LabVIEW及虚拟仪器设计实验讲义

1、-. z.-LabVIEW与虚拟仪器设计实验讲义戴建国 康素成 编师学院新能源与电子工程学院2016.7目 录实验1创立和编辑VI 1实验2 创立和调用SubVI 7实验3根本数据类型和操作 11实验4 复合数据类型和操作 14实验5循环和图表 20实验6LabVIEW程序构造循环构造和条件构造 22实验7 LabVIEW程序构造顺序构造和事件构造 24实验8 程序构造公式节点与变量的数值传递 26实验9数组和图形 28实验10 VI属性设置 30实验11 数据的波形显示 33实验12 数据的*Y图与强度图形显示 36实验13 数据的三维图形与数字波形图显示 38实验14字符串和文件I/O操作

2、 42实验15信号产生 43实验16波形调理和波形测量 48实验17信号的时域分析和频域分析 50实验18窗函数与数字滤波器 53实验19 基于声卡的数据采集系统 57-. z.实验一 创立和编辑VI一、实验目的通过本次实验了解LabVIEW的根本操作。二、实验原理LabVIEW软件图形化编程。三、实验设备计算机、LabVIEW 2014编程软件。四、实验步骤一创立VI首先在开场菜单中启动LabVIEW 2014，弹出LabVIEW主界面，如图1-1所示。图1-1 LabVIEW主界面选择新建中的VI，或在一个已翻开的主选单中选择文件新建 VI，会出现如图12所示的VI窗口。前面是VI的前面板

3、窗口，后面是VI的框图程序窗口，在两个窗口的右上角是默认的VI图标/连接端口。 图12新建 VI窗口创立VI前面板 (以算术式c=a+b为例)(1) 创立控制量a和b在VI前面板窗口的空白处单击鼠标右键，或在窗口主选单查看中选择控件选板和工具选板，如图1-3所示。如图1-4所示，在控件选板数值子模板中选择数值输入控件。图13控件选板和工具选板图1-4数值子模板中选择数值输入控件将数值输入控件放在前面板窗口中适当的位置上，用文本编辑框工具单击数值输入控件的标签，把名称修改为a，此时在框图程序中就会出现一个名称为a的图标与数值输入控件a相对应，以同样的方式创立b，如图1-5所示。2创立指示量c同理

4、，在控件选板数值子模板中选择数值显示控件，将其放在前面板窗口中适当的位置上，以同样的方式修改其标签为c。至此完成了VI前面板的创立，如图1-5所示。图1-5 VI前面板 图1-6 VI前面板对象的端口创立框图程序在前面板窗口的窗口显示程序框图，将前面板切换到程序框图窗口，此时会看到在程序框图中有3个名称分别为a，b，c的端口，如图1-6所示。这3个端口与前面板上的3个对象一一对应。1创立加法运算节点在程序框图程中的空白处单击鼠标右键，或在程序框图窗口的主选单中选择查看函数选板，弹出函数选板，如图1-7所示。然后在函数选板数值加，选择加运算节点，如图1-8所示。图1-7 函数 图1-8 选择Ad

5、d节点最后用鼠标将所需的Add节点图标拖到程序框图窗口中适当的位置。至此就完成了一个Add节点的创立。如图1-9所示。图1-9 创立Add节点2连接框图程序中的节点与端口用连线工具将端口a,b分别连接到Add节点的两个输入端口*和y上，将端口c连接到Add节点的输出端口*y上，至此完成了框图程序的创立。如图1-10所示。图1-10 完整的VI框图程序创立VI图标双击前面板窗口或框图程序窗口右上角的VI图标，或在VI图标的右键弹出菜单中选择编辑图标，会弹出图标编辑器，如图1-11所示。图1-11图标编辑器 在图标编辑器中可创立用户自己的图标。由于这个图标编辑器的用法与Windows系统中的画笔类

6、似，这里不再详细介绍其用法。图112所示的是一个包含用户自定义图标的前面板窗口。图1-12 包含用户自定义图标的前面窗口保存在前面板窗口或程序框图窗口的主菜单中选择文件保存，然后在弹出的对话框中选择适当的路径和文件名保存该VI。如果VI在修改后没有存盘，则VI前面板窗口和程序框图窗口的标题栏就会出现一个*，提醒用户注意存盘。至此完成了一个VI创立。在控制量a和b中分别输入适当的数字值，然后单击前面板窗口工具条中的运行按钮，就可以在指示量中得到计算的结果。二编辑VI创立VI后，还需要对VI进展编辑，使VI的图形化交互式用户界面更加美观、友好和易于操作。使VI框图程序的布局更加合理，易于理解、修改

7、。选择对象选择工具用于前面板和程序框图窗口中的对象。移动对象移动对象可以用选择工具拖到对象到目标位置，也可以用用选择工具选中后，通过箭头键来移动。删除对象可以用选择工具选中对象，按键，或在菜单编辑删除选项删除对象。复制对象在LabVIEW中很多对象都可以复制，复制时，按下键的同时用选择工具拖动要复制的对象至新的位置即可。标注对象有两种对象标签：自有标签和固有标签标题。自由标签是用户自己添加的文本标注，固有标签是属于控制器或指示器。改变对象大小用选择工具在对象图标的一角拖动，注意，有些对象的大小是不能改变的，例如框图程序中的控制端口或指示端口、功能模板中的大局部节点的图标和SubVI的图标等。改

8、变对象颜色在工具模板中把鼠标切换成颜色工具，上面颜色框代表前风光或边框色，后面的颜色框代表背风光。单击其中一个颜色框在弹出的颜色对话框中选择需要的颜色。对齐对象选中需要对齐的对象，然后在工具条中单击按钮，在其下拉菜单中选择各种对齐方式。分布对象选中对象，在工具条单击按钮，在其下拉菜单中选择各种分布方式。10改变对象在窗口中的前后次序选中对象，在工具条中单击按钮，在其下拉菜单中可改变对象在窗口中的前后次序。11改变对象的字体选中对象，在工具条中单击，在其下拉列表中可以设置字体、大小、颜色、风格以及对齐方式。三运行VI运行有两种方式，即单步运行和连续运行。单步运行：在前面板或框图程序窗口工具条中单

9、击按钮，即可单步运行，在运行状态时，此按钮会变为状态。连续运行：选择按钮连续，运行时按钮变为状态。停顿运行：选择按钮，可强行终止VI的运行。当VI处于编辑状态时，此按钮处于状态。暂停VI运行：选择按钮，可暂停VI的运行，再次单击该按钮，可恢复运行。四调试VILabVIEW 提供了多种调试手段，除了传统编程语言支持的单步运行、断点、探针等调试手段外，还添加了一种特有的调试手段实时显示数据流动画，使用户能更加清楚的观察程序运行的每一个细节，方便错误的查找、修改和优化程序。下面介绍各种调试手段。1单步执行VI单步执行又分为单步入、单步出、单步跳三种方式。1单步入执行按节点顺序单步执行，遇到循环或Su

10、bVI时，跳入循环或进入SubVI部继续执行。单击框图程序工具条上的按钮进入单步入执行状态。2单步跳执行按节点顺序单步执行，但遇到循环或SubVI时，不跳入其部逐个执行，而是将其作为一个整体节点执行。单击框图程序工具条上的按钮进入单步跳执行状态。3单步出执行单击框图程序工具条上的按钮，可跳出单步执行VI的状态，进入暂停运行状态。当VI进入单步执行状态时，将鼠标移动到单步入或跳按钮上，会出现一个黄色的小标注框，显示下一步将要执行的节点。设置断点在工具模板中将鼠标切换至断点工具状态，单击框图程序中需要设置断点的地方，就可以完成一个断点的设置。设置探针在工具模板中将鼠标切换至探针工具状态，用鼠标单击

11、需要查看的数据连线，会弹出一个对话框，VI运行时，假设有数据流通过该数据线时，对话框就会自动显示这些流过的数据。显示数据流动画运行VI时，在框图程序窗口工具条中单击按钮，LabVIEW会在框图程序上实时地显示程序执行的进程，以及实时显示每一条数据连线和每一个端口中流过的数据。五、实验报告要求列出实验目的，实验原理与实验容。实验二 创立和调用SubVI一、实验目的掌握子程序的创立和调用，简化VI框图程序构造，形成模块化的编程思想。二、实验原理SubVI相当于常规语言中的子程序，在LabVIEW中用户可以把任何一个VI当作SubVI来调用。所以，在LabVIEW编程时，也应与其它编程语言一样，尽量

12、采用模块化的编程思想，有效的利用SubVI，简化框图程序构造，使其更加简单，易于理解，以提高VI的运行效率。三、实验设备计算机、LabVIEW 2014编程软件。四、实验步骤(一) 创立SubVI完成一个VI的创立后，将其作为一个SubVI来调用，首先要定义它的连接端口。在VI前面板窗口的右上角图标的右键弹出菜单中选择显示连线板,原来图标的位置就会出现一个连接端口，连接端由输入端口和输出端口组成。第一次翻开连接端时，LabVIEW会自动根据前面板的控制和指示建立相应个数的端口，当然，这些端口并没有与控制和指示建立起关联关系，需要用户去定义。将鼠标切换至连线工具状态，用鼠标在控制a上单击选中，此

13、时控制a周围就会出现一个虚线框，如图21所示，然后将鼠标移到连接端口的一个端口上单击，这个端口就与控制a建立了关联关系。图21建立端口与控制a的关联关系改变端口的个数的方法有两种：一种是在连接端口右键弹出菜单中选择删除接线端或添加接线端，逐个删除或添加；一种是在连接端口右键弹出菜单中选择模式，在其下拉菜单中选择用户所需的连接端口，共有36种。如图22所示。在编辑调试时，有时根据需要断开*些端口与前面板对象的关联，具体做法：先用连线工具选中要断开的端口，然后在该端口的右键弹出菜单中选择断开连接本地接线端，要断开所有关联选择断开连接全部接线端。 图22连接端口模式下拉菜单二调用SubVI完成了连接

14、端口的定义之后，这个VI就可以当作SubVI调用了。还是以实验一的例程为例来介绍如何调用SubVI。具体步骤如下：1选择SubVI选择函数选板中的选择VI，会弹出如图23所示对话框，在对话框中找到要调用的SubVI，然后单击确定按钮。图23选择VI的对话框2确定之后，此SubVI的图标就会跟着鼠标移动，将其移动到主程序框图窗口的适当位置，点击鼠标左键，就将图标参加到主VI的框图程序中了。如图2-4，2-5所示，连接相应的端口即可。图2-4 主VI的前面板及框图程序 图2-5主VI的前面板及框图程序五、实验报告要求列出实验目的，实验原理与实验容。实验三 根本数据类型和操作一、实验目的熟练掌握La

15、bVIEW的根本数据类型及操作。二、实验原理数据构造是程序设计的根底，不同的数据数据类型和数据构造在LabVIEW中存储的方式是不一样的。选择适宜的数据类型不但能提高程序的执行效率，而且还能减少存空间的占用。 LabVIEW的根本数据类型包括数值型、布尔型、字符串、文件路径等几类。在LabVIEW中，对不同的数据类型通常采用不同的颜色来显示。三、实验设备计算机、LabVIEW 2014编程软件。四、实验容一 数值型数值型是LabVIEW中的一种根本的数据类型，可以分为浮点型、整数型和复数型三种根本形式。不同数据类型的差异在于存储数据使用的位数和表示的值的围。练习1：1数值型常量的数据类型定义：

16、在程序框图中放置一个数值常量，取其值为2，并设定其数据类型为双字节整型。 2数值型变量的数据类型定义：定义数值输入控件的数据类型为单精度浮点型，最大值为10，最小值为0，默认值为0，并设定增量的大小为0.005，精度位数为3。前面板和程序框图如下：二 布尔型 布尔输入控件的一个重要属性是机械动作，正确配置这一属性将有助于更准确地模拟物理仪器上的开关器件。练习2：设置布尔输入控件的机械动作：在前面板放置一个水平摇杆开关和一个布尔指示灯，在程序框图中将开关和指示灯圈入While循环中，设置机械动作后分别观察运行程序时指示灯作出的相应反响。 前面板和程序框图如下：三数据运算包括数值运算，布尔运算和字

17、符串运算。练习3：编写程序计算 y=a*+3b*-*+1，输入变量为a、b和*。前面板和程序框图如下：练习4：实现两个8位无符号整数的布尔运算及布尔变量之间的布尔运算。练习5：输入两个字符串，将它们拼接入一个字符串并输出拼接后的字符串的长度；按需要截取局部字符串并实现字符串的替换。前面板和程序框图如下：五、实验报告要求列出实验目的，实验原理与实验容，包括LabVIEW的前面板和程序框图。实验四 复合数据类型和操作一、实验目的熟练掌握LabVIEW的数组、簇和波形数据的操作。二、实验原理数组是一样类型元素的集合，由元素和维度组成。元素是组成数组的数据，维度是数组的长度、高度或深度。 簇是一种复合

18、数据类型，这与数组类型类似。不同的是，一个簇中可以包含多种不同数据类型的元素，而一个数组中只能包含一种数据类型的元素。另外，在程序运行时，簇的元素个数是固定的，而数组的长度则可以自由改变。利用簇可以将程序中相关的数据元素集中到一起，构成一个整体，这样只需要一根数据连线就可以把多个节点连接到一起，减少数据线的数量，还可以减少子VI连线端口的数量。三、实验设备计算机、LabVIEW 2014编程软件。四、实验容一数组LabVIEW中，数组可以是数值型、布尔型、字符串型及其他任何数据类型，但不能建立以数组为元素的数组、图表的数组或图形的数组。数组有3局部组成：数据、数据索引和数据类型隐含在数据中。

19、数组中的每个元素都有其唯一的索引数值，对每个数组元素的访问都是通过数组索引进展访问的。索引的围是0到n-1，其中n是数组中元素的个数。练习1：创立一个2行3列的数组，数组元素赋值如下： 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 (1) 将该二维数组改成一维数组，元素为1.00、2.00、3.00、4.00、 5.00、6.00。 (2) 将该二维数组转置为如下形式： 1.00 4.00 2.00 5.00 3.00 6.00前面板和程序框图如下：二 簇簇是一种复合数据类型，这与数组类型类似。不同的是，一个簇中可以包含多种不同数据类型的元素，而一个数组中只能包含一种数据类型的元

20、素。另外，在程序运行时，簇的元素个数是固定的，而数组的长度则可以自由改变。利用簇可以将程序中相关的数据元素集中到一起，构成一个整体，这样只需要一根数据连线就可以把多个节点连接到一起，减少数据线的数量，还可以减少子VI连线端口的数量。练习2：1创立一个新的VI，在前面板窗口创立软件的信息数据，包括软件名称字符串型、版本号数值型、是否安装布尔型，打包成软件信息簇；2在软件信息簇中添加两个数据：发布时间和公司，构成详细信息簇；3分别在软件信息簇中提取版本、在详细信息是提取发布时间。前面板和程序框图如下：三波形数据波形数据是LabVIEW中特有的一种数据类型，由一系列不同类型的数据构成，是一类特殊的簇

21、，但不能用簇函数来处理，只能用专门的函数来处理。波形数据的引入，可以为测量数据的处理带来极大的便利。练习3：利用波形操作函数创立一个围为01的三角波形，数据长度为100点，起始时间t0设置为系统当前时间，dt设置为0.01s。为该波形数据设置两个属性：波形类型为三角波形、波形长度为100，并在前面板中用波形控件显示出来。前面板和程序框图如下：四不同数据函数的综合应用练习4： 在程序中，创立一个4行4列的二维数组，然后从第1行起删除2行元素，求输出子数组的大小，同时，在前面板中输入一个字符串，使用搜索替换字符串函数搜索输入字符串的特定字符并用替换字符串替换原有字符串并输出；该输出字符串再作为输入

22、字符串输入到截取字符串函数中，截取字符串函数的偏移量设置为5，长度为3；将输出子数组中的每个元素分别乘以不同的倍数并作为输入数据输入与经过截取的字符串捆绑成簇；输出的簇中的数据再经过按名称解除捆绑函数将原来接口的字符串数据解除处理，并将输入的字符串abcd接在输入字符串的后面作为结果字符串输出。前面板和程序框图如下：练习5：在输入的字符串中将所有的数字显示处理。在前面板放置一个字符串输入控件，用于输入句子；创立一个字符串数组和一个数值型数组，用来放置已经找到的数值型字符串及转换成数字后的各个数值型。为了查找输入句子中的全部数字，需要在While循环中使用匹配模式函数来完成，利用移位存放器与匹配

23、模式函数的偏移量、匹配后偏移量端口实现依次搜索功能。匹配模式函数位于编程字符串子选板，其中的正则表达式端口定义在字符串中搜索模式，如果函数没有找到匹配，匹配后偏移量端口将返回-1。程序框图和前面板分别如下：五、实验报告要求列出实验目的，实验原理与实验容，包括LabVIEW的前面板和程序框图。实验五 循环和图表一、实验目的学习LabVIEW中循环构造的使用和图表的创立。二、实验原理循环构造是LabVIEW中最常用的一个构造，和常规的编程语言一样，也有For循环和While循环。For循环由循环框架、循环总数、循环计数组成，For循环执行要指定循环次数，它执行的是框架的程序，其循环计数端口就相当于

24、C语言中的i，初始值为0，每循环一次递增1，这在LabVIEW是固定的，假设要改变初始值或步长，需要对计数端口输出的数据进展运算，或使用移位存放器来实现。在循环框架上单击右键，弹出的菜单中选择添加移位存放器来添加。当循环次数还不能确定时，就需要用While循环。While循环由循环框架、循环计数和循环条件组成。类似于For循环，它也执行框架的程序，但循环次数不确定，只有满足条件时才停顿循环。条件端口有两种状态：真T时停顿 和真T时继续 。在While循环中也可以用同样的方法添加移位存放器。图表可以实时显示波形趋势。它的输入是一个双精度浮点变量，数据显示时把新的数据连续扩展在已有数据的后面，波形

25、是连续向前推进显示的。 三、实验设备计算机、LabVIEW8.2编程软件。 四、实验步骤一运用循环构造：以计算m和n的阶乘为例，比拟两种循环的不同之处。新建一个VI，前面板选择控制量和指示量，然后在框图程序窗口函数选板构造子模板中选出两个循环框架，连接各个端口，如图31所示为For循环和While循环框图程序，图32为前面板。 图3-1 For循环与 While循环图3-2 前面板二图表建立前面板：在控件选板图形波形图表，将波形图表控件拖到前面板窗口，选中控件单击右键，在下拉菜单中选择属，可以设置控件的各项参数。程序框图窗口：在函数选板构造中选择循环构造框架，在函数选板数值中选择随机数01节点

26、，然后将循环与节点、控件按照相关算法连接，如图34所示是将100个01的随机数组成一个波形的程序框图；图35所示，是这个图表程序的前面板。图3-4 波形图表程序框图 图35 波形图表前面板五、实验报告要求列出实验目的，实验原理与实验容，包括LabVIEW的前面板和程序框图。实验六 LabVIEW程序构造循环构造和条件构造一、实验目的熟练掌握LabVIEW程序构造的循环构造和条件构造。二、实验原理程序构造对任何一种计算机编程语言来说都是十分重要的，它控制整个程序语言的执行过程，一个好的程序构造，可以大大提高程序的执行效率。LabVIEW作为一种图形化的高级程序开发语言，执行的是数据流驱动机制，在

27、程序构造方面除支持循环、顺序、条件等通用编程语言支持的构造外，还包含一些特殊的程序构造，如事件构造、使能构造、公式节点等等。由于LabVIEW是图形化编程语言，它的代码以图形形式表现，因此各种构造的实现也是图形化的。每种构造都含有一个可调整大小的清晰边框，用于包围根据构造规则执行的程序框图局部。三、实验设备计算机、LabVIEW 2014编程软件。四、实验容一循环构造LabVIEW中的循环与构造位于程序框图的函数构造子选板中，包括For循环和While循环。练习1：用For循环和While循环分别实现100以的奇数之和，即1+3+5+99。 程序框图和前面板分别如下：二 条件构造条件构造位于函

28、数构造子选板中。条件构造是用来控制在不同条件下执行不同程序块的功能，根本条件构造由条件构造分支程序子框架、分支选择器端子、选择器标签及减量增量按钮组成。练习2：用条件构造来实现两个数的加、减、乘、除四则运算，要求用组合框作为条件构造的选择器。前面板和程序框图分别如下：五、实验报告要求列出实验目的，实验原理与实验容，包括LabVIEW的前面板和程序框图。实验七 LabVIEW程序构造顺序构造和事件构造一、实验目的熟练掌握LabVIEW程序构造的顺序构造和事件构造。二、实验原理LabVIEW作为一种图形化的编程语言，有其独特的程序执行顺序数据流执行方式，数据流经节点的动作决定了程序框图上VI和函数

29、的执行顺序。但在实际中希望节点按一定的次序执行，这就需要引入顺序构造执行。LabVIEW顺序构造的功能是强制程序按一定的顺序执行。 所谓事件，是指对活动发生的异步通知。事件可以来自于用户界面、外部I/O或其他方式。用户界面事件包括鼠标点击单击、双击、键盘按键、窗口关闭、缩小窗口等动作；外部I/O事件则指诸如数据采集完毕或发生错误时硬件触发器或定时器发出信号；其他方式的事件可通过编程生成并与程序的不同局部进展通信。LabVIEW支持用户界面事件和通过编程生成的事件，但不支持外部I/O事件。三、实验设备计算机、LabVIEW 2014编程软件。四、实验容一顺序构造LabVIEW提供了两种顺序构造：

30、平铺式顺序构造和层叠式顺序构造，这两种构造的功能是一样的，只是外观和用法略有差异。平铺式顺序构造位于函数编程构造子选板中。顺序构造包含一个或多个按顺序执行的子程序框图或帧。练习1：将随机产生的数值与给定的数值比拟，计算到达两数相等时所需时间。程序框图和前面板分别如下：二 事件构造LabVIEW中的事件构造也是一种能改变数据流执行方式的一种构造，使用事件构造可以实现用户在前面板的操作事件与程序执行的互动。 事件构造位于函数编程构造子选板。练习2：利用事件构造实现数字的自动累加，即在数值输入控件中，每当用户输入一个数字后，累加值就及时发生变化。例如，依次输入1、2时，累加值为3，再按下5时，累加值

31、为8。前面板和程序框图分别如下：五、实验报告要求列出实验目的，实验原理与实验容，包括LabVIEW的前面板和程序框图。实验八 程序构造公式节点与变量的数值传递一、实验目的熟练掌握LabVIEW程序构造的公式节点与变量的数值传递。二、实验原理公式节点也是一种程序构造，是便于在程序框图上执行数学运算的文本节点。适用于含有多个变量或较为复杂的方程。 公式节点可以使用算术表达式来实现算法过程，C语言的If语句、While循环和For循环等都可以在公式节点中使用。公式节点也适用于已有文本代码，通过复制、粘贴的方式将已有的文本代码移植到公式节点中。 在LabVIEW中，为了实现应用程序中无法连线位置间的信

32、息传递，引入了局部变量和全局变量。局部变量实现了数据在同一VI程序中的复用，而全局变量实现了数据在不同VI程序中的共享。三、实验设备计算机、LabVIEW 2014编程软件。四、实验容一公式节点公式节点位于函数编程构造子选板及函数数学脚本与公式子选板练习1：使用公式节点实现y=cos(*)，并将输出用图形显示。前面板和程序框图分别如下：二LabVIEW中变量的数值传递练习2：利用全局变量传递数据，要求：1全局变量中包含数值与停顿两个控件。全局变量vi前面板如下列图：2 第一个VI用来产生随机数，并将随机数写入全局变量数值中，同时第一个VI的循环受全局变量停顿的控制。前面板和程序框图分别如下：3

33、 第二个VI用来显示数据，数据来自于全局变量的数值，并通过波形图表进展显示，同时第二个VI的停顿按钮用来控制两个VI循环的运行，控制第一个VI循环的执行需要通过全局变量停顿来实现。前面板和程序框图分别如下：五、实验报告要求列出实验目的，实验原理与实验容，包括LabVIEW的前面板和程序框图。实验九数组和图形一、实验目的学会创立和使用数组及图形。二、实验原理数组就是同一类数据的集合，这些数据必须有一样的数据类型。数组常用一个循环来创立，其中For循环最正确，因为For循环的循环次数是预先指定的，在循环开场前已经分配好了存。LabVIEW中的数组表现形式与其它语言有所不同，LabVIEW中数组由3

34、局部组成：数据类型、数据索引和数据。波形图控件的根本数据构造是一个一维数据数组，该数组包含需要显示的全部测量数据。不同于波形图表的是，波形图先将所有数据收集到一个数组中，然后再一次性显示，而波形图表是一次显示一个点的数据。三、实验设备计算机、LabVIEW 2014编程软件。四、实验步骤一创立数组1从控件选板数组、矩阵中选择数组框架，拖到前面板；如图41所示。注意，此时创立的只是一个框架，不包含任何容，对应的框图程序窗口的端口只是一个黑色中空的矩形。图41创立数组框架根据需要将相应的数据类型的前面板对象放入数组框架中。图42所示的就是将一个数字量控制放入数组框架，这样就创立了一个数字类型数组数

35、组的属性为控制，将鼠标放在数组框架边框，往下拖动可以增加数组元素。图42创立数组使用数组对一个数组的使用，无非就是求它的长度、对数据排序、取出数组中的元素、替换数组中的元素等等各种运算。本次实验就介绍其中的一种运算：取出指定的数组元素。在函数选板数组中选出数组大小节点和索引数组节点拖到程序框图中。如图43所例如程。二创立和使用波形图其方法步骤都类似，这里就不再赘述。参看例程如图44所示。图43运用数组大小节点和索引节点图44图形创立五、实验报告要求列出实验目的，实验原理与实验容，包括LabVIEW的前面板和程序框图。实验十 VI属性设置一、实验目的设置VI属性，更好地控制和运用VI。 二、实验

36、原理程序在运行时的表现除了在编程过程中要进展适当的规定外，更多的是在程序属性设置中完成，使得VI程序运行提高效率，程序界面更加友好，操作更加方便。本次实验就举例介绍一下VI的局部属性设置及作用。三、实验设备计算机、LabVIEW8.2编程软件。四、实验步骤1选择已编写好的程序翻开。2选择文件VI属性，弹出VI 属性设置对话框，如图5-1所示。图5-1 VI属性设置窗口3在类别的下拉菜单中有十一种VI属性，这里可以设置VI的各种属性，我们先设置VI窗口运行时窗口的外观属性。选择类别窗口外观属性，点击确定。弹出对话框如图5-2所示。选择自定义，项，弹出窗口如图5-3所示，选择其中选项，如图中，点击

37、确定，这个属性就设置好了。当程序运行时，前面板上的工具栏、菜单、运行按钮等都隐藏了，停顿运行时，又会恢复为原来状态。如图5-4所示为程序停顿时的前面板，图5-5所示为程序运行时的前面板。图5-2窗口外观属性选项窗口图5-3窗口外观属性自定义窗口图5-4 程序停顿时的前面板图5-5程序运行时的前面板五、实验报告要求列出实验目的，实验原理与实验容，包括LabVIEW的前面板和程序框图。实验十一 数据的波形显示一、实验目的熟练掌握波形图、波形图表的组件和功能，以及有关属性的设置和使用方法。 二、实验原理数据的图形化显示功能是LabVIEW的优点之一。利用图形与图表等形式来显示测试数据和分析结果，可以

38、像常见的数字示波器、频谱分析仪等测量仪器那样直观地看出被测试对象的变化趋势和工作状态，从而使虚拟仪器的前面板变得更加形象和直观。LabVIEW中的图形显示控件分为图形和图表两类。编程人员通过使用简单的属性设置和编程技巧就可以根据需求定制不同功能的显示屏幕。波形显示包括波形图和波形图表两种方式，位于前面板控件选板下；波形图与波形图表的区别： 波形图是一段一段地描绘数据；波形图表则是一个点一个点地描绘数据。三、实验设备计算机、LabVIEW 2014编程软件。四、实验步骤一波形图波形图用于对已采集数据进展事后显示处理，它根据实际要求将数据组织成所需的图形一次显示出来。其根本的显示模式是按等时间间隔

39、显示数据点，而且每一时刻对于对应一个数据点。练习1：用波形图显示用随机函数产生的50个随机数据。前面板和程序框图分别如下：练习2：设计一个显示正弦波信号的VI。要求正弦波信号由正弦信号函数(Sina Pattern.vi)产生，共采样50个点，采样从0开场，每隔2ms采样一个点，图形显示能够反映出实际的采样时间及电压值。程序框图和前面板分别如下：练习3： 分别用随机数产生两组数据并同时显示在波形图上，其中一组数据为60点，*0=0，d*=2，另一组数据为40点，*0=10，d*=3。前面板和程序框图分别如下：二波形图表波形图在接收到新数据时，先把已有数据曲线完全去除，然后根据新数据重新绘制整条

40、曲线。波形图表与波形图的不同在于：波形图表保存了旧数据，且所保存旧数据的长度还可以自行指定。新的数据被续接在旧数据的后面，这样就可以实现在保持一局部旧数据显示的同时显示新数据。练习4：在一个波形图表中用红、绿、蓝3种颜色表示围01、05、010的3个随机数构成的3条曲线。要求分别用层叠和分格两种方式显示。程序框图和前面板分别如下：练习5：创立一个VI，使用扫描刷新模式将两条随机曲线显示在波形图表中。两条曲线中一条为随机数曲线，另一条曲线是的每个数据点为第一条曲线对应点前5个数据值的平均值。前面板和程序框图分别如下：五、实验报告要求列出实验目的，实验原理与实验容，包括LabVIEW的前面板和程序

41、框图。实验十二数据的*Y图与强度图形显示一、实验目的掌握*Y 图和E*press *Y 图的功能和使用方法；掌握在二维图上显示三维数据的强度图形使用方法。 二、实验原理波形图和波形图表只能适用于显示一维数组中的数据或是一系列单点数据，不适合描述Y值随*值变化的曲线，也不适合绘制两个相互依赖的变量(如Y/*)。上一个实验描述的波形图用于显示均匀波形数据，其横坐标默认为测量数值，适合显示等间隔数据序列的变化。但是在大多数情况下，需要绘制非均匀采样数据图或封闭曲线图，这就无法使用波形图。因此，LabVIEW专门设计了*Y图，用于显示多值函数，曲线形式由用户输入的*、Y坐标决定，可显示任何均匀采样或非

42、均匀采样的点的集合。*Y图不要求水平坐标等间隔分布，且允许绘制一对多的映射关系，比方绘制封闭曲线。强度图和强度图表可以通过在笛卡尔平面上放置颜色块的方式在二维图上显示三维数据。例如显示温度图、地形图以量值代表高度等。强度图表与强度图的用法根本一样，二者的区别与波形图表、波形图一样。三、实验设备计算机、LabVIEW 2014编程软件。四、实验步骤一*Y图和E*press *Y图*Y图位于控件新式图形子选板上。*Y图窗口及属性对话框与波形图类似。练习1：绘制萨如图形并在*Y图中显示。前面板和程序框图分别如下：二 强度图形强度图表与前面介绍过的图形显示控件在外形上的最大区别在于强度图表拥有标签为幅

43、值的颜色控制组件，如果把标签为时间和频率的坐标轴分别理解为*和Y轴的标尺，则幅值组件相当于Z轴的标尺。练习2：使用For循环生成一个5行5列的二维数组，数组元素由围为0120的随机数组成。要求在强度度中用不同的颜色表示数组元素的值所处围。前面板和程序框图分别如下：五、实验报告要求列出实验目的，实验原理与实验容，包括LabVIEW的前面板和程序框图。实验十三数据的三维图形与数字波形图显示一、实验目的熟悉三维图形控件的使用方法；熟悉数字波形图的功能和使用方法。二、实验原理大量实际应用中的数据，例如，*个外表的温度分布、联合时频分析及飞机的运动等，都需要在三维空间中可视化显示。三维图形可实现三维数据

44、的可视化。修改三维图形的属性可改变数据的显示方式。另外，在数字电路设计中经常需要分析时序图，LabVIEW提供了数字波形图来显示数字时序图。数字波形图是用数字信号的形式显示数据，尤其适用于用到定时框图或逻辑分析器时使用。三、实验设备计算机、LabVIEW 2014编程软件。四、实验步骤一三维图形LabVIEW提供了3个三维数据的显示控件：三维曲面图、三维参数图和三维曲线图，它们分别用于三维空间绘制一个曲面、一个参数曲面和一条曲线。这3个控件实质上是Active*控件。它们都位于：控件新式图形三维图形及经典经典图形子选板中。练习1：使用三维曲面图显示 z=sin*cosy+sin(*-y)-co

45、sy，其中，*、y都在02的围。前面板和程序框图分别如下：练习2：使用三维参数图显示一个单位圆。前面板和程序框图分别如下：练习3：绘制螺旋线：*=cos, y=sin, z=。其中在02的围，步长为/12。前面板和程序框图分别如下：二 数字波形图数字数据显示按行排列的数字数据。数字数据控件可用于创立数字波形或显示从波形数据中提取的数字数据。练习4：用数字波形图显示数组各元素对应的二进制信号，数据元素为0，1，2，3，4，5，6，7，8，9，10，11，12，13，14，15。前面板和程序框图分别如下：五、实验报告要求列出实验目的，实验原理与实验容，包括LabVIEW的前面板和程序框图。实验十四

46、字符串和文件I/O操作一、实验目的学习字符串和文件I/O的操作方法。二、实验原理字符串就是一系列的文本字符。在数据传送中，通常将数字型的数据转换成字符串进展传送，然后再把这些字符串转换成数字型的数据。在很多情况下，往磁盘上存储的数字型数据也要字符串格式，也就是说，在把这些数字存在磁盘上的文件之前，必须先将其转换为字符格式。一个文件的操作如文件的翻开、读、写、拷贝、删除等，都需要确定文件在磁盘中的位置，而这是通过文件路径来实现的，所以路径在文件操作中很重要。本实验做一个简单的读写文本文件操作。 三、实验设备计算机、LabVIEW8.2编程软件。四、实验步骤1先在桌面创立一个文本文件。2在程序框图

47、窗口，从在函数选板文件I/O中选择写文本文件和读文本文件节点，在函数选板对话框与用户界面中选择错误处理器，如图6-1所示。3在前面板窗口创立文件路径、字符串输入和显示控件，然后切换到程序框图窗口，连接节点与控件，如图6-1所示。4点击前面板的路径控件，选择第一步创立的文本文件，文件路径就显示在路径控件中了。如图6-2所示。文本输入控件中写入文本，运行程序；此操作就将前面板上输入的文本写入到之前所建的文本文件中去了，同时又将文本文件中的容读到前面板上来显示。图6-1 文件I/O读操作框图程序 图6-2 文件I/O读操作前面板五、实验报告要求列出实验目的，实验原理与实验容，包括LabVIEW的前面

48、板和程序框图。实验十五信号产生一、实验目的掌握仿真信号的产生。二、实验原理数字信号处理是LabVIEW的重要组成局部，在信号发生、分析和处理方面有着明显的优势。它将信号处理所需要的各种功能封装成VI函数，用户可以利用这些VI函数迅速实现所需的功能，大大减少了在进展复杂数字信号处理时花费的精力。信号产生是仪器的重要组成局部，要评价任意一个网络或系统的特性，必须外加一定的测试信号，其性能才能显示出来。最常用的测试信号有正弦波、三角波、方波、锯齿波、噪声涉及多频波由不同频率的正弦波叠加而形成的波形等。三、实验设备计算机、LabVIEW2014编程软件。四、实验步骤一信号生成LabVIEW将各种常用的

49、信号函数制件成正弦信号、三角信号、均匀白噪声等各种仿真信号波形的模块，供使用者直接调用。这些功能模块都是用来产生指定波形的一维数组。 信号生成函数位于函数信号处理信号生成子选板。练习 1：分别产生一个正弦信号和高斯白噪声信号，并将两个信号进展叠加。前面板和程序框图分别如下：练习 2：编写一个信号发生器，要求信号类型、频率、幅值、相位等信息可调。 前面板和程序框图分别如下：二波形生成信号生成函数产生的仅仅是指定波形的一组采样数组，波形生成函数用于产生波形数据类型表示的波形信号，实质上波形数据的Y分量就是一维数组，但波形数据类型还包括了采样信息：dt表示采样周期，采样率=1/dt。LabVIEW在

50、函数选板的信号处理及编程 波形 模拟波形子选板下都提供波形生成子选板。练习 3：用根本混合单频VI生成一个混合信号，要求波形幅度限制为2V、起始频率10Hz、单频个数为4个、delta频率10Hz、相位关系为随机。前面板和程序框图分别如下：练习4：利用公式函数节点产生一个二阶系统对单位阶跃鼓励的响应波形：。前面板和程序框图分别如下：练习5：编写一个信号发生器，要求信号类型、幅值等参数可调，并能添加不同类型的噪声。前面板和程序框图分别如下：五、实验报告要求列出实验目的，实验原理与实验容，包括LabVIEW的前面板和程序框图。实验十六波形调理和波形测量一、实验目的掌握信号的波形调理和波形测量。二、

51、实验原理波形调理主要用于对信号进展数字滤波和加窗处理，目的是为了减少干扰信号的影响，从而提高信号的信噪比。一般来说，在进展信号分析前都要先将信号进展波形调理。波形测量实现信号*些特定信息的提取，如交流信号的平均直流-均方根测量、周期平均值测量、幅度谱/相位谱测量等。三、实验设备计算机、LabVIEW2014编程软件。实验步骤常用的波形调理有滤波、对齐、重采样等。波形调理VI位于函数选板的信号处理波形调理子选板。 波形测量函数可以实现最根本的时域和频域测量，如实现波形的交流直流分析、幅度测量、脉冲测量、傅立叶变换、功率谱测量等波形信息参数的测量功能。 波形测量 VI位于函数选板的信号处理波形测量

52、子选板。 练习1：用混合单频信号发生器产生100、200、300、400Hz的正弦信号，利用FFT频谱幅度相位函数进展频谱分析。前面板和程序框图分别如下：练习2：对方波信号进展谐波分析。前面板和程序框图分别如下：五、实验报告要求 列出实验目的，实验原理与实验容，包括LabVIEW的前面板和程序框图。实验十七信号的时域分析和频域分析一、实验目的熟练掌握信号的时域分析和频域分析方法。实验原理信号时域分析是指在时间域研究系统在输入信号作用下，其输出信号随时间的变化情况。由于时域分析是在时间域中对系统进展分析的方法，依次具有直观与准确的特点。在进展数字信号处理时，除了进展时域分析外，常常需要对信号进展

53、频域分析。三、实验设备计算机、LabVIEW2014编程软件。四、实验步骤一信号的时域分析LabVIEW提供的信号时域分析VI位于函数选板的信号处理信号运算子选板，能够实现信号的卷积、相关、归一化等运算功能。练习1：产生3个信号： (1) 频率为10Hz，幅值为1的正弦波 (2) 幅值为1的白噪声 (3) 上述2种信号的叠加。设Fs=1000，#s=1000。 将这3种信号分别作自相关处理，然后再做FFT处理，显示自相关和FFT后的功率谱。前面板和程序框图分别如下：练习2：首先使用根本函数发生器VI产生二个信号，这二个信号的类型、幅值、频率、相位等参数可调，然后对这二个信号进展卷积运算。前面板

54、和程序框图分别如下：二 信号的频域分析LabVIEW中频域分析VI在两个子选板中，一在函数信号处理 变换子选板，主要实现信号的傅里叶变换、希尔伯特变换、小波变换等；另一个在函数信号处理谱分析子选板，主要实现对信号的功率谱分析，包括自功率谱、幅度谱和相位谱等。练习3：设计VI，计算方波信号的功率谱。前面板和程序框图分别如下：五、实验报告要求 列出实验目的，实验原理与实验容，包括LabVIEW的前面板和程序框图。实验十八窗函数与数字滤波器一、实验目的熟练掌握窗函数与滤波器的应用。二、实验原理在利用计算机实现工程测试信号处理时，不可能对无限长的信号进展测量和运算，而是取其有限的时间片段进展分析。处理

55、方法是从信号中截取一个时间片段，然后用这个信号时间片段进展周期延拓处理，得到虚拟的无限长的信号，然后对信号进展傅里叶变换、相关分析等数学处理。无限长的信号被截断以后，其延拓信号周期与周期之间信号是不连续的，其频谱将发生畸变，原来集中在*一频率处的能量被分散到两个较宽的频带中去了这种现象称之为频谱能量泄漏。在不可能得到无限长信号的情况下，解决频谱能量泄漏的方法就是加窗。加窗就是将原始采样波形乘以一个幅度变化平滑且边缘趋于0的有限长度的窗来减小每个周期边界处的突变。 滤波是信号处理的个重要手段，其作用是提取被测信号中有用的频率成分，将其他频率成分滤除掉。滤波器分为模拟滤波器和数字滤波器，模拟滤波器

56、的输入和输出都是连续的，而数字滤波器的输入与输出都是离散的时间信号。三、实验设备计算机、LabVIEW2014编程软件。四、实验步骤一窗函数对于窗函数的选择，应考虑被分析信号的性质与处理要求。如果仅要求准确读出主瓣频率，而不考虑幅值精度，则可选用主瓣宽度比拟窄而便于分辨的矩形窗，例如测量物体的自振频率等；如果分析窄带信号，且有较强的干扰噪声，则应选用边瓣幅度小的窗函数，如汉宁窗、三角窗等；对于随时间按指数衰减的函数，可采用指数窗来提高信噪比。前面板和程序框图分别如下：练习1：先产生一个由频率与幅值可调的二个正弦信号叠加的混合信号，然后通过不同的窗函数后再做频谱分析，在频域图中观察不同类型窗函数

57、的效果。二数字滤波器根据冲激响应，可以将滤波器分为有限冲激响应FIR滤波器和无限冲激响应IIR滤波器。FIR滤波器的冲激响应在有限时间衰减为零，其输出仅取决于当前和过去的输入信号值；而IIR滤波器的冲激响应在理论上会无限持续，其输出不仅取决于当前及过去的输入信号值，同时还取决于过去的输出值。在实际应用中应根据实际情况选择适宜的滤波器。滤波器VI位于函数选板的信号处理滤波器子选板中。练习2：构建一VI，先产生正弦信号，并输入白噪声以模拟信号传输中的随机干扰信号，然后设计一个Butterworth低通滤波器，以滤除噪声，提取正弦信号。前面板和程序框图分别如下：练习3：用多频信号发生器产生一个多频率

58、成分的信号，通过Chebyshev带通滤波器筛选150350Hz之间的信号。前面板和程序框图分别如下：五、实验报告要求 列出实验目的，实验原理与实验容，包括LabVIEW的前面板和程序框图。实验十九基于声卡的数据采集系统1 实验目的1学习用声卡作为数据采集装置的LabVIEW编程方法；2从设计中深入理解虚拟仪器的组成，理解数据采集、数据分析的重要性，用LabVIEW实现测试系统的优点；3实验的应用：目前的测试教学实验中常常要用到A/D采集卡，而A/D采集卡价格不菲，以实验室有限的经费，不能较多地购置以供同学们实验使用。进而考虑计算机中的声卡本身就是一个A/D、D/A的转化装置，而且造价低廉，性

59、能稳定，在教学实验中完全可以满足实验的需求，可以进一步开发研制了一个广泛应用的测试教学实验系统。2 实验设备、仪器计算机、声卡、LabVIEW软件，其组成如下列图。声卡在PC机主机内麦克风虚拟仪器界面3 实验任务设计一个基于声卡的频谱分析仪，它可以采集从麦克风输入的声音，仪器可以调节采样频率、数据缓冲区的大小等，可显示其波形，并对波形作幅值谱分析。4 实验原理41 声卡简介声卡是现在计算机中非常常见的一个组件，是多媒体的标准配置。目前市场上的一般声卡按照其位数可以分成8位和16位：8位：8位声卡把音频信号的大小音量分成256个等级0255。16位：16位声卡把音频信号的大小分成为65536个等

60、级065535。位数的每一等级对应一个相应的二进制数。在声音录入采样时，按其音量大小给定一个二进制数，播放时按此二进制数实施复原。显然，在LabVIEW软件中，对于声卡的声道可以分为mono 8-bit单声道8位、mono 16-bit单声道16位、stereo 8-bit立体声8位、stereo 16-bit立体声16位。其中，16位声道比8位声道采样的信号质量好，立体声(stereo)比单声道(mono)采样信号好，采样的波形稳定，而且干扰小。另外，用单声道采样，左右声道信号都一样，而且每个声道的幅值只有原来幅值的1/2；用立体声采样，左右声道信号互不干扰，可以采两路不同的信号，而且采样的