Labview实验指导书

Labview虚拟仪器实验指

导书

宋爱娟

2009．2

目录

实验一 Labview的认识性实验（2学时）??????????? 3 实验二 Labview的基本操作（2学时）???????????? 4 实验三 数据操作实验（2学时） ?????????????? 6 实验四 labview结构在编程中的应用（4学时）????? 10 实验五 labview中字符串、数组、簇的实验（2学时）??? 16 实验六 图表和图形实验（4学时）??????????????23 实验七 专业测试系统的搭建实验（2学时）?????????28 实验八 创建子VI（2学时）????????????????32 实验九 人机界面交互设计实验（2学时）??????????35 实验十 波形编辑及频谱分析实验（3学时）????????39 实验十一 救援用LED灯实验（4学时选作）????????41

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实验一 Labview的认识性实验

一、目的

1、熟悉Labview的基本组件

2、熟悉Labview的前面板、程序框图、快捷和下拉菜单 3、掌握Labview的选项板及在线帮助

二、环境

1、WINDOWS2000环境（将显示属性中的分辨率设置为1024*768） 2、Labview8.6软件

三、内容与步骤：

[练习1] 启动Labview，查找Labview示例 步骤： 1. 打开文件VibrationAnalysis.vi(c:/ProgramFiles/National Instruments/LabVIEW 8.6/examples/apps/demos.llb) 2. 单击按钮Run运行该程序 3. 改变采样速率

4. 改变采样速度，验证希望速度与实际速度是否一致

[练习2] 熟悉前面板与程序框图的切换及观察程序流的执行过程 1.在练习1的基础上，利用快捷方式将前面板切换到程序框图。 2.单击高亮度显示按钮观察代码的数据流向。

[练习3] 熟练打开运行一个VI

1. 练习查找所定VI，另用帮助查找含有FILTER的示例，找到其中的Express Filter.VI程序双击打开 2. 运行该程序 3. 改变仿真频率、仿真幅度和仿真噪声幅度观察指示器的值与图中值是否一致。 4. 观察数据流执行过程

[练习4]练习查找运行

1.将上面程序在框图窗口双击程序框图中的Simulate Signal,将正弦信号改为其他信号之后运行程序。 2.熟练查找其他程序并运行

[练习5]

1. 在Labview启动界面中选择新建选项 2. 打开空VI或VI模板

3. 任意打开VI模板并运行。

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实验二 Labview的基本操作

一、目的

1、熟悉VI的创建方法

2、掌握编辑前面板和程序框图的方法 3、学会使用联机帮助

4、运行和调试简单VI程序 二、环境

1、WINDOWS2000环境（将显示属性中的分辨率设置为1024*768） 2、Labview8.6软件

三、内容与步骤：

[练习1] 创建一个空VI文件并将其保存。

[练习2] 练习编辑VI前面板和流程框图

1. 通过托动的方式从控制模板和函数模板上分别选取对象放置在前面板和流程框图上，对所有对象的基本操作包括选择、移动、删除、复制和粘贴进行练习。 提示：（1）移动对象的同时按下〈shift〉键，则可以限制对象只能在水平或竖直移动，移动的方向由开始时的方向决定。

（2）复制对象时，可采用CTRL键的同时托放对象。 2.重排序对象、锁定对象和组合对象的练习 提示：利用快捷菜单完成

3.修饰前面板，模板中对象专用于对程序界面进行修饰，对程序的运行没有任何影响，主要是实现构建生动美观的界面。

提示：子模板在Controls/modern/decorations. 4.排列对象和分布对象的熟悉

[练习3] 构建VI,使用园按钮控件控制方形指示灯，随时按下按钮将其打开。前面板和框图如图示：

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提示：框图子模板在Function/Express/signal Analysisy/Mask and Limiting Testing

While循环在Function/Express/Execution control

[练习4] 打开一VI,为其添加程序注释，并运行和调试VI

要求：1.采用连续运行、单步运行，高亮度程序运行等方法。 2. 在程序框图中设置断点

3. 使用探针观察运行时连线上的数据。 [练习5]新建一个VI，进行如下练习：

任意放置几个控件在前面板，改变它们的位置、名称、大小、颜色等等。 在VI前面板和后面板之间进行切换 并排排列前面板和后面板窗口

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实验三 数据操作实验

一、目的

1、熟悉几种常见的数据类型 2、熟悉数据类型设定操作

3、掌握数据运算的常用运算方法

4、利用数据操作章节知识完成Labview编程和调试 二、环境

1、WINDOWS2000环境（将显示属性中的分辨率设置为1024*768） 2、Labview8.6软件 三、内容与步骤：

[练习1]写一个VI判断大小，如右图所示：当（A+B）〉（C+）D时，指示灯亮,要求指示灯红色为亮，黑色为灭。用探针观察运行时的各点的值。

[练习2]构建VI，接收5个数字输入，将这些数字相加并在仪表上显示结果。如

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果输入数的总和小于8，则圆形指示灯亮。灯为绿色，仪表刻度盘是黄色。

属性设为display

show digital

[练习3]构建VI，产生两个随机数（在0到1之间）并在仪表上显示两个随机数。仪表上分别设置标签“Random number1”和“Random number2”，使其中一个仪表呈蓝色而另一个仪表呈红色。当红色仪表上随机数值比蓝色仪表数值大时，用一个方形LED显示绿色，否则LED显示黑色。运行VI几次并观察结果。

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[练习4]构建停车信号灯。创建从0到2变化的刻度盘控件，该控件具有3个LED显示：绿色、黄色和红色。当在刻度盘0位置时，使VI打开绿色LED；当在刻度1上时，变为黄色；当在刻度2上时，变为红色。

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[练习5]构造VI产生一个-10到10间的随机数。在VI的前面板上用指示器来显示随机数的值，然后点亮随机数所在范围对应的LED。用一个LED显示负的随机数，一个LED显示在0到4范围内的随机数，一个LED显示大于等于5的随机数。改变LED的属性使其点亮时为亮黄色，关闭时为暗黄色。

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以上两个程序框图均能实现

注意：同学们可以用多种方法尝试实现同一功能。这样，不但可以激发学习兴趣，更能提高自己的创造力和业务能力。

实验四 labview结构在编程中的应用

一、目的

1、掌握For循环、While循环、Case结构和单层顺序结构的建立方法 2、熟悉labview中一些函数的使用 3、熟悉公式节点的使用方法 4、能够鉴别常见的结构连线错误

二、环境

1、WINDOWS2000环境（将显示属性中的分辨率设置为1024*768） 2、Labview8.6软件 三、内容与步骤：

[练习1] 写出1＋2＋3＋4＋?＋100的程序。（利用移位寄存器实现）

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提示：进行第一次运算的是0+0，For循环中的重复端子是从0开始计数，移位即寄存器在没有初始化的情况下，默认的数值是0，所以第一次运算的是0+0，第二次运算的是寄存器的0与重复端子的1相加，所以循环要进行101次。移位寄存器的初始化：移位寄存器的初始化是非常必要的，因为只要用户不退出VI，移位寄存器便可记录上次运算完时的结果，所以上面的程序在第二次执行时输出的结果不是5050，而是10100！添加初始化即可。

[练习2]计算一组随机数的最大值和最小值

提示：在程序框图中，放置一个For循环，设置循环次数为10次。单击边框选择添加两个移位寄存器，分别初始化为0和1。新建一个VI，在前面板上放置一个波形图标，用它来记录产生的随机数。同时在前面板上放置两个数值显示控件“最大值”和“最小值”，用来显示随机数中的最大值和最小值。放置随机数函数和最大最小值函数与程序框图中，其中最大最小值函数位于编程→比较→最大值与最小值。然后连线。

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[练习3]创建VI，在前面板上放置3个LED。程序运行时，第一个LED打开并保持打开状态。1秒以后，第二个LED打开并保持打开状态；再过2秒，第三个LED打开并保持打开状态。所有LED都保持打开状态3秒，然后程序结束。 提示：使用3帧单层顺序结构，每帧包含延时函数。

[练习4]利用While循环和移位寄存器，设计一个控制LED灯闪烁的VI，LED灯闪烁的时间可以在程序中设定。

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[练习5]构建VI，使用公式节点来计算下面的公式： y1=10sin(a)+b

y2=a**3+b**2+100

输入变量是a和b,输出是y1和y2。 也可以使用表达式

提示：公式表达式位置

用

公

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式节点的程序框图

用公式表达式的程序框图

[练习6]构建VI，用下面的公式计算最大心率： 性别 最大心率

男 214－Age×0.8

女 209－Age×0.7

在前面板上设置数值控件来输入年龄，放置滑动开关来输入性别。数值指示器显示最大心率。使用公式节点计算心率公式。

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[练习7]利用case结构的多分支，进行下列简单程序设计 要求：星期一显示：新的一周开始了，好好学习！ 星期二显示：今天是星期二，继续努力！ 星期三显示：今天是星期三，生活愉快！ 星期四显示：周四了，继续努力！

星期五显示：今天是星期五，站好最后一班岗！ 星期六显示：周末愉快！ 星期日显示：好好休息！ 提示：显示对话框位置如图：

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[练习6]创建一个VI，该VI计算并绘制二阶多项式y=Ax*x+Bx+C。VI应使用前面板控件来输入系数A,B,C，并使用前面板控件输入点数N，计算X0到Xn-1区间上的多项式。在波形图上绘制y-x图形指示器。

[练习7]创建一个VI，包含一个由6个旋钮组成的簇，这些旋钮标签分别是Option1到Option6。当执行时，VI将等待用户按下其中一个按钮。当按下一个按钮时，使用Display Message To User Express VI指出所选择的选项。重复以上过程直到按下Stop按钮。确保加入Time Delay Express VI以使用户有时间按按钮。

[练习8]构建VI，输出一个10行5列的二维数组。第1行包含0～1范围内的5个随机数，第2行包含1~2范围内的随机数，以此类推，直到第10行包含9～10范围内的5个随机数。

[练习9]设计VI，根据输入的3个考试成绩数组，计算得到一个簇数组包括平均成绩、成绩等级和班级排名。每次的考试成绩对应一个数组，平均成绩是这样定义的：第一次考试占30％，第二次考试成绩占30％，期末考试占40％。成绩等级按照平均成绩，以下表列出的标准来确定。（提示：在确定成绩等级的时候用Case结构将会很方便。）

平均成绩标准 平均成绩 成绩等级 0％～59％ F 60％～69％ D 70％～79％ C 80％～89％ B 90％～100％ A - 21 -

[练习10]设计一个公式波形发生器，其前面板设计和程序框图设计如图所示。

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注意：同学们可以用多种方法尝试实现同一功能。这样，不但可以激发学习兴趣，更能提高自己的创造力和业务能力。

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实验六 图表和图形实验

一、目的

1、掌握图表和图形的创建方法 2、学会定制图表和图形的外观 3、掌握利用图形图表编程 二、环境

1、WINDOWS2000环境（将显示属性中的分辨率设置为1024*768） 2、Labview8.6软件 三、内容与步骤：

[练习1]创建一个新的VI，使用坐标图绘制圆。

[练习2]打开一个空白VI并将Simulate Signal Express VI置入框图中。配置Express VI生成50Hz的正弦波。单击OK按钮退出Express VI配置页面。在Sine

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端子上弹出快捷菜单并选择Create?Graph Indicator,运行该VI。

[练习3]创建一个VI，产生20个0～100之间的随机数并将其绘制在波形图中。显示光标图注并使用光标来确定所生成数值中最小值和最大值的光标。使用Arrary Max & Min函数在前面板中显示最大值和最小值的光标。运行该VI，比较通过Arrary Max & Min函数输出的值与用户使用光标找到的值，验证它们是相等的。

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[练习4]创建VI生成两个信号：锯齿波和三角波。这两个信号的幅度由前面板中的输入控制。当它们的和超过2时，LED就会亮。

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[练习5]

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注意：同学们可以用多种方法尝试实现同一功能。这样，不但可以激发学习兴趣，更能提高自己的创造力和业务能力。

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实验七 专业测试系统的搭建实验

一、目的

1、学习Express VIs进行程序设计的方法. 2、掌握Express VIs设计函数发生器的方法. 二、环境

1、WINDOWS2000环境 2、Labview8.6软件 三、内容与步骤：

[练习1] 新建一个VI设计一个前面板.

切换到程序框图设计窗口,找到并放置“仿真信号”子VI,在弹出的信号配置对话框进行配置.

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按照仿真信号各端口的性质进行连线

放置while循环和相关控件并连线

改变个输入量运行程序观察结果.

[练习2]通过使用VI模板和修改Express VI创建一个程序，要求产生125Hz的三角波和白噪声。

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实验九 人机界面交互设计实验

一、目的

1、熟悉构建人机交互界面的方法和设计自定义菜单的方法 2、会制作简单的菜单和界面 二、环境

1、WINDOWS2000环境 2、Labview8.6软件 三、内容与步骤： [练习1]用户菜单的设计

要求：开始中包含：登陆、注销、分栏符、退出系统 操作：启动测试、暂停测试

帮助：帮助文档、关于LabVIEW

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[练习2]

利用控件的属性节点编写一个VI，使其界面美观、生动。如图：

[练习3]

利用下面这两张图片做一个自定义按钮控件，ON为笑脸，OFF为哭泣。

1.

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2.

3.

4.

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5.完成调用

[练习4]练习普通对话框的使用 （1）

（2）

（3）

注意：同学们可以用多种方法尝试实现同一功能。这样，不但可以激发学习兴趣，更能提高自己的创造力和业务能力。

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实验十 波形编辑及频谱分析实验

一、目的

熟悉使用任意波形发生器、波形编辑器及动态分析仪，构建所需各种信号，分析信号频谱特性。 二、环境

1、WINDOWS2000环境 2、Labview8.6软件 三、内容与步骤：

[练习1]产生多个信号叠加波形

从任意波形发生器界面上单击Wavefrom editor按钮。在打开的界面上单击New component按钮，选择波形为正弦波，实现不同频率的正弦波叠加。

[练习2]产生分时信号的叠加波形

首先进入Wavefrom edition界面，单击New component，选择波形为正弦波；单击New Segment，设Function为+；选择方波，实现不同波形的分时叠加。

[练习3] 利用基本数学函数面板提供的函数画出如下公式在[-2pi,2pi]之间的曲线。(利用Signal Generation下的函数产生[-2pi,2pi]之间的均匀采样点)

y?x5?excosx

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[练习4]求解线性方程组Ax=b,其中

7??4.53

?.565.6?A= ? 0 ?

? ?23.51?? ?2?B= ??5?

????5??[练习5]求解微分方程方程

?dx?dt?10(y?x)??dy??x(28?z)?y?dt8?dz?xy?z?dt3?其中：x(0)?y(0)?z(0)?1,t?[0,50]

[练习6]用MathScript节点计算一个正弦信号迭加噪声后的单边傅立叶频谱。

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实验十一 救援用LED灯实验（5学时）

一、目的

该实验主要是利用NI ELVIS来说明二极管的特性、二极管的测试方法等。

二、环境

1、WINDOWS2000环境（将显示属性中的分辨率设置为1024*768） 2、Labview8.6软件 三、内容与步骤：

[练习1]――二极管的特性曲线实验

二极管的特性曲线能很好地说明二极管的电压和电流属性。将一个硅二极管放置在工作站操作前置面板上，连接DMM[A]的两端到二极管，确定阳极接到黑表笔的输入端。

启动NI ELVIS，选择二线电流－电压分析仪。一个新的SFP面板将会弹出来，它将显示出在测试中器件的电流－电压曲线。 对一个硅二极管设置以下参数： Start －2.0V Stop ＋2.0V Increment 0.1V

单击Run按钮就可以看到有电流－电压曲线出现。

当电流正向导通，且电压超过一个临界值时，电流呈指数上升，直到最大极限值；电流反向流过时，通过的电流非常小（毫安级），呈负极性。可以试着单击Display按钮[线性坐标和对数坐标切换]看到在另一个不同尺度上的曲线。试着用Cursor操作，当用户沿着轨迹拖动光标时，就会给出相应的坐标值。 临界电压值与二极管半导体材料有关。对于硅二极管，这个临界值大约是0.6V，而对于锗二极管这个电压值是0.3V。一个估计临界电压值的方法是在电流接近最大值时，找到一条合适的切线，与切线电压坐标轴相交那点对应的电压值就是临界值。

使用二线电流－电压分析仪分别测量红色、绿色和黄色的LED灯的电压临界值并记录。根据测量值，分析临界值的变化趋势。 [练习2]――手动测试和控制交通灯实验

在NI ELVIS原形实验板上安装6个LED灯，用来模拟十字路口路灯。启动NI ELVIS，选择Digital Writer。

使用垂直的滑动开关，可以选择任意的8位数字类型，并把它输出到NI ELVIS的数字线上，把Pattern设置为Manual模式，Mode设置为Continuous（连续）。Bit 0是连到原型实验板上针形插座的Write<0>。

单击Write下边的按钮，激活各个端口。当开关（0~2位和4~6位）均为高电平HI时，所有的LED灯都应该是亮的；而这些开关处于低电平LO状态时，所有的LED灯应该是灭的。

现在可以使用这些开关设置八进制代码来控制十字路口交通灯的各个周期。这里交通灯控制是基于一个60s的运行周期，其中红灯亮30s，然后是绿灯亮25s，再接下来是亮5s的黄灯。对于两通道的十字路口，4个时间周期记为T1,T2,T3,T4。使用Digital Writer计算出4个时间周期内发送到数字端口控制交通灯亮暗的8位代码。

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注意：同学们可以用多种方法尝试实现同一功能。这样，不但可以激发学习兴趣，更能提高自己的创造力和业务能力。

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/olqo.html