虚拟仪器应用技术项目教程课件汇总整本书电子教案全套课件完整版ppt教学教程最全课件

1、1 第一篇 预备篇虚拟仪器应用技术项目教程（第三版）2 1.1 虚拟仪器的基本知识3 孔子：工欲善其事，必先利其器。孔子：工欲善其事，必先利其器。门捷列夫：门捷列夫：科学是从测量开始的。科学是从测量开始的。 仪器的发展仪器发展仪器发展模拟式模拟式仪仪 器器数字式数字式仪仪 器器智能化智能化仪仪 器器虚虚 拟拟仪仪 器器4 虚拟仪器技术5 常用总线PCI(PCI-E)并行口GPIBVXIPXIRS-232USBIEEE 1394工业以太网工业现场总线6 数据采集系统常用方案Step 1Step 2Step 5信号获取信号获取信号调理信号调理Step 3Step 4数据采集数据采集数据处理数据处理

2、人机界面人机界面7 虚拟仪器的功能虚拟仪器的功能数据分析数据分析和处理和处理虚拟仪器充分利用了计算机的高速存储和运算功能，虚拟仪器充分利用了计算机的高速存储和运算功能，并通过软件实现对输入信号的分析处理，如数值计并通过软件实现对输入信号的分析处理，如数值计算、信号分析、统计处理、数字滤波等。算、信号分析、统计处理、数字滤波等。信号调理信号调理与采集与采集对被测信号进行调理和采集是虚拟仪器的基本功能。对被测信号进行调理和采集是虚拟仪器的基本功能。此项功能主要是由虚拟仪器的硬件平台完成的。仪此项功能主要是由虚拟仪器的硬件平台完成的。仪器硬件可以是：插入式数据采集卡器硬件可以是：插入式数据采集卡DA

3、QDAQ、带标准总、带标准总线接口的仪器，如线接口的仪器，如GPIBGPIB、VXIVXI、PXIPXI等。等。 参数设置参数设置结果表达结果表达 虚拟仪器充分利用计算机的人机对话功能，完成仪器的虚拟仪器充分利用计算机的人机对话功能，完成仪器的各种工作参数的设置，如量程、频率等参数的设置，对各种工作参数的设置，如量程、频率等参数的设置，对测量结果的表达与输出有多种方式，如屏幕显示，绘图测量结果的表达与输出有多种方式，如屏幕显示，绘图打印、网络传输等。打印、网络传输等。8 虚拟仪器系统的组成虚拟仪器系统的组成硬件平台硬件平台应用软件应用软件Text计算机计算机I/O接口设备接口设备应用程序应用程

4、序驱动程序驱动程序9 虚拟仪器与传统仪器的比较虚拟仪器与传统仪器的比较虚拟仪器虚拟仪器传统仪器传统仪器开发和维护费用低开发和维护费用高技术更新周期短（0.51年）技术更新周期长（510年）软件是关键硬件是关键价格低价格昂贵开放灵活与计算机同步，可重复用和重配置固定可用网络联络周边各仪器只可连有限的设备自动、智能化、远距离传输功能单一，操作不便虚拟仪器的优势(1)性能高(2)扩展性强(3)开发时间少(4)出色的集成10 谢谢观看！11 LabVIEW软件编程环境虚拟仪器应用技术项目教程（第三版）12 LabVIEW 编程环境VI的基本组成13 LabVIEW 编程环境前面板程序框图VI的基本组成

5、图标/连线板14 VI的编程窗口 VI (Virtual Instruments的缩写) 前面板 程序框图VI的基本组成15 前面板 相当于界面 每个VI都有前面板 输入控件 Control, 相当于输入 显示控件 Indicator, 相当于输出 控件选板VI的基本组成16 程序框图 图形化的程序代码 决定程序运行行为 可能包含元素 终端 子VI 函数 常数 结构 连线 函数选板VI的基本组成17 图标/连线板VI的基本组成18 组合快捷键 Ctrl+E 显示前面板或程序框图 Ctrl+T 左右两栏显示VI的基本组成19 LabVIEW 编程环境菜单栏和工具栏20 1菜单栏工具栏组合快捷键2

6、3目录21 组合快捷键Ctrl+T 左右两栏显示Ctrl+H 显示即时帮助窗口Ctrl+S 保存Ctrl+Z 撤销清除菜单栏工具栏22 小试身手 按以下要求完成前面板设计练习1、对各个控件的外观、类型和行为进行设置；2、将第一行5个控件顶端对齐，水平中心分布，组合在一起；3、将左下角3个控件左对齐，垂直中心分布，组合在一起；4、将这两组控件和图形显示控件组合在一起并锁定；5、为stop按钮设置一个快捷键；6、将这些控件放在“垂直平滑盒”上，并组合。菜单栏工具栏23 LabVIEW 编程环境三个选板24 1控件选板函数选板工具选板23目录25 序号图标子模板名称功 能数值数值的控制和显示。包含数

7、字式、指针式显示表盘及各种输入框。布尔逻辑数值的控制和显示。包含各种布尔开关、按钮以及指示灯等。字符串与路径字符串和路径的控制和显示。数组、矩阵与簇数组和簇的控制和显示。列表、表格和树列表和表格的控制和显示图形显示数据结果的趋势图和曲线图。下拉列表与枚举下拉列表与枚举的控制和显示。8容器可用来组合各种控件，或在当前VI的前面板上显示另一个VI的前面板。9I/O输入/输出功能。于操作OLE、ActiveX等功能。10修饰用于给前面板进行装饰的各种图形对象。控件选板三个选板26 函数选板三个选板序号图标子模板名称功 能结构包括程序控制结构命令，例如循环控制等，以及全局变量和局部变量。数组包括数组运

8、算函数、数组转换函数，以及常数数组等。簇、类与变体有关于簇、类与变体VI的操作数值包括各种常用的数值运算，还包括数制转换、三角函数、对数、复数等运算，以及各种数值常数。5布尔包括各种逻辑运算符以及布尔常数。6字符串包含各种字符串操作函数、数值与字符串之间的转换函数，以及字符(串)常数等。7比较包括各种比较运算函数，如大于、小于、等于。8定时包括定时、时间转换、获取计算机时钟的时间和日期等9对话框与用户界面包含各类对话框操作和用户界面的设置等10文件输入/输出包括处理文件输入/输出的程序和函数。11波形各种波形处理工具12应用程序控制包括动态调用VI、标准可执行程序的功能函数。13同步用于同步并

9、行执行的任务并在并行任务间传递数据的各类操作14图形与声音包括3D、OpenGL、声音播放等功能模块15报表生成用于LabVIEW应用程序中报表的创建及相关操作。27 工具选板三个选板操作工具自动选择标签工具漫游工具颜色提取工具颜色工具连线工具断点工具对象菜单弹出工具选择工具探针工具28 LabVIEW 编程环境数据流编程模式29 1程序框图的组成数据流编程2目录30 程序框图的组成数据输入/输出，且方向固定的节点-数据终端、全局与局部变量端点、常量端点。常用类型：接线端、函数、结构、子VI、装饰数据线，连接两个控件框图组成端 点节 点连 线数据流编程模式31 程序框图中的连线 通过颜色、类型

10、、粗细来表示不同的数据类型 不同数据类型之间的连线会产生错误Ctrl+B 可清除所有错误连线LabVIEW 8.6之后具有整理连线功能数据流编程模式32 数据流编程数据流编程模式 控制VI程序的运行方式叫做“数据流”。 原则1: 只有当一个节点 (函数或子VI) 的所有输入端的数据全部准备好才会执行 原则2: 一个节点 (函数或子VI) 只有执行完成后才会向后输出数据33 理解数据流 哪个节点先执行?A) 加法B) 减法C) 随机数D) 除法E) 正弦数据流编程模式34 理解数据流(没有固定答案) 哪个节点先执行?A) 加法 可能 B) 减法 不可能C) 随机数 可能D) 除法 可能E) 正弦

11、 不可能 例程：数据流模式.vi数据流编程模式35 谢谢观看！36 1.3 虚拟仪器硬件配置方案虚拟仪器应用技术项目教程（第三版）37 数据采集系统 信号与传感器 信号调理 计算机与软件 数据采集设备虚拟仪器硬件配置方案38 数据采集系统的基本组成39 1.信号与传感器40 1.信号与传感器41 常用传感器42 2.信号调理43 2.信号调理44 低电压信号低电压信号电流输入电流输入/输出输出RTDs 和热敏电阻和热敏电阻热电偶热电偶应变仪应变仪隔离、放大隔离、放大噪声滤波噪声滤波电流与电压的转换电流与电压的转换;隔离，放大，噪声滤波隔离，放大，噪声滤波隔离，放大，噪声滤波隔离，放大，噪声滤波

12、冷端补偿冷端补偿激励电源激励电源隔离，放大，噪声滤波隔离，放大，噪声滤波激励电压激励电压全桥和半桥设置全桥和半桥设置隔离，放大，噪声滤波隔离，放大，噪声滤波多功能多功能I/O常见传感器及信号调理45 传感器输出信号的类型幅度形状频率状态速率46 3.数据采集设备47 3.数据采集设备48 针对系统级的数据采集平台NI 提供了三大平台： PXI、CompactDAQ、以及CompactRIO 平台。49 DAQ设备 多数DAQ设备都具备下列4个部分：模拟输入、模拟输出、数字I/O和计数器 通过不同的总线结构，用户可将DAQ设备的信号测量结果传递至计算机 如没有DAQ硬件设备，可在Measurem

13、ent and Automation Explorer (MAX)中虚拟仿真NI DAQ设备，以便进行软件测试50 4.应用和驱动软件51 数据采集系统的软件架构驱动程序引擎：驱动程序引擎：NI-DAQmx和和Traditional NI-DAQ配置管理软件：配置管理软件：MAX应用软件：应用软件：LabVIEW、LabWindows/CVI和和DAQ助手助手52 驱动程序引擎：NI-DAQmx驱动程序引擎：驱动程序引擎：NI-DAQmx和和Traditional NI-DAQDAQmx提供了一系列API函数供我们编写数据采集程序时调用53 配置管理软件：MAX方便与硬件进行交互，并且无需编程

14、就能实现数据采集功能；还能将方便与硬件进行交互，并且无需编程就能实现数据采集功能；还能将配置出的数据采集任务导入配置出的数据采集任务导入LabVIEW，并自动生成，并自动生成LabVIEW代码。代码。54 应用软件应用软件：应用软件：LabVIEW、LabWindows/CVI和和DAQ助手助手LabVIEW中提供了大量的函数，可以帮助我们对采集到的数据进行后续的分析和处理；LabVIEW也提供大量控件，可以让我们轻松地设计出专业、美观的用户界面。55 计算机的选择56 数据采集系统组成练习选择题：基于计算机的数据采集系统一般有哪些硬件部分组成？A.传感器 B.信号调理电路 C.数据采集硬件设

15、备 D.计算机数据采集系统软件架构主要由哪几部分组成？A.硬件驱动 B.应用软件 C.配置管理软件57 谢谢观看！58 项目一 认识和使用NI ELVIS虚拟仪器应用技术项目教程（第三版）59 NI ELVIS平台的起源ELVIS60 从构思到实现ELVIS61 NI ELVIS IIELVIS62 NI ELVIS II+的硬件指标1100MS/s 采样率50MHz 带宽(-3dB)16bit 分辨率1.25 MS/s 单通道500kS/s 双通道共计1到1.5 MHz 带宽1x和10 x探针10 V 输入范围AC/DC耦合BNC连接ELVIS63 NI ELVIS II+的硬件指标264

16、NI ELVIS II的原型板ELVIS65 NI ELVIS II的仪表ELVIS66 设备安装1. Laptop Computer2. USB Cable3. NI ELVIS II Workstation4. NI ELVIS II Series Prototyping Board5. AC/DC Power Supply6. To Power OutletELVIS67 设备电源1. Workstation Power Switch2. AC/DC Power Supply Connector3. USB Port4. Cable Tie Slot5. Kensington Secur

17、ity SlotELVIS68 NI ELVIS II的原型板的连通方式ELVIS69 ELVIS的使用 万用表 示波器 函数发生器 阻抗分析仪 二线分析仪 三线分析仪 数字DIO使用ELVISNI学习资源下载:http:/ * CONTENTS 目录 1数字万用表使用虚拟示波器的使用二线、三线分析仪使用24目录阻抗分析仪使用371 数字万用表使用72 ELVIS的使用 万用表 示波器 函数发生器 阻抗分析仪 二线分析仪 三线分析仪 数字DIO使用ELVIS73 2测电压测电流3目录测电容4测二极管5测通断61测电阻74 1、测电阻 接线 选量程 运行 停止万用表75 2、测电压 接线 选量程

18、 运行 停止万用表76 3、测电流 接线 选量程 运行 停止万用表77 4、测电容 接线 选量程 运行 停止万用表78 5、测二极管 接线 选量程 运行 停止万用表79 6、测通断 接线 运行 停止万用表80 虚拟示波器的使用81 ELVIS的使用 万用表 示波器 函数发生器 阻抗分析仪 二线分析仪 三线分析仪 数字DIO使用ELVIS82 RC电路波形测试示波器83 RC电路接线R=20K C=10F84 元器件参数及仪器设置 20K电阻、10F电容串联 函数发生器：1Hz（0.5Hz）、峰峰值4V（ 2V ）、方波 示波器：通道AI0、AI1、幅度1V、时基200ms85 阻抗分析仪使用8

19、6 阻抗分析 分析RC串联电路阻抗阻抗分析仪DUT+DUT87 阻抗分析仪使用 接线 频率设定 运行 停止 打印阻抗分析仪88 二线分析仪使用89 2特性测定与参数保存目录1二极管特性90 1、二极管特性二线分析仪91 2、特性测定与参数保存 接线 选电压扫描 数据保存 运行 停止 数据回放二线分析仪92 接线与参数设定二极管阳极-DUT+二极管阴极-DUT-93 三线分析仪使用94 三极管特性分析 三极管9013伏安特性三线分析仪接线提示：接线提示：三极管三极管 9013从左往右依次为发射极从左往右依次为发射极e、基极、基极b、集电极、集电极c95 三线分析仪使用 接线 选择三极管类型 设定

20、集电极电压 设定基极电流 运行 停止 数据保存三线分析仪96 谢谢观看！项目二 用Arduino完成数据采集任务虚拟仪器应用技术项目教程（第三版）能自行安装Arduino相关软件及工具包；能使用Arduino进行数据采集电路设计；能基于Arduino完成基本数据采集程序设计。教学目标 了解Arduino主要硬件平台及其硬件资源； 掌握模拟量、数字量输入输出通道分配； 熟悉Arduino与LabVIEW交互设计中软件安装下载流程与程序设计方法。教学目标 培养学生团队协作、交流沟通能力 培养学生自主学习的能力 培养学生养成良好的职业素养教学目标任务3 认识Arduino开源平台虚拟仪器应用技术项目

21、教程（第三版）* CONTENTS 目录 1关于Arduino种类与安装硬件资源24目录开发板测试3PART.1关于Arduino2005年冬天Massimo Banzi意大利Ivrea一家高科技设计学校的老师David Cuartielles西班牙籍晶片工程师David MellisBanzi的学生两天以后，David Mellis就写出了程式码又过了三天，电路板就完工了Creative Commons(CC)的授权方式Arduino di Re Arduino酒吧1000年前意大利国王Arduino是意大利语中的男性用名，“强壮的朋友”Arduino的由来跨平台跨平台Arduino IDE

22、可以在Windows、Macintosh OS X、Linux三大主流操作系统上运行，而其他的大多数控制器只能在Windows上开发。简单清晰简单清晰Arduino IDE基于processing IDE开发。对于初学者来说，极易掌握，同时有着足够的灵活性。Arduino语言基于wiring语言开发，是对 avr-gcc库的二次封装，不需要太多的单片机基础、编程基础，简单学习后，你也可以快速的进行开发。开放性开放性Arduino的硬件原理图、电路图、IDE软件及核心库文件都是开源的，在开源协议范围内里可以任意修改原始设计及相应代码。发展迅速发展迅速Arduino不仅仅是全球最流行的开源硬件，也

23、是一个优秀的硬件开发平台，更是硬件开发的趋势。Arduino简单的开发方式使得开发者更关注创意与实现，更快的完成自己的项目开发，大大节约了学习的成本，缩短了开发的周期。因为Arduino的种种优势，越来越多的专业硬件开发者已经或开始使用Arduino来开发他们的项目、产品；越来越多的软件开发者使用Arduino进入硬件、物联网等开发领域；大学里，自动化、软件，甚至艺术专业，也纷纷开展了Arduino相关课程。Arduino的特点小型卫星四旋翼飞行器3D打印机Arduino应用实例PART.2种类与安装 Arduino Uno 8位Arduino NanoArduino LilyPadArdui

24、no Mega 2560Arduino EthernetArduino DueArduino LeonardoArduino的种类（a）Arduino Uno（b）Arduino Nano(c)Arduino promini（d）Arduino Mega学习平台https:/www.arduino.cc/ Arduino - Home1.安装软件2.打开软件3.选开发板型号、串口号基本软件安装安装NI-VISA到NI官网下载NI-VISA并安装安装LINX工具包安装LINX工具包PART.3开发板测试1. 选串口号根据设备管理器工具端口COM#基本软件安装用USB线将Arduino板与电脑相连

25、后2. 选开发板型号Arduino Nano工具开发板Arduino Nano基本软件安装基本软件安装3. 选处理器ATmega328P(Old Bootloader)示例01.BasicsBlink下载运行观察等是否可以闪烁可尝试改变闪烁时间长短硬件测试PART.4硬件资源硬件资源SPI:串行外设接口I2C:双向二线制同步串行总线USB:通用串行总线Serial Interface:串口任务4 使用Arduino完成数据采集任务用Arduino完成数据采集任务： 下载LINX固件程序 模拟电压采集 数字输入采集 数字输出控制任务描述提前预习： 热敏电阻测温原理及电路； 光敏电阻测温原理及电路

26、； 热释电传感器模块原理及电路； RGB三色LED灯控制电路预习要点 Arduino Nano模块1个 面包板1块 Mini USB数据线1根 10KNTC热敏电阻1个； 10K光敏电阻1个； 10K电阻2个； 三色LED灯1个； 220电阻3个； HC-SR501热释电红外传感器模块1个； 导线若干材料准备* 任务实施1下载LINX固件程序模拟电压采集数字输出控制24目录数字输入采集3PART.1下载LINX固件程序下载LINX固件程序1. 检查硬件接口2. 打开LINX固件下载向导下载LINX固件程序3. 选择Arduino类型4. 选择Arduino连接的COM口下载LINX固件程序5.

27、 下载过程点击Next6. 下载结束点击FinishPART.2模拟电压采集硬件电路设计热敏电阻及光敏电阻模拟电压采集电路接线图程序设计由范例程序修改3. 前面板运行效果1. 打开范例程序Analog Read N Channels.vi2. 修改后程序框图PART.3数字输入采集硬件电路设计热释电红外传感器采集电路接线图程序设计由范例程序修改3. 前面板运行效果1. 打开范例程序Digital Read 1 Channel.vi2. 修改后程序框图PART.4数字输出控制硬件电路设计RGB LED灯控制电路接线图程序设计由范例程序修改3. 前面板运行效果1. 打开范例程序Digital Wr

28、ite N Channels.vi2. 修改后程序框图谢谢关注！谢谢关注！项目三 电烤箱温度测控系统虚拟仪器应用技术项目教程（第三版）工业案例钢水的温度约1400左右 退火炉的温度约5001000 左右 项目背景 简单的虚拟仪器程序设计与调试能力 能熟练进行子VI设计与调用、熟练使用循环结构 能根据实际应用需要选择合适的数据采集方案进行数据采集 能熟练使用循环结构、数组进行程序设计、会选择合适的传感器 能根据用户需求进行基本的系统方案设计与实施、调试。教学目标 掌握LabVIEW软件的基本编程方法 掌握常用温度传感器的选型与使用 会利用数据采集助手等软件工具进行简单的信号采集、分析和显示教学目

29、标 团队协作、交流沟通能力 实训室5S操作素养 自学能力及独立工作能力 对工作承担责任 文献检索能力教学目标* CONTENTS 目录 2任务1 仿真温度检测程序任务3 温度实时图形显示与分析任务5电烤箱温度测控系统的设计与实现35任务4温度传感器信号采集41任务2 温度转换程序设计任务1 仿真温度检测程序设计虚拟仪器应用技术项目教程（第三版）任务描述创建一个VI程序，模拟生成一个仿真温度并显示。使用Demo Read Voltage子程序或随机数函数生成一个仿真温度值并显示装有LabVIEW软件的计算机材料准备预备知识LabVIEW编程环境、基本VI的创建与运行 理解虚拟仪器的概念； 熟悉L

30、abVIEW软件环境； 了解前面板和程序框图的组成； 掌握控件、函数、工具三个模板的使用方法； 掌握前面板的编辑技术； 熟悉VI程序的设计、调试和运行；PART.1VI的基本组成预备知识预备知识 前面板 程序框图VI的基本组成 图标/连线板LabVIEW 编程环境VI的编程窗口 VI (Virtual Instruments的缩写) 前面板 程序框图VI的基本组成预备知识前面板 相当于界面 每个VI都有前面板 输入控件 Control, 相当于输入 显示控件 Indicator, 相当于输出 控件选板VI的基本组成预备知识程序框图 图形化的程序代码 决定程序运行行为 可能包含元素 终端 子VI

31、 函数 常数 结构 连线 函数选板VI的基本组成预备知识图标/连线板VI的基本组成预备知识PART.2菜单栏和工具栏预备知识预备知识 组合快捷键 菜单栏菜单栏和工具栏 工具栏LabVIEW 编程环境组合快捷键 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级菜单栏工具栏预备知识界面美化工具预备知识菜单栏工具栏PART.3三个选板预备知识预备知识 控件选板 函数选板三个选板 工具选板LabVIEW 编程环境序号图标子模板名称功 能数值数值的控制和显示。包含数字式、指针式显示表盘及各种输入框。布尔逻辑数值的控制和显示。包含各种布尔开关、按钮以及指示灯等。字符串与路径字符串和路径的控制和显示

32、。数组、矩阵与簇数组和簇的控制和显示。列表、表格和树列表和表格的控制和显示图形显示数据结果的趋势图和曲线图。下拉列表与枚举下拉列表与枚举的控制和显示。8容器可用来组合各种控件，或在当前VI的前面板上显示另一个VI的前面板。9I/O输入/输出功能。于操作OLE、ActiveX等功能。10修饰用于给前面板进行装饰的各种图形对象。控件选板三个选板预备知识函数选板三个选板序号图标子模板名称功 能结构包括程序控制结构命令，例如循环控制等，以及全局变量和局部变量。数组包括数组运算函数、数组转换函数，以及常数数组等。簇、类与变体有关于簇、类与变体VI的操作数值包括各种常用的数值运算，还包括数制转换、三角函数

33、、对数、复数等运算，以及各种数值常数。5布尔包括各种逻辑运算符以及布尔常数。6字符串包含各种字符串操作函数、数值与字符串之间的转换函数，以及字符(串)常数等。7比较包括各种比较运算函数，如大于、小于、等于。8定时包括定时、时间转换、获取计算机时钟的时间和日期等9对话框与用户界面包含各类对话框操作和用户界面的设置等10文件输入/输出包括处理文件输入/输出的程序和函数。11波形各种波形处理工具12应用程序控制包括动态调用VI、标准可执行程序的功能函数。13同步用于同步并行执行的任务并在并行任务间传递数据的各类操作14图形与声音包括3D、OpenGL、声音播放等功能模块15报表生成用于LabVIEW

34、应用程序中报表的创建及相关操作。预备知识工具选板三个选板操作工具自动选择标签工具漫游工具颜色提取工具颜色工具连线工具断点工具对象菜单弹出工具选择工具探针工具预备知识小结 1.LabVIEW 开发环境： 三个模板：工具模板、控制模板和功能模板 2个工作窗口：前面板开发窗口和流程图编辑窗口 2.前面板主要构成对象： 控制器：是用户输入数据到程序的接口 显示器：用于显示VI程序生成的数据 3.程序框图主要构成： 端点（节点之间数据传送的接口） 节点（对数据流进行变换，对应C语言的函数） 连线（以颜色区分数据线上的数据类型） 预备知识PART.4任务实施任务实施小试身手小试身手 单击此处编辑母版文本样

35、式 第二级 第三级 第四级 第五级 编程练习编程练习1 界面设计与美化界面设计与美化小试身手小试身手 编程练习编程练习2 2 采用采用SelectSelect函数控制灯和字符串显示函数控制灯和字符串显示小试身手小试身手 编程练习编程练习3 3 画直线画直线小试身手小试身手 编程练习编程练习4 4 仿真温度显示仿真温度显示用随机数函数产生2030的随机数，以模拟仿真传感器采集的温度值，并在温度计上显示。（也可由中国大学MOOC虚拟仪器应用技术课程，第7单元子VI设计 7.1 图标和连线板设计 富文本下载 获得 (Demo) Read Voltage.vi，通过调用此子VI产生仿真温度值）或任务2

36、 温度转换程序设计虚拟仪器应用技术项目教程（第三版）任务描述在任务1的基础上增加温度单位切换功能。仿真温度值并显示，用开关选择显示的温度值采用摄氏还是华氏温度F=1.8*C+32装有LabVIEW软件的计算机材料准备预备知识温标、子VI、前面板设计 熟练使用LabVIEW三个操作模板中的相关工具、控件以及函数； 掌握常用温标的基本知识； 掌握如何创建子VI； 掌握VI程序的设计、调试和运行； 熟悉前面板的设计原则和修饰工具。PART.1常用温标预备知识温标：温度的数值表示方法称为温标。v它规定了温度的读数的起点（即零点）以及温度的单位。各类温度计的刻度均由温标确定。v目前常用的温标有：摄氏温标

37、、华氏温标、热力学温标等。 预备知识温标 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级t= 5/9 (f-32) F= 1.8t+32预备知识温标 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级15.273 tT预备知识温标PART.2子VI预备知识预备知识 使用子VI的必要性 子VI前面板设计 连线板设计 接线端类型 编辑图标子VI1. 创建模块化代码子VI 预备知识子VI使用子VI的重要性何在？ 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级预备知识子VI子VI 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级2. 编辑图标 单击此处编辑母版文本样式

38、 第二级 第三级 第四级 第五级预备知识子VI设计图标的准则 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级通过拖放图片创建图标 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级预备知识子VI3. 设计子VI的前面板 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级预备知识子VI4. 连线板设计 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级预备知识子VI创建连线板的建议 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级预备知识子VI连线板布局建议 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级连线板的接线端：最多可设置28 个接线端,建议

39、不要超过16个预备知识子VI连线板标准布局模式示例5. 设置接线端类型 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级必需的接线端的标签为粗体粗体，推荐的接线端的标签为纯文本，而可选的接线端的标签为灰，默认VI 的输入和输出为推荐推荐。没有连线的推荐或可选输入端将被设为默认值。注意：不存在必需的输出接线端不存在必需的输出接线端预备知识子VIPART.3前面板设计原则预备知识前面板设计一些原则 为控件设置有意义而简洁的标签和标题，就像文本式程序设计的变量名一样，尽量做到“见名识意”； 对于多个对象，使用“对齐”、“组合”、“分布”、“排序”等命令使整个界面层次清晰、各控件间距合理； 为

40、控件设置合理的默认值和输入数据范围，减少不必要的操作和错误数据输入的可能； 合理的利用颜色，对不同控件使用不同的颜色加以区分，使界面更加美观，但颜色使用的种类不宜过多，注意颜色的搭配，颜色尽量温和适中，避免大红大紫； 适当的使用动态交互功能，使用各类提示信息、弹出对话框等可以使得操作界面更加友好； 最好使用停止按钮来停止程序，尽量不要用工具栏上的强行“中止停止”按钮，后者在读写数据的时候强行使用可能会导致数据的异常。 使用图片、动画、声音等增强前面板的显示功能。预备知识前面板设计PART.4任务实施任务实施1、请根据设计要求完成程序框图设计； 2、思考： 要求本程序能每隔0.5秒进行循环采集温

41、度。 如何显示温度单位？任务实施 参考程序参考程序输入采集电压值，乘以100后，获得摄氏温度值并显示在温度计上，用开关选择温度单位为摄氏或华氏（F=1.8*C+32）任务实施任务3 温度实时图形显示与分析报警虚拟仪器应用技术项目教程（第三版）任务描述在任务2的基础上增加温度变化趋势图显示和报警功能。每隔500毫秒进行温度循环采集；有华氏和摄氏两种温标显示模式；温度能在图形显示器上实时显示；具有越限报警和数据分析等功能。装有LabVIEW软件的计算机材料准备预备知识循环结构、图形显示器 熟练掌握循环结构的使用方法； 熟悉循环结构的自动索引功能； 掌握波形图表和时间函数的使用方法。PART.1Wh

42、ile循环预备知识 While循环特点 While循环框图While循环 While循环编程注意点While循环特点LabVIEW While Loop Flowchart Pseudo CodeRepeat (code);Until Condition met;End;While循环While循环框图 循环框架 循环计数变量 循环条件 例程1：Random generate.vi终止条件 (也可以是继续条件)返回执行次数(从0开始)While循环While循环编程注意点 循环体至少执行一次 条件端子的灵活选择 避免死循环 循环结束条件可以使用错误簇While循环PART.2For循环预备知识

43、 For循环框图 For循环特点For循环 For循环和While循环的比较For循环框图 循环框架循环计数（I32）循环总数（I32）For循环 循环计数 循环总数For循环特点For循环LabVIEW For Loop Flowchart Pseudo CodeN=100;i=0;Until i=N:Repeat (code;i=i+1);End;For循环特点 可增加条件终止端 例程1：For循环条件接线端.viFor循环For循环和While循环的比较 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 单击此处编辑母版文

44、本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级循环终止执行由终止条件决定For循环至少会执行一次默认情况下，隧道输出的是一个值 (需要开启索引才能输出数组)While LoopFor循环和While循环的替换 在不能预知循环次数时，一般使用 While 循环。 For 循环更利于阅读，并且For 循环的执行效率要高于While 循环，在可以确定循环次数的情况下，最好选择使用 For 循环。For循环PART.3波形图表预备知识* 图形显示器波形图表的用途波形图表的组成波形图表波形图表的刷新模式波形图表可接收的数据类型波形图表中的多曲线显示用途1

45、.可实现实时、逐点地显示所采集数据，它可以反映被测物理量的变化趋势；2.一般用于显示以恒定速率采集到的数据；3.波形图表会保留来源于此前更新的历史数据 (缓冲区默认长度1024个数据点)；4.图表重绘的频率决定于向图表传送数据的频率，数据传送得越快图表更新得就越快。 波形图表组成波形图表标尺标尺图例图例图例图例数字数字显示显示图形工图形工具选板具选板X滚动条滚动条Y标尺标尺X标尺标尺来看两个范例程序 chart multi wave.vi Waveform Chart Data Types and Update Modes.vi波形图表刷新模式波形图表 带状图表带状图表 示波器图表示波器图表

46、扫描图扫描图1.带状图表Strip Chart Mode：类似于纸带表记录器。2.示波器图表Scope Chart Mode： 类似于示波器。3.扫描图Sweep Chart Mode：类似于心电图仪。可接收的数据类型波形图表多曲线显示波形图表波形图表层叠显示层叠显示 分格显示分格显示多曲线chart显示.viPART.4任务实施任务实施任务实施 参考程序参考程序任务4 温度传感器信号采集虚拟仪器应用技术项目教程（第三版）任务描述在任务3的基础上更换温度仿真信号为实际温度传感器采集信号。用DAQ卡采集室内温度信号；温度信号实时显示在图形显示器上；具有摄氏与华氏温标的切换功能；具有越限报警和数据

47、分析功能；采样周期为500毫秒。预备知识数据采集硬件设计、数据采集助手使用、公式节点 理解数据采集概念； 了解典型的数据采集系统组成； 理解数据采集主要参数：输入模式、分辨率、增益、采样率及采样点数； 掌握温度传感器的选型； 掌握通过数据采集助手DAQ Assistant实现模拟输入和输出； 掌握公式节点的使用方法。 NI ELVIS教学设备（学生每组一套） 集成温度传感器LM35（1个） 10K热敏电阻（1个） 100K电阻（1个） 导线（6根）材料准备PART.1硬件电路设计项目实施设计方案远程温度检测 测控对象数据采集设备装有LabVIEW的计算机传感器选型远程温度检测 根据室温检测范围

48、及接线安装便利考虑采用以下传感器： 热敏电阻和集成温度传感器1.元器件清单： 10K热敏电阻1个、LM35集成温度传感器1个、 10K电阻1个、100K电阻1个 2.工具：表棒、镊子、导线方案一 远程温度检测 方案二电压采集子电压采集子VI阻值计算子阻值计算子VI温度计算子温度计算子VIU0Rtt显示显示数据采集远程温度检测 通道分配远程温度检测 1.输出通道分配: AO0 LM35负电源供电2.输入通道分配: AI0 LM35集成温度传感器电压采集 AI1 NTC热敏电阻电压采集信号通道接线端LM35 供-5V电源AO031LM35信号电压ULM35+AI0+1LM35信号电压ULM35-A

49、I0-2NTC信号电压URt+AI1+1NTC信号电压URt-AI1-2电路设计-LM35远程温度检测 AI0+AI0-+5VAO0t=Ui1*100=100K电路设计-热敏电阻热敏电阻分压电路热敏电阻分压电路电阻值和温度变化的关系式为：RT = R0 expB(1/T 1/T0)RT ：在温度 T （ K ）时的 NTC 热敏电阻阻值。R0 ：在额定温度 T0 （ K ）时的 NTC 热敏电阻阻值。T ：规定温度（ K ）。B ： NTC 热敏电阻的材料常数，又叫热敏指数。exp ：以自然数 e 为底的指数（ e = 2.71828 ）。T0 = 25=25+273.15=298.15K R

50、0 = R(25)=10KB= 3850 KT=1/ ln (RT/R0) /B + 1/T0 AI1+AI1-远程温度检测 PART.2采集助手使用项目实施数据采集助手使用 选择设备 选择通道 添加通道 配置参数 测试运行 完成DAQ助手项目实施PART.3程序设计与调试项目实施程序架构设计远程温度检测 用户界面设计 远程温度检测越限报警功能设计远程温度检测判定范围并强制转换 (函数) ：依据上限和下限，确定x是否在指定的范围内，还可选择将值强制转换至范围内。只在比较元素模式下进行强制转换。数据分析与保存设计远程温度检测逐点函数：元器件参数测量远程温度检测 任务5电烤箱温度测控系统的设计与实

51、现虚拟仪器应用技术项目教程（第三版）任务描述在任务4的基础增加温度控制功能。 实现烤箱温度信号的采样显示； 完成温度分析和数据保存等功能， 自动控制加热器实现恒温控制。预备知识 温度传感器参数测定； PID控制软件包使用； 电烤箱温度测量控制系统方案设计； 温度采集系统硬件平台的构建； 电烤箱温度采集系统软件平台设计。 PID控制软件工具包 电烤箱装置 NI ELVIS教学设备（学生每组一套） 集成温度传感器LM35（1个） K型热电偶（1个） Pt100热电阻（1个） 测量电桥（1组） 导线若干材料准备任务实施谢谢关注！谢谢关注！项目四 数字测控对象检测与控制 虚拟仪器应用技术项目教程（第三

52、版）* CONTENTS 目录 1霓虹灯控制数字式显示器控制交通信号灯控制系统23目录* 项目四 数字测控对象检测与控制任务1 霓虹灯控制目 录教学目标1项目背景2预备知识3项目实施4项目总结51、教学目标 能熟练掌握数字输入/输出操作； 能较熟练地编制和调试LabVIEW程序； 能根据设计要求进行任务的方案设计、编制和程序的调试运行； 能熟练使用条件结构、顺序结构进行程序设计； 掌握循环结构移位寄存器的使用； 掌握数组及数组函数、簇及簇函数的使用，簇和数组的灵活转换； 掌握局部变量和属性节点的使用； 掌握状态机程序设计模式； 掌握数字输入/输出使用；1、教学目标 培养学生团队协作、交流沟通能

53、力 培养学生自主学习的能力 培养学生养成良好的职业素养1、教学目标2. 项目背景演示模拟现实生活中的霓虹彩灯，控制彩灯闪烁时间及顺序。掌握在LabVIEW中数组和常用数组函数的使用，并利用数字I/O来实现霓虹彩灯的闪烁控制。控制要求如下： 8个霓虹彩灯一亮一灭、从左向右移动控制，彩灯变化的快慢节拍可以选择； 8个霓虹彩灯两亮两灭、从右向左移动控制，彩灯变化的快慢节拍可以选择； 变换方式和可以通过手动按钮切换； 霓虹灯控制程序 3. 预备知识数组和数组函数的使用函数多态性的理解循环结构移位寄存器的使用反馈节点的使用数字I/O控制的使用数组定义 数组是同类型元素的集合。一个数组可以是一维或者多维，

54、可以通过数组索引访问其中的每个元素。索引的范围是0到n-1，其中n是数组中元素的个数。上图所显示的是由数值构成的一维数组。注意第一个元素的索引号为0，第二个是1，依此类推。数组元素可以是数据、字符串等，但所有元素的数据类型必须一致。预备知识 前面板创建数组控件； 程序框图中创建数组常量； 数组元素赋值； 数组元素显示； 其他创建数组方法：u用数组函数创建数组；u用某些VI的输出参数作为数组；u用程序结构产生数组。创建数组 创建数组的方法预备知识“数组、矩阵、簇”控件数组外框放入数组元素数组的数据类型（数值型数据、布尔型数据等）及其是输入控件还是输入控件，完全取决于放入的控件；上图放入的则是一数

55、值型输入控件。创建数组 在前面板创建数组预备知识创建数组（a）调节索引框（b）调节显示区（c）调节显示元素数目图 (a)中，横向拖动索引框左侧中间的手柄，可以改变索引框的大小。上下拖动下面中间的手柄，可以增减索引框数量从而改变数组的维度。图(b)已经变为二维数组。图(b)中，拖动手柄可以改变数组元素显示区的大小。图(c)中，拖动手柄可以增减显示的数组元素数目。 在前面板创建数组预备知识创建数组 在数组函数子选板中选择数组外框放到程序框图中，然后根据需要选择一个数据常量放到数组外框中； 上图为一字符型常量。 也可以把前面板上的数组控件拖动或复制到程序框图中，产生一个数组常量。 在程序框图种创建数

56、组预备知识所谓自动索引功能是指循环结构具有的使循环框外面的数据成员逐个进入循环框，或者使循环框内的数据累积成一个数组后再输出到循环框外的特性。For循环自动索引功能提示：For循环的自动索引功能是默认开启。 使用For循环创建数组创建数组预备知识创建数组 在前面板或者程序框图中刚创建的数组都是空的，从外观上看数组元素都显示为灰色。 可根据需要用操作工具或编辑文本工具为数组元素逐个赋值。 若隔过前面的元素为后面的元素赋值，则前面元素根据数据类型自动赋一个默认值，如“0”、“F”或空字符串。 数组元素赋值预备知识创建数组(a)一维数组大小 (b)二维数组大小通过数组的索引框可以选择数组如何显示它的

57、元素。行索引的值决定哪一行显示在最上，列索引的值决定哪一列显示在最左。 数组元素显示 预备知识常用数组函数：数组大小函数索引数组函数数组插入函数数删除数组函数初始化数组函数创建数组函数数组子集函数一维数组移位函数数组函数 数组函数选项板预备知识数组函数数组大小函数索引数组函数数组插入函数用数组插入函数在一个二维数组第3列的位置连续两次插入一列数据，椭圆框中是插入的数据。由于插入数据的类型与原数组类型不同，LabVIEW强制进行了数据类型转换。数组插入函数应用举例预备知识删除数组函数初始化数组函数创建数组函数数组子集函数一维数组移位函数数组函数预备知识图（a）一个标量加一个标量的结果是另一个标量

58、。图(b)所示的第二个组合中，给数组加上一个标量的结果是另一个数组。图(c)描述的第三个组合中，将长度为2的数组添加到长度为3的数组，产生长度为2的数组（两个输入数组中较短一个的数组长度）。执行数组的加法运算就是按元素逐个相加，即将其中一个数组的每一个元素加到另一个数组相应的元素上。数组的运算预备知识移位寄存器l移位寄存器是依附于循环结构的预备知识l 移位寄存器遵循先入先出（FIFO）l 移位寄存器是数据的容器，可以包含任何数据类型，运行中的移位寄存器是不允许更改数据类型的。l 使用移位寄存器可以申请一段内存空间，用来保存中间运行结果，以供下 次循环调用移位寄存器 移位寄存器右侧接线端存储循环

59、结束时的数据，并在下一次循环开始时出现在左侧接线端。 例程1：n! .vi 例程2：移动平均值.vi预备知识移位寄存器 移位寄存器还可用来保存前几次的运行结果。 例程3：Fibonacci array.vi 例程4：Calculate Running Average.vi预备知识初始化移位寄存器 例程5：初始化移位寄存器.vi预备知识反馈节点 反馈节点与移位寄存器在本质上是相同的； 如果单纯是为了让下一次迭代使用上次迭代的数据，也可以使用反馈节点。预备知识数字信号I/O预备知识图图 数字端口与数字线数字端口与数字线数字线：数据采集卡中单独连接一个数字信号的物理端子，相当于位bit。数字端口：数

60、字线的集合组成数字端口。一个端口由多路数字线组成。数字信号I/O预备知识1.编程实现霓虹彩灯的软件移动控制； 8个霓虹彩灯一亮一灭，从左向右移动控制，彩灯变化的快慢节拍可以选择； 8个霓虹彩灯两亮两灭，从右向左移动控制，彩灯变化的快慢节拍可以选择； 根据移动方向手动选择开关，实现彩灯左移和右移循环控制程序 4.项目实施软件设计4.项目实施2.硬件接线： NI ELVIS原型面包板DIO0DIO7 与LED0LED7分别对应连接；3.根据设计要求实现霓虹彩灯的硬件控制；4.拓展功能：实现彩灯的自动往复循环控制。硬件设计5.项目总结 本次实训主要介绍了在LabVIEW中如何创建数组和常用数组函数的