且指定a,b的值来作为横纵坐标轴的半径长，当a,b的值相等时，绘制的曲线为圆，当a,b不相等时，绘制的曲线为椭圆。2.2前面板设计将Express XY图形显示控件放置在前面板上，与此同时会在程序框图中自动添加一个VI。由于它的X轴和丫轴接受的都是动态数据，因此在绘制曲线时只要将X，丫组数据与之相连，它将自动添加一个转换函数来将输入数据转换成动 态 数 据 类 型。 它

13、无 需 像普通的XY图一样要先对 X轴和丫轴坐标数据进行捆绑才能 输入XY图进行曲线绘制。2.3源代码设计源代码设计有两种方法：第一种就是将生成的X, Y两组数据用“捆绑”函数打包成簇，然后将簇送入XY 图，这样簇中的每一对数据都对应了一个数据点的XY坐标值。二是先将生成的每个点的XY坐标值打包成簇，然后再将簇组成一个簇数组送入 XY图中首先，用for循环产生随机数，循环次数为 360。 然后，将生成的每一个随机数转换成弧度制接看，添加三角函数cos,sin:西4最后，将所有线连接完毕，再将循环结构中捆绑的数 组与XY图VI连线，源代码设计完毕。方法一：先将生成的两个数组捆绑打包，然后再送入方

14、法二：先将生成的每个点的坐标值打包，再组成 数组送入2.4程序运行经过仔细的检查后，确认程序无任何错误。则接下 来，将窗口调到前面板，点击程序运行按钮，使程序 开始正常运行，与此同时观察波形显示控件中显示的 曲线是否是所要绘制的曲线Plot OTlrwWord资料第四章心得体会本来觉得这次课程设计也许好多人都设计不出，老师会 放松些，但刚过去一天就听说有同学已经设计的差不多了， 这给我施加了不小的压力，看来必须要自己动手了。尽管这 个设计要求并不多，当真正是自己一步一步设计出的，当看 到自己一步一步的成果，心里的那个喜呵呵真的要自己体会 才知道。我想说：没有什么做不到的，不要畏惧，要敢尝试C

15、当然，能够完成此课程设计，功劳不能归功于我一人， 非常感谢老师的教导和指点还有同学的帮忙，才让我能够在 有限的时间内完成课程设计。因为说真的刚开始打算设计时 不是很自信，由于从来没有弄过类似的课程设计，感觉自己 没有能力完成因为关于此课程设计的课程学的不怎么好，但 最终还是做出来了，我真的感觉不可思议，所以我觉得和做 任何事情都一样要有勇气尝试。其实我在设计时更多的是模 仿了相关的资料和方法。在参考别人的东西时把它改成自己的东西，也不是不可的吧？站在巨人的肩膀上更容易成功就是这个道理。学会学 习借鉴别人的东西也是一种本事！因为我并不承认别人的东 西就是别人的，只要我们学到了就是自己的啦。共享快

16、乐， 学习快乐！只要你有创新的思想，这使我想到了日本人对创 新的理解，组合即发明组合即创新。利用现有的东西造出新 的东西。通过这门课不仅学到了基本的知识更重要领悟到了新的思维方法，我觉得这是自己最大的收获从这次的课程设计使我领悟到了一些做课程设计的技 巧也是步骤：1.设计性课程设计最重要的是要有一条清晰设 计思路，在设计前，老师已为我们准备好了参考格式或资料， 相当于已经给了设计路，关键就是靠自己深入的思考各个步 骤怎么设计的对每个步骤都要做到分析、思考设计，再去执 行，再将所有的部分组装在一起，就可完成该设计。2.此次课程设计要多练习多思考弄懂每个实验的设计思路并且能 够设计自己的东西，这样

17、你会感到其乐无穷。3.在以后的实验设计当中还应注意培养自己独立思考设计思路的能力，不要怕难。4.许多事情只有在自己亲手做了之后才会感觉到， 其实它并不是你想象中的那样难或简单，要善于专心深入的 思考问题，所学知识要常用。对于学完这一门课程来说，使我懂得了一个道理： 也许只有用自己所学的知识做出一个可以实际运行的东西之后 才能确实体到自己的学习是有价值的，但在如今的教育制度 和社会背景下，叛逆的人也许在抱怨：为什么想学的东西学不到，不想学的偏要学”。我觉得多的人已经麻木 因为学校 开了课，所以我得学，因为别人都在考，所以我也得考”。至于为什么要学，为什么要考，考了有什么用？ ？自己也不 知道，知