用labview设计的电子秤

1、1设计任务描述1.1设计题目：基于Labview的智能电子秤设计1.2设计要求1.2.1设计目的1.2.2基本要求掌握NI-DAQ使用方法。了解电子秤的测量原理及方法。能够测量重量，显示重量和收费。能够设置量程和输入单价。1.2.3发挥部分电子秤的前面板上有数字小键盘，该小键盘能为电子秤输入单价。2设计思路根据此次课程设计的要求，通过自上而下的设计思路，设计该电子秤：（1）利用NI公司提供的数据采集卡和Labview开发数据采集程序，将传感器传过来 的电压模拟信号变换成数字信号。采集到得数字信号必定和施加到传感器上的压力有了一 定的线性关系，压力又与重量有相等的关系，那么这个数字信号就和重量有

2、线性关系。并 且，设计无论选择那个量程传感器所传给采集卡的电压都是04V的电压信号。（2）通过这个数字信号在程序中转变成相应的重量g或kg。（这个数字信号通过乘 以对应的数值来完成。）在利用【格式化写入字符串】自VI将单位g或kg加到该重量数 值后面，构成称重的结果通过【字符串显示控制】把重量在前面板上显示出来。（3）数据小键盘输入货物的单价。单价的单位由所选择的量程自动决定是“元/g” 还是“元/kg”。也是通过【格式化写入字符串】把单价值以他的单位合成，通过【字符串 显示控制】把单价在前面板上显示出来。（4）将单价乘以重量得到应付款数。在利用上面说的【格式化写入字符串】把应付 款数以他的单

3、位合成，通过【字符串显示控制】把单价在前面板上显示出来。（5）通过按【付款】键把消费信息存入计算机D盘中的Excel中，留作日后查看时 备用。（6）当数字信号高于4V时，报警。以此来提示销售者量程选择过小。以免算坏传感 器。3.设计方框图设计方框图展现出的是设计电路的主要框图，在设计时主要实现的功能和流程，简单 易懂，在设计框图中需要体现出电路的设计思想。同时存入E X C显示重量4程序流程图5各部分设计及参数计算5.1各部分电路设计5.1.1 DAQ数字采集小助手的设计:数字信号输出图5-1 DAQ子VI示意图设置DAQ为输入电压信号，选择范围为0V到5V,选择通道1。设置成功后当打开数 据

4、采集卡并运行程序，将模拟输入端连接到电压信号数据行时。转动电位器，图4-1中的 数字信号输出端将输出一个与电位器上电压信号相同的数字信号。该数字信号是以重量成 比例关系的。5.L2量程选择设置：使用下拉列框来选择量程，下拉列框编辑项设置如图4-2所示。图5-2下拉列框编辑项在选择不同的量程是，下拉列框在程序版上将输出相应的值0、1、2、3。5.L3量程的选择与重量数值的计算：当【请选择量程】下拉列框选择了 0到1000g时，它将输出0给【索引数组】，【索引 数组】将会把连给它的数组的第0个元素(250)索引出来。索引出来的结果(250),以数据 采集卡采集得到的数值相乘，得到重量的数值0到10

5、00。在后面的程序设计中将会为这个 表示重量的数值加上单位“ /g”。当【请选择量程】下拉列框选择了 0到10kg时，它将输出1给【索引数组】，【索引 数组】将会把连给它的数组的第1个元素(2.5)索引出来。索引出来的结果(2.5),以数据 采集卡采集得到的数值相乘，得到重量的数值0到10。在后面的程序设计中将会为这个表 示重量的数值加上单位“ /kg”。当【请选择量程】下拉列框选择了 0到50kg时，它将输出2给【索引数组】，【索引 数组】将会把连给它的数组的第2个元素(12.5)索引出来。索引出来的结果(12.5),以数 据采集卡采集得到的数值相乘，得到重量的数值0到50。在后面的程序设计

6、中将会为这个 表示重量的数值加上单位“ /kg”。重量的数值输出图5-3量程的选择与重量数值当【请选择量程】下拉列框选择了 0到100kg时，它将输出3给【索引数组】，【索引 数组】将会把连给它的数组的第3个元素(25)索引出来。索引出来的结果(25)，以数据采 集卡采集得到的数值相乘，得到重量的数值0到100。在后面的程序设计中将会为这个表 示重量的数值加上单位“ /kg”。从而完成量程的选择与重量数值的计算过程。5-1-4过重提醒的设计:图5-4过重提醒的设计由于所设计的压力传感器的安全工作电压在输出为0V到4V之间。如果，我们所采集 到得电压信号大于4V，为了仪器的安全就应当报警，来提示

7、人们。如果DAQ输出的数值大于4V,就说明传感器的输出电压高于4V,传感器会有危险。这是报警指示灯会亮，从而 来提醒人们注意。5.1.5重量的数值与它相应单位的合成图5-5重量的数值与它相应单位的合成DAQ采集到的代表重量的电压值乘以相应的扩大倍率得到只是一个数值，它要加上单 位才可以表示重量。【量程选择】不但控制了索引要扩大的倍率，还控制了该量程下所对 应的单位。重量的数值与索引到的单位通过【格式化写入字符串】得到重量XXXkg ，通过 字符串显示控制【商品重量】显示出来给消费者和销售者。5.1.6小键盘输入单价销售者可以通过前面板上的小键盘输入单价。一按【回车键】就可以将输入的单价输 入系

8、统。并且，输入的这个单价会在前面板上显示。以供消费者和销售者核对。小键盘的设计框图如下图5-7所示。输出单价端图5-7小键盘的程序框图123图5-8如图5-8所示的程序框图，当2端为真时4端将输出3端的值，当2端为假时它经输 出1端的值。设计10个这样的程序框图，这10的程序框图的1端都令为数值0。3端设计为0到9 的数值。对应与0到9的数值按钮。当0到9的某一个按钮按下时。这10个程序框图中 有一个将输入一个对应于该按钮的数值和9个0到如下图4-9的加和框图中进行加和。10个数据输入端二+总和输出端图5-9由于计算机的运行速度非常快，在它的一个运行周期内我们是不可能按下两个数据键 的，所以图

9、5-9加和后的总和只可能是0到9的值，并且这个总和的数值对应于人们刚刚 按下的键。利用移位寄存器，把得到的每一个数值转换成十进制。就是销售者输入的商品单价。例如：销售者按键的顺序是-1 - 2r . -5 T【回车键】。那么移位寄存 器即与它连接的程序的动作为 0X 10+1=1 1X 10+2=12 12X 10+5=125 125： 10=12.5 输出单价12.5元。5.1.7单价的显示与应付款数的计算:单价显示输入重量的单位-图5-10单价的显示与应付款数的计算程序框图单价x重量得到应付款数。通过【格式化字符串】把单位“元”加到应付款数的后面。在单价的数值后面加上单位“元/g”或“元/

10、kg”。通过【字符串显示控制】加以显小。5.L8采集系统当前时间并加以显示:|1 用 3?s图5-11采集系统当前时间将系统的当前时间采集下来，显示给人们。并且把它同重量、单价、应付款数一起写 入电子表格。以供人们日后查看之用。时间将作为它们的一个表示。5.1.9重量、单价、应付款数、时间存入计算机D盘中的Excel中:应付款数重量(包括单位)曲俗 单价LHJWWWWWWWWL时间付款mram.m+a-图5-12重量、单价、应付款数、时间存入计算机D盘中的Excel中但按下【付款】按钮时程序将跳出里面的循环到达外面的循环，这时重量、单价、应 付款数、时间存入计算机D盘中的Excel中。5.2各

11、部分参数计算5.2.1 DAQ采集到的电压值换成重量的数值的参数计算：由于采集到的电压值都是0到4的值。要以所选的量程对应的重量对应就必须乘以不 同的数值。(1)当量程为0到1000g时：倍率=0到1000g=25o(2)当量程为0到10kg时:产为 0至到10kg cu倍率=一-一 =2.54当量程为0至50kg时：n 0到50kg ml倍率=-=12.54当量程为0至50kg时：倍率=0 至100kg=2546工作过程分析6.1当重物为830g左右，选择量程为0到1000g，单价为1.2元时:图6-1选择量程和输入单价图6-2重量、单价、应付款数、时间显示6.2 6.1情况下当物重高于10

12、00g时:图6-3选择量程和输入单价这时过重指示将亮起来。如图6-4所示。图6-4重量、单价、应付款数、时间、报警显示由于1027.5g大于量程1000g。所以过重指示灯亮了。提示销售者该选择更高的量程。以上两组重量、单价、应付款数、时间都被存入了计算机D盘的名为xiao fei ji lu 的Excel中。如图6-5所示。ABCD1335. 00 g1.阳元/ g1002. 00 元2011-3-20 17:0121027. 50 g1.阳元/ g1233. 00 元2011-3-20 17:01345图6-5名为xiao fei ji lu的Excel中的数据记录当你选择其他3个量程时，也

13、与上面5.1,5.2相似。7元器件清单序号名称数量/个1While循环结构32条件结构43选择s? t： f104符合运算15下拉列框16布尔按钮137显示列框78写入电子表格文件19格式化写入字符串410创建数组311索引数组212获取日期/时间字符串18主要元器件介绍8-1条件结构：条件结构是LabVIEW最基本的结构之一，条件结构类似于文本编成语言中的switch 语句或ifthenelse语句。条件结构可从【结构】子选板中创建，条件结构包含选择 端口和选择器标签，如图7-1所示。选择器标签选择端口图8-1条件结构在条件结构中，选择端口相当于C语言的switch语句中的表达式，框图表示符

14、相当 于“表达式n”。编程时，将外部控制条件连接全选择端口上，程序运行时选择端口会判断 送来的控制条件，引导选择结构执行相应框架中的内容。8-2数据采集卡：在设计的过程中，通过传感器把压力信号转换成电压信号，电压信号通过数据采集卡 送到计算机系统。一个典型的数据采集卡的功能有模拟输入、模拟输出、数字I/O、计数 器/定时器等，这些功能分别由相应的单元电路来实现。模拟输入是采集卡最基本的功能。 它一般由多路开关（MUX）、放大器、采样/保持电路，以及A/D转换器来实现，通过这些 部分，一个模拟信号就可以转化为数字信号。本次设计选用NI公司的SC-2075型数据采 集卡作为系统硬件的核心部分。在L

15、abview中，当不确定循环次数时，用While循环比较方便。它使Labview中一个 重要的结构。它相当于C语言的While和dowhile结构。条件端口输入的是布尔变量，它用于判断循环在什么条件下停止执行。它有两种使用 状态：Stop if True和Continue if True。当每一次循环结束时，条件条件端口便会检 测通过数据连线输入的布尔值，并根据输入的布尔值和其使用状态决定是否继续执行循 环。用鼠标右键单击条件端口，在弹出的快捷菜单中选择【真（T）时循环】或【真（T） 时继续】，可以切换条件端口的使用状态。重复端口 i为当前循环的次数。While循环可以添加移位寄存器。虚拟仪器

16、技术是现代仪器技术与计算机技术相结合的产物，是21世纪科学技术中的 核心技术之一。它的出现导致传统仪器的结构、概念和设计观点都发生了巨大的变革，代 表着仪器发展的最新方向和潮流。虚拟仪器是我们测控技术与仪器专业主修的专业课之一，记得上学期我们刚接触这门 课的时候，根本就不知道它是一门什么样的课程，每次上课的时候我们就是按照书本上的 例子来做题，老师要是让我们自己来实现一个什么样的功能，感觉可难了，不知如何下手。 但是，后来在吕老师的指导下，觉得自己对虚拟仪器这门课已经有了最基本的了解，自己 能编一些简单的程序，能实现一些简单的功能。通过这次课程设计，我所收获的是对虚拟 仪器的软件编程系统Lab

17、VIEW有了更深层次的了解。LabVIEW是一种程序开发环境，由美国国家仪器（NI）公司研制开发的，类似于C和 BASIC开发环境，但是LabVIEW与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G编写程序，产生的程 序是框图的形式。从学习的过程中我也深深地体会到了这一点，利用框图来编程序既形象 又容易记忆，当熟悉各个框图在什么地方，又知道它们的功能时，编一个程序变得容易多 了。我知道在学习的道路上我还有很多路要走，我应该更加坚定，更加顽强，让心中那股 对学习的热情，对真理的执着的火焰熊熊燃起。也许实训只是一个人学习生涯的一

18、个小片 段，但是他对一个知识海洋畅游的学生来说，却是一个让知识升华的大好境遇。总之，不管学会的还是学不会的的确觉得困难比较多，真是万事开头难，不知道如何 入手。最后终于做完了有种如释重负的感觉。此外，还得出一个结论：知识必须通过应用 才能实现其价值！有些东西以为学会了，但真正到用的时候才发现是两回事，所以我认为 只有到真正会用的时候才是真的学会了。这一周的课程设计已经结束，之所以能短时高效的完成。首先要感谢吕老师，的大力 支持和指导。在设计过程遇到很多困难，每一次找到老师时，老师都会认真解答，并不断 为我们引导设计思路，与此同时还未我们提供相关应用软件，这让我们不仅圆满的完成课 程设计要求的内容，并且还对书中内容有了进一步认识，在此表示对黄老师诚挚的谢意。吕老师是我们教研室的主任，每天他都会很忙，有的时候吕老师正在办公室忙着搞科 研，同学们有问题了就会到他的办公室去找他，每次去办公室找老师时心里都会有些害怕， 担心会因为打扰他他会批评我们，但是每次找吕老师时，他的脸上总是面带着微笑，然后 给同学们认真的讲解。他特别注重培养我们的创新精神，就像是这次课程设计，老师只给了我们一个要设计 的题目，没有任何要求。吕老师之所以没给我们设计要求，是因为他想让我们自由发挥， 能设计出什么功能就设