Labview实验指导书（宋爱娟）

Virtual Instrument

and Labview 实验指导书

东北大学秦皇岛分校

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 实验十二 加法函数节点的应用（2学时）???????????43 实验十三 数组函数的应用（2学时） ??????????? 45 实验十四 文件创建和读取（2学时） ??????????? 49 实验十五 簇函数的应用（2学时）????????????? 51 实验十六 While循环移位寄存器的应用（2学时）??????? 56 实验十七 子VI的创建与调用（2学时）???????????59 实验十八 常用数字信号发生器（2学时）???????????65 实验十九 信号的瞬态特性测量（1学时）???????????72 实验二十 常见信号的频谱（幅值-相位）（1学时）??????75

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实验二十一 Butterworth滤波器（1学时） ????????77 实验二十二 串口通信——A/D实验（1学时） ???????78 实验二十三 串口通信——D/A实验（1学时）????????81 实验二十四 串口通信——D/I实验（1学时） ???????82 实验二十五 串口通信——D/O实验（1学时） ???????83 实验二十六 串口通信综合实验（2学时） ?????????85 实验二十七 智能温度控制系统的设计（4学时）??????87 实验二十八 智能转速控制系统的设计（4学时）??????89

【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

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[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。

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。

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快捷菜单中执行【创建】【显示控件】菜单命令，创建一个与函数输出端口相连接的显示控件节点，并且修改其标签名称为“数组大小”，按图所示进行连线。

[7] 用同样的方法在程序框图区放置“索引数组”和“二维数组转置”函数

节点，通过这些函数的输入/输出端口创建相应的输入/显示控件并进行连接，如图所示。

[8] 从【函数】【编程】【结构】函数选项板节点对象中，选择一个“While循

环”节点放置到程序框图中，并且在绘制该循环框图时，将上图中所有的节点都包含进去。 [9] 从【函数】【编程】【定时】函数选项板节点对象中，选择一个“等待（ms）”

节点放置到“While循环”结构框图内，并且通过“等待（ms）”节点的输入端口创建一个数组常量节点，设置数值常量为“50”，按照图所示完成程序框图设计。

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[10] 切换到前面板设计窗口下，适当调节各控件的位置和现实范围，单击工具

栏上程序运行按钮，开始运行程序，可以看到“垂直摇杆控件”数组控

件内的开关显示为灰色，移动光标到某个开关上，单击鼠标左键，定义该开关的状态，在该开关之前的所有元素会自动赋值，如图所示。

[11] 更改数组元素的值，即更改垂直摇杆开关的状态，通过索引可以查看数组

中某个开关的状态，其中一个测试界面如图所示。

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[12] 按“Stop”按钮，停止运行程序。

[13] 保存该VI。

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实验十四 文件创建和读取

本实验通过对5*3二维数组进行保存和读取，练习文件I/O函数的应用。

操作步骤

[1] 创建一个新的VI，切换到程序框图窗口。在框图中放置两个FOR循环函数节点。

[2] 创建数组数据。利用For循环创建一个5×3的二维数组名为“数组”，其中第x行第y列元素的数值为2（x－1）+（y－1），如图所示。

[3] 保存VI于指定文件夹，如图所示。

[4] 在程序框图中放入文件I/O函数中的以下节点：“当前VI路径”“创建路径”、、“拆分路径”、“写入表格”节点并连线，如图所示。

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[5] 在程序框图中放置“读出表格”节点并连线，如图所示。

[6] 切换至前面板。在文件名称里挺入“文件操作.txt”（后缀名可为doc、xls等常用文档）。运行程序可保存文件至VI所在的文件夹，如图6-5所示：点击“读取文件”按钮可显示已保存的文件，如图所示。

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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3]练习配置文件写操作和读操作。要求显示如下： 文件信息

文件路径=/d/学号（060101） 姓名=张三 驱动器名称=USB 驱动器地址=2

结果在：d盘，可用word打开

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读取配置文件自行完成

提示：右击函数图标并选择select type 确定输出数据类型。 [练习3]

注意：同学们可以用多种方法尝试实现统一功能。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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实验八 创建子VI

一、目的

1、熟悉构建和使用子VI

2、掌握使用Icon Editor和指定端子 二、环境

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

[练习1]构建VI，使用LabVIEW固有函数计算用户输入3个数的平均值。在程序中，首先将3个数求和，接着再除以3，得出的平均值显示在前面板上。另外，再添加一段程序，将平均值乘以[0,...,1]范围内的随机数。将计算平均值的一组代码创建成子VI，并编辑图标以便表示子VI的功能，即计算3个数的平均值。

[练习2]创建子VI将华氏温度转化为摄氏温度，其转换关系为：C=(F-32)/1.8。另外添加Select函数（位于Function选项板的Programming->Comparisons子选项板上），Select函数将返回连接到True或False输入端子上的输入值，具体返回哪一个取决于布尔型输入的值。

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[练习3]创建子VI计算年龄，出生日期和当前日期作为输入。用三个独立的整形控件来输入日期：一个表示日，一个表示月，一个表示年。月份用阿拉伯数字表示。例如，1表示一月，2表示二月，等等。为VI创建图标，将输入和输出连接到图标的端子上。

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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]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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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/sis2.html