中南大学
《虚拟仪器》课程设计报告
设计题目虚拟电子秤设计
指导老师熊红云吴同茂
设计者
专业班级测控0802班
学号
设计日期2011年11月
目录
第一章虚拟仪器课程设计任务及总体设计方案 (1)
1.1设计内容及要求 (1)
1.2 总体设计方案 (1)
第二章硬件设计 (1)
2.1 硬件设计总述 (1)
2.1.1 硬件设计总述 (1)
2.1.2 硬件接线要求 (1)
2.2 硬件模块简介 (1)
2.2.1 传感器 (1)
2.2.2 信号调理电路 (1)
2.2.3 数据采集 (1)
第三章软件设计 (1)
3.1 软件设计概述 (1)
3.2 labview设计总体介绍 (1)
3.3 设计系统有关参数的介绍及其计算 (14)
3.4 labview设计分块介绍 (14)
3.4.1 前面板设计 (14)
3.4.1 总体程序框图 (14)
3.4.1 程序框图分部设计 (14)
第四章系统调试及使用说明 (19)
4.1 软、硬件调试 (19)
4.2 使用说明 (20)
4.3 功能缺陷说明 (20)
第五章收获、体会 (22)
参考文献 (22)
第一章虚拟仪器课程设计任务及总体设计方案
1.1设计内容及要求
1.参考“CSY-XS传感器与检测技术实验仪用户手册”，设计基于应变直流全桥的虚拟电子称的系统电路；
2.利用DAQ MAX配置PCI-6024E卡；
3.完成电子称虚拟仪器的标定程序、测量程序设计；
4.进行测量数据的低通滤波，应用编写的电子称VI进行重量测量，记录数据并与实际值进行比较。简要分析引起测量误差的原因；
5.模拟实际电子称称小于400g的重物，并输入品名及单价，在显示器上显示品名、单价、重量及金额。
1.2总体设计方案
本设计结合传感器技术、数据采集技术和虚拟仪器技术开发了一种基于LabVIEW的智能电子秤,该系统采用普通PC 机为主机，利用图形化可视测试软件LabVIEW为软件开发平台,将被测重量转换处理进行数据采集，实时进行处理、显示。
本系统通过传感器得到反映重量信息的模拟电压信号后，经过调理电路滤波放大处理后，经DAQ采集卡送入电脑处理显示并保存。
理论上，传感器上产生的信号不可避免的有一些干扰信号，而且采集卡采集数据时也有一定误差，因此采集的数据与真实的数据多少会有一定的出入。采用多次测量求平均值的方法能够更好的接近真实值，可把它作为真实值。
具体而言，就是以温度压力试验平台的压力传感器所产生的相应电压值作为输入，利用DAQ assistant以1kHz频率对其进行200点的单位采集，将其求和并取平均值即得本设计最关键的平均电压，接下来就是通过对平均电压的一系列运算，得出实验所需参数及其相关显示。系统的初始化功能由直接赋值实现；系统的清零功能同样是由直接赋值实现；系统数据及其运算通过while循环进行不断采集、更新与运算；称量数据文件的存储通过文件I/O功能实现；称量数据记录的读取通过文件I/O功能对称量数据文件进行读取；时间显示由“格式化时间/日期字符串”在while中不断刷新实现；内容输入由前面板输入控件及条件结构等实现。
第二章硬件设计
2.1硬件设计总述
2.1.1 硬件设计总述
本系统主要由压力传感器、信号调理电路、数据采集卡和计算机组成,原理框图如图4.1所示。压力传感器为桥路压力传感器。当桥路中的某臂电阻发生变化时，桥路就不平衡，桥路输出的变化量就反映了压力的变化量。该变化量通过二级放大，将微弱信号放大到A/D转换器可以分别的模拟信号。A/D将模拟信号转换成数字信号，利用采集并存储采集到的数据。
W3为测压系统放大倍数调节器（调节系统满度），系统出厂时已调定，用户不要随意调节；W2为测压系统零点调节器，用户可以利用该电位器调节系统零点。
重量压力传感
器
信号调理
电路
数据采集
卡
微型计算机
（LabVIEW软
件）图2.2 电子秤系统原理框图
2.1.2 硬件接线要求：只需将如下图所示的压力实验平台上的电平输出端Pout
接至DAQ采集卡的模拟输入口ai0即可。
图2.1 压力实验平台电子称
2.2 硬件模块简介
2.2.1 传感器
2.2.1.1 传感器概述
是能感受规定的被测量并按照一定规律转换成可用输出信号的器件或装置。通常有敏感元件和转换元件组成。其中，敏感元件是指传感器中能直接感受被测量的部分，转换元件指传感器中能将敏感元件输出转换为适于传输和测量的电信号部分。
一般讲传感器由敏感原件和转换元件组成。但是由于传感器输出信号一般都很微弱，需要有信号调节与转换电路将其放大或转换为容易传输、处理、记录和显示的形式。随着半导体器件与集成技术在传感器中的应用，传感器的信号调节与转换电路可能安装在传感器的壳体或与敏感元件一起集成在同一芯片上。因此，信号调节与转换电路以及所需电源都应作为传感器组成的一部分。
力学传感器的种类繁多，如电阻应变片压力传感器、半导体应变片压力传感器、压阻式压力传感器、电感式压力传感器、电容式压力传感器等。电阻应变片压力传感器是国内外应用较为广泛的一种，它具有精度高、测量范围广、频响特性好等优点。本系统采用的压力传感器是电阻应变式传感器。
2.2.1.2 电阻应变式传感器
电阻应变式传感器具有悠久的历史，是应用最广泛的传感器之一。将电阻应变片粘贴到各种弹性敏感元件上，的构成测量位移、加速度、力、力矩、压力等各种参数的电阻应变式传感器。电阻应变式传感器由弹性敏感元件与电阻应变片构成。弹性敏感元件在感受被测量时将产生变形，其表面产生应变。而粘贴在弹性敏感元件表面的电阻应变片将随着弹性敏感元件产生应变，因此电阻应变片的电阻值也产生相应的变化。这样，通过测量电阻应变片的电阻值变化，就可以确定被测量的大小了。
电阻应变式传感器是一种利用电阻应变式将应变或应力转换为电阻的传感器，可以用于测量应变、力、压力、位移、加速度、力矩等参数。具有动态响应快、测量精度高、使用简便等优点。
根据敏感元件的材料形状的不同，电阻应变式传感器的应变片可分为金属应变片和半导体应变片两种。金属应变式有金属丝式、金属箔式和金属薄膜式；半导体应变片有扩散型、体型、和薄膜型。
电阻应变式传感器主要由电阻应变片和测量电路两部分组成。
当电阻应变式传感器在外力作用下产生机械形变时，其电阻值也相应发生变化，其电阻变化与应变的关系为ΔR/R=K0ε，其中K0为灵敏系数由金属材料决定；ε为应变，当压力F在一定范围内时，ε以一个常数正比于F,应变由物体质量产生的荷重而形成,因此可得： m=ɑ×F+b(a,b为常数)。
2.2.2 信号调理电路
由于由传感器得到的信号可能会很微弱，或者含有大量噪声，或者是非线性的，这种信号在进入采集卡之前必须经过信号调理。信号调理的方法主要包括放大、衰减、隔离、多路复用、滤波、激励和数字信号调理等。
(1)放大
放大器提高输入信号电平以更好的匹配ADC的输入范围，从而提高测量精度和灵敏度。此外，使用放置在更近信号源或转换器的外部信号调理装置，可以通过在信号被噪声影响之前提高信号电平来提高测量的信号——噪声比。
(2) 衰减
衰减即与放大相反的过程。它在电压（即将被数字化的）超过数字化仪输入范围时是十分必要的。这种形式的信号调理降低了输入信号的幅度，从而经调理的信号处于ADC范围内。
(3) 隔离
隔离的信号调理设备通过使用变压器、光或电容性的耦合技术，无须物理连接即可将信号它的源传输至测量设备。除了切断接地回路之外，隔离也阻隔了高电压浪涌以及较高的共模电压，从而即保护了操作人员也保护了昂贵的测量设备。
(4)多路复用
通过多路复用技术，一个测量系统可以不间断地将多路信号传输至一个单一的数字化仪表，从而提供了一种节省成本的方式来极大的扩大系统通道数量。多路了服用对于任何高通倒数的应用都是十分必要的。
(5)滤波
滤波器在一定的频率范围内去除不希望的噪声。几乎所有的数据采集应用都会受到一定程度的50Hz或60Hz的噪声（来自于电线或机械设备）。大部分信号调理装置度包括了为最大程度上抑制50Hz或60Hz噪声而专门设计的低通滤波器。
(6)激励
激励对于一些转换器时必需的。例如应变计、电热调节器和RTD需要外部电压或电流激励信号。通常RTD和电热调节器测量都是使用一个电流源来完成的，这个电流源将电阻的变化转换成一个可测量的电压。应变计是一种超低电阻的设备，通常利用一个电压激励来用于惠斯登电桥配置。
(7)线性化
许多传感器感应的电信号和物理量之间并不是呈线性关系，因而需要对其输出信号进行线性化以补偿传感器带来的误差。
(8)数字信号调理
数字信号在某些情况下也必须经过调理才能进入DAQ卡。譬如，不能将工业环境中的数字信号直接接入DAQ卡，接入之前必须经过隔离来防止可能的高压放
电或者经过削减来调整电平以适应DAQ卡的输入要求。
2.2.3 数据采集
2.2.
3.1数据采集概述
在计算机广泛应用的今天，数据采集的重要性是十分显著的。它是计算机与外部物理世界连接的桥梁。数据采集系统的基本任务是物理信号的产生与测量，要使计算机能够测量物理信号，首先需要把被测物理信号通过专用的传感器转换为电压或电流等电信号。通常被测物理信号不能够直接接到数据采集卡上，还需要利用所谓的信号调理电路转换为标准的电压信号或电流信号。信号调理模块具有滤波、放大、同步采样等功能。
如采样频率、滤波，假设现在对一个模拟信号x(t)每隔△t时间采样一次。时间间隔△t被称为采样间隔或者采样周期。它的倒数1/△t被称为采样频率，单位是采样数/每秒。t=O，△t，2△t，3△t……等等，x(t)的数值就被称为采样值。
所有x(0)，x(△t)，x(2△t)都是采样值。这样信号x(t)可以用一组分散的采样值来表示:
{ x(0)，x(△t)，x(2△t)，x(3△t)，…，x(k△t)，…}
如果对信号x(t)采集N个采样点，那么x(t)就可以用下面这个数列表示: X={x[0]，x[l]，x[2]，x[3]，…，x[N-l]}
这个数列被称为信号x(t)的数字化显示或者采样显示。注意这个数列中仅仅用下标变量编制索引，而不含有任何关于采样率(或△t)的信息。所以如果只知道该信号的采样值，并不能知道它的采样率，缺少了时间尺度，也不可能知道信号x(t)的频率。
根据采样定理，最低采样频率必须是信号频率的两倍。反过来说，如果给定了采样频率，那么能够正确显示信号而不发生畸变的最大频率叫做恩奎斯特频率，它是采样频率的一半。如果信号中包含频率高于奈奎斯特频率的成分，信号将在直流和恩奎斯特频率之间畸变。采样率过低的结果是还原的信号的频率看上去与原始信号不同。这种信号畸变叫做混叠。出现的混频偏差是输入信号的频率和最靠近的采样率整数倍的差的绝对值。采样的结果将会是低于奈奎斯特频率(fs/2=50Hz)的信号可以被正确采样。
为了避免这种情况的发生，通常在信号被采集(A/D)之前，经过一个低通滤波器，将信号中高于奈奎斯特频率的信号成分滤去。
采样频率应当怎样设置呢?也许可能会首先考虑用采集卡支持的最大频率。但是，较长时间使用很高的采样率可能会导致没有足够的内存或者硬盘存储数据太慢。理论上设置采样频率为被采集信号最高频率成分的2倍就够了，实际上工程中选用5-10倍，有时为了较好地还原波形，甚至更高一些。
2.2.
3.2 DAQ技术的介绍
(1)总线扩展与接口技术
DAQ仪器离不开总线如:PCI，SIA，DSB等。与总线的接口技术主要包括端口地址译码与分配技术，通过总线进行数据传输技术等。通常的数据传送方式有同步传送、查询、中断、MDA、传送等，仪器接口的选用依据数据传送速率的要求而定。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/0、计数器/计时器等，这些功能分别由相应的电路来实现。模拟输入是采集最基本的功能。模拟输出通常是为采集系统提供激励。数字I/0通常用来控制过程、产生测试信号、与外设通信等。
(2)A/D与D/A转换技术
A/D时间模拟量转换位数字量的专用电路，几乎所有的DAQ仪器都要用到A/D，因此它是一种非常重要的电路。常用专门的A/D芯片来完成。目前采用的A/D芯片由8位、10位、12位及24位精度不等。D/A是将数字信号转换成模拟信号的专用电路，用以控制外部设备通常由A/D一起构成测控仪器的核心。
(3)多路开关和滤波放大技术
高质量的多路开关主要用来实现自动调档和通道切换，因此要求寄生电容小，通道间的隔离效果好。滤波放大电路是模拟信号调理的主要电路。这些都是仪器设计中的关键电路，形式千变万化，直接影响仪器的精度，而这些电路有事各种仪器中都要采用的电路。
(4)高速缓存电路
高速缓存电路主要用于存储AD/转换都的结果，以增强DAQ仪器本身的实时采样能力。一般来说告诉信息采集的场合均需采用高速缓存技术。
(5)实时采样和等效采样技术
实时采样技术是只在某一时间内所采集的一族数据与该时间内的己连续点力量在响应时刻点的量值是一一对应的。在总夺得测控系统中均采用实时采样技术，只有在高档的存储示波器和数据采集仪器(频率位数百兆赫或更高)中才使用等效采样技术。
(6)可编程逻辑器件与逻辑控制电路
逻辑控制电路完成DAQ仪器的硬件与软件的协调工作，主要有译码器与逻辑控制电路构成。一个好的逻辑控制电路应具有体积小、阻太灵活以及安全的功能，近年来迅速发展的可编程逻辑器件可以较好地实现这些功能。
2.2.
3.3 采用DAQ的优点
与传统的智能仪器相比，DAQ仪器在以下几方面显示出巨大的优越性:
(1)缩短研制周期，提高产品的竞争力
DAQ仪器不需要像研制智能仪器那样需要专门制作的微处理机子系统，在硬件设计上只要把精力集中在专用的仪器插件板上，或直接采用成熟的高性能数据采集卡;在软件设计上，又可以利用虚拟仪器软件开发系统，使仪器的设计周期可以大大缩短。由于DAQ仪器设计要给予某一总线，在这一点上，它的设计要遵循某种标准，容易形成标准化产品去占领市场，具有较强的竞争力。
(2)可视化与直读性
由于个人计算机的图形分辨率及图形处理能力己达到相当高的水准，不仅能够显示各种时域和频域曲线，而且还可以以多种形式显示各种测量数据结果图表，以增强可视化功能。
(3)测试过程与强大的数据处理能力
DAQ仪器可以方便地实现频谱分析、相关分析、传递函数分析及时间序列分析、模式识别等数扼处理与分析功能。利用微机的己有资源，还可以方便地实现测量数据的永久储存、数据)检索、远距离传输、打印等。
(4)模块化与多功能性
各种仪器卡实际上己按模块化的要求实现，同样，驱动各种仪器的软件也是按模块化的要求设计。如果一台PC上插有多种仪器卡，那么这台PC就是一台多功能的仪器系统用户希望从一种仪器状态切换到另一种仪器状态时，只要激活相
应的软件模块即可当测试系统要增加一个新的测量功能时，只需增加软件来执行新的功能或增加个通用模块来扩展系统的测量范围。
(5)集成化与扩展性
对DAQ仪器来说，一个较小的仪器系统一般只需一块或几块卡，这时利用PC内的扩展槽即可实现，无论从节约经费、节约能源、节约材料的角度，还是从节约空间的角度上看，DAQ仪器都具有很大的优越性。DAQ仪器的功能扩展可以通过加入一个模块或更换一个模块来实现，而不需购买或组装一个全新的系统。
2.2.
3.4 数据采集过程
将得到的电压送到数据采集卡中进行数据采集，再通过USB线将数据送入计算机，由计算机利用软件平台(LabVIEW)进行控制和处理。
数据采集卡（DAQ）主要由多路开关、放大器、采样保持器和A/D转换器等组成，它们与定时/计数器、总线接口电路等做在一块印刷电路板上,完成对被测信号的采集、放大和模/数转换任务。
数据采集（DAQ）是指从传感器和其他待测设备等模拟或数字北侧单元中自动采集信息的过程。数据采集系统是结合基于计算机的测量软件硬件产品来实现灵活的、用户自定义的测量系统。一个完整的DAQ系统包括传感器或交换器、信号调理设备、数据采集和分析硬件、计算机、驱动程序和应用软件等。当然，很多设备制造商已经把传感器、信号调理甚至DAQ卡即成为标准的设备，这种情况下用户不再需要考虑传感器、信号调理和DAQ卡，而只需要考虑如何与硬件设备通信以及如何开发上层应用程序。
第三章软件设计
3.1软件设计概述
Labview能把复杂、繁琐、费时的语言编程简化成“用图表提示的方法选择功能块、用线条将各种功能块连接起来”的编程方式。用户利用Labview编程就好像在“绘制”程序流程图。正式由于Labview面向的是广大普通工程师而非编程专家，因而其已成为目前应用最广、发展最快、功能最强、最流行的虚拟仪器开发平台。
3.2labview设计总体介绍
以温度压力试验平台的压力传感器所产生的相应电压值作为输入，利用DAQ assistant以1kHz频率对其进行200点的单位采集，将其求和并取平均值即得本设计最关键的平均电压，接下来就是通过对平均电压的一系列运算，得出实验所需参数及其相关显示。系统的初始化功能由直接赋值实现；系统的清零功能同样是由直接赋值实现；系统数据及其运算由while循环进行不断采集、更新与运算；称量数据文件的存储通过文件I/O功能实现；称量数据记录的读取通过文件I/O功能对称量数据文件进行读取；时间显示由“格式化时间/日期字符串”在while中不断刷新实现；内容输入由前面板输入控件及条件结构等实现。
3.3 设计系统有关参数的介绍及其计算
(1)平均电压（单位：v）：平均电压=∑200个采样点电压值/200；
(2)0点电压值（单位：v）：即无重物放上压力称时，其压力传感器输出的电压值；
(3)二次标定电压值（单位：v）：即100g或200g重物放上压力称时，其压力传感器输出的电压值。其中前面板的“二次标定重量选择”设置为选择100g时该项实际输入为0,选择200g时该项实际输入为1；
(4)标度：标度=[(二次标定重量选择值+1)*100]/(二次标定电压值-0点电压值)，即，标度=100g或200g /(100g或200g对应电平输入-0g对应电平输入)；
(5)重量（单位：g）：重量=(平均电压-0点电压值)*标度；
(6)当前总价：当前总价=单价*（重量/1000）；
(7)总金额：总金额即为所有当前总价的累加，即总金额（当次）=当前总价+总金额（前一次）。
3.4 labview设计分块介绍
3.4.1 前面板设计
前面板设置、实现功能及其使用说明：
1.以一选项卡为基本布局，总体分为初始标定、称重显示、记录读取、水果单价修改及使用说明五个分选项卡（如图3.1所示）。
2.由于要保证不同平台不同电平输入下电子称内部参数不变，以使得电子称显示准确，需设置标定功能。先清空压力称，点击0点标定，再选择是100g还是200g 二次标定，向压力称上放上100g或200g砝码，点击二次标定确定键，标定功能即完成，该功能可在整个称重过程中随时更改，但一般无需改动。
3.“称重过程”分选项卡包含的输入项有原有价目/手动价目输入选择、使用原有价目时会出现水果选择（其中包含龙眼、橘子、苹果、梨、香蕉、火龙果）、使用手动价目输入时会出现手动单价输入栏、累加确定键、保存确定键、清零确定键、停止键，显示项有日期及时间显示、电子称显示、单价显示、重量显示、当前总价显示、总金额显示、报警灯显示（超400g则闪红灯）。
4.“称重记录读取”分选项卡内设有一小选项卡，包含第一次至第五次称重记录的内容，每一次称重记录内容由时间、重量、单价、当前总价、总金额组成，设计时由簇及簇内放置的数组组成。
5.“水果单价修改”选项包含龙眼、橘子、苹果、梨、香蕉、火龙果的单价修改栏。
6.“说明”栏陈述包括标定、称重、累加、保存、查看、清零及其他功能实现使用说明。
图3.1 前面板中的标定选项
图3.2 前面板中的称重选项
图3.3 前面板中的记录读取选项
图3.4 前面板中的水果单价修改选项
3.4.2 总体程序框图
图3.6 总体程序框图上部一—初始化及标定
图3.7 总体程序框图中部一—称重有关输入、显示及记录文件保存
图3.8 总体程序框图下部一—清零及记录读取
虚拟仪器课程设计
一、一般信号分析的虚拟仪器设计 1、虚拟信号频谱分析仪设计（正弦波、余弦波、三角波等） 要求：1) 模拟产生一个周期信号（可选择方波、三角波、锯齿波等中的一个）并进行图形显示； 2）信号的幅值、相位和频率可调。 3) 对产生的周期信号，进行频谱分析并图形显示。 功能描述：可观察产生波形等经过FFT后的幅值谱。并分析调试结果。 二、工程测试实验教学虚拟仪器 1、温度传感器实验仪器设计 虚拟实验仪器要求： 1）可测试热敏电阻的电压情况； 2）可测试被测物体的温度情况并图形显示；
目录 第一章虚拟信号频谱分析仪设计 (1) 一、前面板设计 (1) 二、流程图设计 (2) 三、运行检验 (4) 第二章温度传感器实验仪器设计 (6) 一、设计原理 (6) 二、前面板设计 (7) 三、流程图设计 (7) 四、运行检验 (10) 第三章总结与心得 (11) 第四章参考文献 (12)
第一章虚拟信号频谱分析仪设计 一、前面板设计 1、五个输入型数字控件 五个输入型数字控件供使用者键入生成采样频率、初始相位、信号幅值、采样点数、信号频率。 操作：控制>>数值>>数值输入控件五次，得到五个输入型数字控件，分别标记为“信号频率”、“采样频率”、“采样点数”、“信号幅值”和“初始相位”。 2、两个输出显示型图形控件 输出显示型图形控件用来显示所产生的各类波形以及各类波形的FFT图。 操作：控制>>图形>>波形图表输出控件，调入图形控件。其横轴为时间轴。应考虑到生成的信号频率跨度大，在0.1Hz一10kHz范围内，其周期跨度也大，在10s～0.1ms范围内；纵轴为电压轴，生成信号幅值的范围应充满整个显示画面，故选用“波4形图表”显示器。 3、两个开关控件 操作：控制>>布尔>>确定按钮，调入开关按钮控件，标记为“复位”。 操作：控制>>布尔>>确定按钮，调入开关按钮控件，标记为“停止”。 4、一个下拉列表 操作：控制>>下拉列表与枚举>>文本下拉列表，调入文本下拉列表控件，对其进行编辑项设置，分别为正弦波，三角波，方波，锯齿波。（设置如图1所示） 图1文件下拉列表设置
Labview 课程实验报告 学院：电气工程 专业：建筑电气与智能化 姓名：杨震 班级：建电122 学号：1212062056 指导老师：茅靖峰
第一部分基础题 1、用LabVIEW的基本运算函数编写以下算式的程序代码： （前面板） （程序框图） 该程序要求用labview基本运算函数编写算式的程序代码，在前面板上我添加了两个数值显示控件用以显示两个算式的运算结果；在程序框图中运用软件自带的加、减、乘、除运算进行组合从而表示算式，再结果的后面加上一个双精度浮点数函数将程序运算结果强制转换后输入到显示控件中得到结果。
2、利用摄氏温度与华氏温度的关系°C=5(°F-32)/9编写一个程序求华氏度(°F)为32°,64°,4°,6.98°,6°,104°,212°时的摄氏温度。 （前面板） （程序框图） 该程序要求转换华氏度对应的摄氏度，本质上是对数据进行运算。在前面板上创建两个数组一个是数值输入数组用以输入华氏度的值，一个是数值显示数组用以显示对应的摄氏度的值。在程序框图中加入For循环将公式节点放入For循环中在公式节点上添加一个输入和一个输出分别连接两个数值控件，最后在公式节点中编辑二者运算关系完成设计。
3、用数组创建函数创建一个二维数组显示件，成员为： 1 2 3 4 5 6 2 3 4 5 6 1 3 4 5 6 1 2 4 5 6 1 2 3 编程将上述创建的数组转置为： 1 2 3 4 2 3 4 5 3 4 5 6 4 5 6 1 5 6 1 2 6 1 2 3 （前面板） （程序框图） 先在前面板中创建二维数组用以存放生成的数组元素数组为显示型控件，通过观察我们发现题目中的数组第一行为1-6顺序的六个元素从一开始后逐一加一，第二行则是5个数组元素平移，第三行为4个以此类推第四行3个所以我们在程序框图中用For循环和加一来生成第一行数组For循环的循环次数为六次，第二行数组则在第一行数组的基础上运用一维数组平移函数平移5位的到，以此类推生成四行数组，再使用数组生成函数生成二维数组输出到显示数组中显示出来，至于数组的转置直接运用数组转置函数得到，在该函数的输出端口右键创建显示控件。在前面板中调整创建的显示控件以确保显示所有转置的数组，实验完成。
《测控电路课程设计》报告题目人体电子秤设计 院系仪器科学与光电工程 专业测控技术与仪器 班级测控1102 学号 2011010652 学生姓名丁向友 指导老师刘国忠 实验时间 2014.06-2014.07 实验成绩
目录 一、课程设计目的及意义 (3) 二、系统设计的主要任务 (3) 三、总体方案设计 (3) 四、电路设计及调试 (4) 4.1称重传感器电路 (4) 4.2信号调理电路 (5) 4.2.1放大电路 (5) 4.2.2调零电路 (7) 4.3比较电路 (7) 4.4或非电路 (9) 4.5显示模块 (10) 4.6报警系统 (10) 五、电路调节 (10) 六、实验数据分析与处理 (11) 6.1准确性 (11) 6.2稳定性 (12) 6.3关键点电压 (13) 七、总结 (14) 八、参考文献 (14)
一、课程设计目的及意义 测控电路课程设计是测控电路课程体系的一个重要组成环节，独立实践教学环节是对《测控电路》理论部分的必要补充。 课程设计内容为典型测控系统电路设计，通过课程设计，使学生完成测控系统任务分析、电路总体设计、单元电路设计以及电路调试等各个环节。掌握有关传感器接口电路、信号处理电路、放大电路、滤波电路、运算电路、显示电路以及执行部件驱动电路等内容在测控系统中的使用方法。了解有关电子器件和集成电路的工作原理。 在课程设计中，做到理论联系实际，加深对理论知识的进一步理解，提高分析问题和解决问题的能力。本课程设计以AD620、LM741、LM339为核心，进行智能人体电子秤的设计,并详述该系统硬件的设计方法。该系统集称重、显示、报警于一体,功能齐全,实用性强，充分利用了电路分析、模拟电路、测控电路、信号分析与处理、传感器等课堂上学到的知识，有机的将所学到的知识融合在一起，投入到实际运用中，便于对知识的综合掌握及运用。 二、系统设计的主要任务 任务：设计一个人体电子秤测量系统。 要求： 1）基本要求 最大称重：150KG 用3位半数字显示表头显示体重，输入电压范围0-2V, 当体重大于W1时，点亮LED1，发出声音提示； 当体重小于W2时，点亮LED2，发出声音提示。 2）提高部分 提高线性度 可以设置W1和W2; 语音提示； 自由发挥 三、总体方案设计 本系统主要由称重传感器模块、滤波放大电路模块、调零模块、报警电路模块、LCD显示模块等部分组成。人体的体重信息由称重传感器转换成电信号,并通过测量电路进行滤波放大,通过显示电路进行显示,如体重超出设定范围系统还会报警。
基于霍尔式传感器的电子秤-课程设计
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课程设计报告 设计题目基于霍尔式传感器的电子秤 指导老师 摘要 科学技术的发展对称重技术提出了更高的要求，尤其是微处理技术和传感技术的巨大进步，大大加速了这个进程。目前，电子秤在商业销售中的使用已相当普遍，但在市场上仍广泛使用的电子秤有很大局限性。这些电子秤体积大、成本高，又不便随身携带，而目前市场上流行的便携秤又大都采用杆式秤或以弹簧压缩、拉伸变形来实现计量的弹簧秤等，其计量误差大，又容易损坏。杆式秤和弹簧秤等计量器械将逐渐被淘汰。因此，一种能够在未来更方便、更准确的普及型电子秤的发展受到人们的重视，设计一种重量轻、计量准确、读数直观的民用电子秤迫在眉睫。 本设计过程充分利用传感器的有关知识，利用霍尔传感器设计的简单电子秤很大程度上满足了此应用需求，并从简单电子秤的基本构造进一步了解大型电子秤的构造原理。 关键词：CSY传感器实验仪；电子秤；霍尔式传感器；差动放大器
目录 第一章绪论 (1) 1.1 电子秤概述 (1) 1.1.1 电子秤的发展 (1) 1.2 电子秤的组成 (2) 1.2.1 电子秤的基本结构 (2) 1.2.2 电子秤的基本工作原理 (2) 第二章电子秤设计的目的意义及设计任务与要求 (4) 2.1 电子秤设计目的 (4) 2.2 此课程在教学计划中的地位和作用 (4) 2.3 电子秤设计任务与要求 (4) 2.3.1 设计任务 (4) 2.3.2 设计要求 (4) 第三章电子秤总体设计方案 (5) 3.1 电子秤设计思想 (5) 3.2各电路单元或部件选择 (6) 3.2.1 直流稳压电源的选择 (6) 3.2.2 电桥平衡网络的选择 (6) 3.2.3 称重传感器的选择 (6) 3.2.4 差动放大器的选择 (9) 3.2.5 F/V表的选择 (9) 3.3 最终方案的确定 (10) 第四章硬件设计 (11) 4.1 硬件设计概要 (11) 4.1.1 硬件电路设计原理说明及电路图 (11)
河北北方学院 虚拟仪器原理与应用 课程设计 课程设计名称：基于labview的计算器设计 专业班级：电子信息工程技术3班 学号： 3 学生姓名：马洪印 成绩: 签名： 2016年12月22日 一、引言： 随着人们生活环境的不断改善和美化,在许多场合可以看到彩色霓虹灯。
彩灯由于其丰富的灯光色彩,低廉的造价以及控制简単等特点而得到了广泛的应用,用彩灯来装饰已经成为一种时尚。 本次课程设计是基于LabVIEW虚拟仪器系统开发与实践等原理与技术而设计的跑马灯。虚拟仪器的起源可以追溯到20世纪70年代，“虚拟”的含义主要是强调软件在仪器中的作用，体现了虚拟仪器与主要通过硬件实现各种功能的传统仪器的不同。由于虚拟仪器结构形式的多样性和适用领域的广泛性，目前对于虚拟仪器的概念还没有统一的定义。美国国家仪器公司（National Instrunents Corpotion ，NI）认为，虚拟仪器是由计算机硬件资源、模块化仪器硬件和用于数据分析、过程通信及图形用户界面的软件组成的测控系统，是一种计算机操纵的模块化仪器系统。 过去40年的时间里，美国国家仪器公司（NI）通过虚拟仪器技术为测试测量和自动化领域带来了一场革新：虚拟仪器技术把现成即用的商业技术与创新的软、硬件平台相集成，从而为嵌入式设计、工业控制以及测试和测量提供了一种独特的解决方案。使用虚拟仪器技术，工程师可以利用图形化开发软件方便、高效的创建完全自定义的解决方案，以满足灵活多变的需求趋势。 本次设计的跑马灯是利用虚拟仪器技术而完成的，跑马灯是一种生活中比较常见的装饰,本文主要通过labv i ew来设计了一个相对简单的对跑马灯的控制,实現了其有规律的亮灭,带来一定的观赏效果。 本文主要是实现了跑马灯的单个流水闪烁、双路同步流水闪烁、四路同步流水闪烁、全体同步闪烁,以此循环。本程序并控制闪烁的间隔时间,使其运行更具可观性。 二、前面板设计： 前面板是LabVIEW的图形用户界面，在LabVIEW环境中可以对这些对象的外观和属性进行设计，LabVIEW提供了非常丰富的界面对象，可以方便地设计出生动、直观、操作方便的用户界面。本系统中前面板显示程序的输入和输出对象，即，控件和显示器。本程序中控件主要是滑动杆，显示器主要是文本显示。 在前面板设计过程中主要设计了12个显示灯, 并让其方形围成一圈，显示程序通行结果。前面板还包括一个文本显示控件和水平指针滑动杆，文本显示控件用于显示滑动杆的刻度值即跑马灯的延时，通过改变滑动杆刻度调节跑马灯每
虚拟仪器实验报告四 专业年级电信081姓名李冬祥学号08808003成绩 一、实验目的：LabVIEW中字符串、数组、簇和矩阵 二、实验内容：LabVIEW基础学习 三、实验步骤：启动LabVIEW，创建VI程序，在前面板（用户界面）和后面板（程序框图）中进行试验。 三、实验结果： 练习1：组合字符串 练习2：字符串子集和数值的提取 练习3：Build Text Express VI
练习4：用循环创建数组 练习5：创建二维数组
练习6：多图区图形 练习7：使用创建数组功能函数 练习8：多态化练习
练习9：簇排序 练习10：簇 四、实验总结： 通过本次实验通作业了解Labview中的字符串、数组、簇和矩阵的用法掌握字符串及其函数在编程中的应用、列表和表格中创建字符串、利用字符串的功能函数组合新的字符串，同时掌握了字符串格式的编辑和Build Text Express VI的建
立与配置。掌握数组的建立和初始化，以及数组之间的基本算术运算。掌握簇的创建及簇操作函数的应用及使用簇与子VI传递数据。 五、实验作业： 1、为第3章的习题2连续温度采集监测添加报警信息，如下图所示，当报警发生时输出报警信息，例如“温度超限！当前温度78.23℃”，正常情况下输出空字符串。 思路：用第三章的 部分程序就可以 实现。 2、对字符串进行加密，规则是每个字母后移5位，例如A变为F，b变为g，x 变为c，y变为d… 思路：按照字母表实现这一加密功能，程序如下图：
3、产生一个3×3的整数随机数数组，随机数在0到100之间，找出数组的鞍点，即该位置上的元素在该行上最大，在该列上最小，也可能没有鞍点。如下图。 思路：按要求产生一个3×3的整数随机数数组，随机数在0到100之间，找出数组的鞍点，即该位置上的元素在该行上最大，在该列上最小，也可能没有鞍点。 4、利用簇模拟汽车控制，如右图所示，控制面板可以对显示面板中的参量进行控制。油门控制转速，转速＝油门*100，档位控制时速,时速＝档位*40，油量随VI运行时间减少。 思路：利用簇模拟汽车控制，如右图所示，控制面板可以对显示面板中的参量进行控制。油门控制转速，转速＝油门*100，档位控制时速,时速＝档位*40，油量随VI运行时间减少。
数字电路课程设计说明书 题目：数字电子秤 学生姓名：李思标 学号： 8080514215 院（系）：职业技术学院 专业：机械设计制造及其自动化 指导教师：郭文强 2010 年 7 月 2日
目录 第一节绪论 (3) 1.1本设计的任务和主要内容 (3) 1.2基本工作原理及原理框图………………………………… 第二节硬件电路的设计 (4) 2.1 电阻应变式传感器的选择 (4) 2.2 三运放大电路的设计 (6) 2.3 集成A/D转换器CC7106 (7) 2.4 LED显示电路的设计 (9) 2.5 总体工作电路原理图 (10) 第三节电路元件列表 (11) 第四节设计总结 (12)
数字电子秤设计 第一节绪论 本课程设计的电子秤以单片机为主要部件，利用全桥测量原理，通过对电路输出电压和标准重量的线性关系，建立具体的数学模型，将电压量纲（V）改为重量纲（g）即成为一台原始电子秤。其中测量电路中最主要的元器件就是电阻应变式传感器。电阻应变式传感器是传感器中应用最多的一种，本设计采用全桥测量电路，使系统产生的误差更小，输出的数据更精确。而三运放大电路的作用就是把传感器输出的微弱的模拟信号进行一定倍数的放大，以满足A/D转换器对输入信号电平的要求。CC7106 A/D转换的作用是把模拟信号转变成数字信号，进行模数转换，然后把数字信号输送到显示电路中去，最后由显示电路显示出测量结果。 1.1本设计的任务和主要内容 设计任务：设计一数字电子秤，其技术要求如下： 1）测量范围：0-1.999kg; 0-19.99kg; 0-199.9kg; 0-1999kg。 2）用数字显示被测重量，小数点位置对应不同量程显示。 3）具有自动切换量程功能。 1.2设计思路及原理框图 1.设计思路 1）用电子称称重的过程是把被测物体的重量通过传感器转换成电压信号。由于这一信号通常都非常小，需要进行放大，放大后的模拟信号经模/数变换转变成数字量，再通过译码显示器显示出重量。由于被测物体的重量相差很大，根据不同的测量范围要求，可由电路自由切换量程，同时，显示器的小数点数位对应不同量程而变化，即可实现电子称的要求。 2）称重的准确程度首先取决于传感器输出的信号，电子称的传感器通常使用电桥，它将应变电阻转变成电压信号或电流信号。 基本工作原理框图如下：
沈阳航空航天大学 课程设计 （说明书） 数字电子称的设计 班级 学号 学生姓名 指导教师胡乃瑞
沈阳航空航天大学 课程设计任务书 课程名称电子技术综合课程设计 课程设计题目数字电子称的设计 课程设计的内容及要求： 一、设计说明与技术指标 设计一个一个具有数字显示功能的数字电子称，具体技术要求如下： （1）测量范围0~0.99kg（0~0.99V）1~1.99kg（1~1.99V）。 （2）用3 位数码管显示测量结果。 （3）直流电源输出的微弱信号作为该系统的输入信号。 （4）发挥部分：设计测量量程，进一步扩大测量量程和减小测量误差。 二、设计要求 1．在选择器件时，应考虑成本。 2．根据技术指标，通过分析计算确定电路和元器件参数。 3．画出电路原理图（元器件标准化，电路图规范化）。 三、实验要求 1．根据技术指标制定实验方案；验证所设计的电路，用multisim软件仿真。 2．进行实验数据处理和分析。 四、推荐参考资料 1. 童诗白，华成英主编．模拟电子技术基础．[M]北京：高等教育出版社，2006年 五、按照要求撰写课程设计报告
成绩评定表： 指导教师签字： 年月日
一．概述 电子秤是日常生活中常用的电子衡器，广泛应用于超市、大中型商场、物流配送中心。电子秤在结构和原理上取代了以杠杆平衡为原理的传统机械式称量工具。相比传统的机械式称量工具，电子秤具有称量精度高、装机体积小、应用范围广、易于操作使用等优点，在外形布局、工作原理、结构和材料上都是全新的计量衡器。目前市场上使用的称量工具，或者是结构复杂，或者运行不可靠，且成本高，精度稳定性不好，调整时间长，易损坏，维修困难，装机容量大，能源消耗大，生产成本高。而且目前市场上电子秤产品的整体水平不高，部分小型企业产品质量差且技术力量薄弱，设备不全，缺乏产品的开发能力，产品质量在低水平徘徊。因此，有针对性地开发出一套有实用价值的电子秤系统，从技术上克服上述诸多缺点，改善电子秤系统在应用中的不足之处，具有现实意义。 从20世纪70年代开始，在世界范围内掀起了一股“电子秤热”，各先进工业国都很重视传感技术和电子秤的研究、开发和生产。传感技术已经成为重要的现代科技领域，电子秤及其系统生产已经成为了重要的新兴行业。我国生产的电子秤产品主要是属于静态衡器电子秤，在计量要求、功能和外形上已经达到了国外同类产品的先进水平，而且在价格上又低于国外的同类产品，具有较好的出口潜力；但动态衡器电子秤，与国外的同类产品还有一定的差距，尤其是在动态稳定性上存在较大的距离，我国进口的电子秤大多数就是这类产品。我国的电子衡量器要想打入国际市场，参与国际竞争。这就要求企业必须以技术为先导、以质量为中心、以管理为基础，努力提高制造技术与制造工艺水平，稳定产品
北京邮电大学课程设计报告
一．课程设计内容及目的： 1．掌握虚拟仪器的概念和系统组成，虚拟仪器系统的基本设计思想； 2．认识虚拟仪器的软件开发工具LabVIEW及图形化编程语言； 3．掌握虚拟仪器软件的设计方法，能够运用LabVIEW进行数据操作、结构控制、文件读写、信号处理、数学分析、波形分析等； 4．独立完成第一阶段的20个虚拟仪器设计； 5．小组成员共同完成第二阶段虚拟仪器设计； 6．完成虚拟仪器课程设计实验报告。 二．小组成员及分工： 组长： 王迪（2009211407班，学号09211870）,主要负责第二阶段任务的主要设计工作，包括功能设计，程序编写等。 组员： 蒲瑞（2009211406班，学号09211847），主要负责第二阶段虚拟仪器设计的界面设计和优化。 周莹（2009211406班，学号09211860），主要负责第二阶段虚拟仪器设计的市场调研。
三．第一阶段设计任务： 1.设计任务概述： 通过20个简单的小设计，来熟悉LabVIEW的基本操作，了解图形化的编程语言与之前传统编程语言的区别，适应这种全新的编程方式，为第二阶段的设计任务打下基础。 2.第一阶段设计成果： 经过四天时间学习和设计，圆满完成了第一阶段的设计任务，每一个小设计均独立完成，具有个人特色，大部分设计在题目要求的基础上增加了额外功能。由于篇幅有限，20个设计不再一一赘述，在此详细展示3个第一阶段的虚拟仪器设计。 1）第七题：用for循环产生一个长度为5的随机数 设计思路： 可通过用一个循环五次的for循环，在每一次循环体中产生需要的5位随机数的一位。具体实现方法为：在循环体中产生一个0到10的随机整数（通过随机数控件乘以10再取整得到），乘以一个每次循环自乘10的变量（利用反馈节点可实现自乘），再将得到的结果在每一次循环中进行自加（利用反馈节点实现自加），即可得到需要的五位随机数。需要注意的是最高位随机数需要进行判断，使其值不为0或10，以保证随机数的长度。 前面板图：
综合课程设计报告 基于AT89C51的数字电子秤的设计
目录 1、设计目的 (2) 2、设计的主要内容和要求 (2) 3、整体设计方案 (2) 3.1设计方案 (2) 3.2工作原理 (2) 4、硬件电路的设计 (3) 5、软件设计 (5) 5.1主程序设计 (5) 5.2 LM4229液晶显示 (5) 5.3 ADC0832采样程序 (7) 5.4 4*4键盘程序 (8) 6、系统仿真 (8) 7、使用说明 (12) 8、设计总结 (13) 9、元器件 (13) 10、参考文献 (13) 附录A (14) 附录B (23)
基于AT89C51的数字电子秤的设计 1、设计目的 单片机以其功能强，体积小，功耗低，易开发等很多优势被广泛应用。但单片机不是万能的，也存在不适合的场合，我们要充分利用单片机的内部资源和选择合适的单片机来完成我们的设计。本数字电子秤的设计过程中需要用到A/D转换、键盘、液晶显示、复位电路和蜂鸣器报警驱动电路的知识，同时在软件的设计过程中需要用到键盘扫描、液晶显示驱动、模数转换程序及汉字库的的设计，可以很好的将数电、模电、单片机知识进行综合应用。在综合应用中进一步熟悉单片机设计的开发各个流程，最终达到"巩固基础、注重设计、培养技能、追求创新、走向实用"的目的。 2、设计的主要内容和要求 本文主要完成一个简单实用数字电子秤的硬件电路部分和软件部分的设计。在设计的过程学会使用单片机对数字电子秤的各种功能进行控制。本设计中的数字电子秤要求能够显示商品的名称、价格、总量、总价等；能够自动完成商品的价格计算；能够储存几种简单商品的价格；能够具有超重提醒功能，一旦重量超出了自身重量的测量的范围，发出警报；同时对数字电子秤的测量范围要达到5KG，测量精度要求达到0.001。 3、整体设计方案 3.1设计方案 整个数字电子秤电路由电源电路、单片机主控制电路、LM4229显示电路、蜂鸣器报警电路、4*4键盘电路和压力传感电路(ADC0832采样）6个部分组成。如图3.1所示。 3.2工作原理 打开电源开关，数字电子秤开始工作。接通电源时，数字电子秤进入欢迎界面“欢迎使用电子秤设计······”。此时数字电子秤上MCU开始工作，键盘不断进行扫描，同时通过ADC0832也不断进行外部称量数据采样，LCD上显示“实用电子秤名称单价······”。当载物台上放有物体时，ADC0832立即将数据收集送给单片机处理。此时工作人员只要输入对应商品的代码编号，在240*128的LCD上可以看到相应商品的名称，单价，总重，总价格等信息。在称量的过程中，一旦物体自身的重量超出电子秤的称量范围，蜂鸣器立即会发出“滴
电 子 设 计 实 验 报 告 电子科技大学 设计题目：电子称姓名：
学生姓名 任务与要求 一、任务 使用电阻应变片称重传感器，实现电子秤。用砝码作称重比对。 二、要求 准确、稳定称重； 称重传感器的非线性校正，提高称重精度； 实现“去皮”、计价功能； 具备“休眠”与“唤醒”功能，以降低功耗。
电子秤 第一节绪论 摘要：随着科技的进步，在日常生活以及工业运用上，对电子秤的要求越来越高。常规的测试仪器仪表和控制装置被更先进的智能仪器所取代，使得传统的电子测量仪器在远离、功能、精度及自动化水平定方面发生了巨大变化，并相应的出现了各种各样的智能仪器控制系统，使得科学实验和应用工程的自动化程度得以显著提高。影响其精度的因素主要有:机械结构、传感器和数显仪表。在机械结构方面,因材料结构强度和刚度的限制,会使力的传递出现误差,而传感器输出特性存在非线性,加上信号放大、模数转换等环节存在的非线性,使得整个系统的非线性误差变得不容忽视。因此,在高精度的称重场合,迫切需要电子秤能自动校正系统的非线性。此外,为了保证准确、稳定地显示,要求所采用的ADC具有足够的转换位数,而采用高精度的ADC,自然增加了系统的成本。基于电子秤的现状,本文提出了一种简单实用并且精度高的智能电子秤设计方案。通过运用很好的集成电路,使测量精度得到了大大提高,由于采用数字滤波技术,使稳态测量的稳定性和动态测量的跟随性都相当好。并取得了令人满意的效果。 关键词：压力传感器，AD620N放大电路，ADC模数转换，STM32单片机，OLED 显示屏，矩阵键盘，电子秤。 1.1引言 本课程设计的电子秤以单片机为主要部件，利用全桥测量原理，通过对电路输出电压和标准重量的线性关系，建立具体的数学模型，将电压量纲（V）改为重量纲（g）即成为一台原始电子秤。其中测量电路中最主要的元器件就是电阻应变式传感器。电阻应变式传感器是传感器中应用最多的一种，本设计采用全桥测量电路，是系统产生的误差更小。输出的数据更精确。而AD620N放大电路的作用就是把传感器输出的微弱的模拟信号进行一定倍数的放大，以满足A/D 转换器对输入信号电平的要求。A/D转换的作用是把模拟信号转变成数字信号，进行模拟量转数字量转换，然后把数字信号输送到显示电路中去，最后由OLED
湖南科技大学本科生课程设计（论文） 南科技大学 课程设计 学生姓名: 专业及班级: 0903030318 2012年12月29日 课程设计名称: 《虚拟仪器》课程设计 院: 机电工程学院 指导教师： 毛征宇郭迎福 王靖 刘峥嵘 测控三班 口 号
摘要 LabVIEW是美国National Instruments（简称Nl）公司推出的图形化软件开发环境。基于LabVIEW的虚拟信号频谱分析仪，可以产生一个周期信号并进行图形显示，信号的幅值、相位和频率可调，并对产生的周期信号，进行频谱分析并图形显示。基于LabVIEW 的相关分析虚拟实验仪器，可以测试两个三角波信号的互相关函数以及测试4种典型信 号的自相关函数。 关键词LabVIEW频谱分析互相关自相关
第一章设计题目及要求 1. 1 1.2虚拟信号频谱分析仪设计-?… 相关分析虚拟实验仪器设计-- 第二章 2.1 2.2第三章 3. 1 3.2第四章第五章 5. 1 5.2第六章 6.1 6.2第七章第八章 8. 1 8.2第九章第十章 目录 虚拟信号频谱分析仪的方案设计 虚拟信号频谱分析仪的原理-- 总 体方案设计的确定 ............ 虚拟信号频谱分析仪程序实现 前面板的设计和规划?- 程序框图设计 ......... 虚拟信号频谱分析仪的调试运行 相关分析虚拟实验仪器的方案设计 相关分析虚拟实验仪器的原理? 总体方案设计的确定 ......... 互相关分析虚拟仪的程序实现 前面板的设计和规划? 程序框图设计 ....... 互相关分析的调试运行 自相关分析虚拟实验仪器的程序实现 前面板的设计和规划? 程序框图设计 ....... 自相关分析的调试运行 总结与体会 ? (3) ? (8) 10 11 12 14 15 16 19 参考文献20
虚拟仪器课程设计报告 题目：简易计算器 专业班级：自动化132 学生姓名：牛磊 学号： 34 指导教师：张振利
目录 一、设计实现的功能 (1) 二、前面板设计 ............................................................................................. . (1) 三、程序框图计........................................................................................................ (2) 1、程序的原理框图 (2) 2、运算变量的初始化 (4) 3、“+、-、*、/”四则运算 (5) 4、输出运算结果 (5) 5、退出操作 (6) 四、调试过程 (6) 五、结论 (6) 六、致谢 (7) 七、参考文献 (8)
一、设计实现的功能 本次课程设计是基于LabVIEW所设计的计算器，目的是为了实现两个数之间的加、减、乘、除四则运算，达到简易计算器的功能。编程的思想是完成一种运算的完整过程是：输入第一个数，存储并显示输入要进行运算的类型并存储输入第二个数，存储并显示按“=”或则按其它运算符号“+、－、*、/”进行连续的运算时显示运算结果。本次课程设计是基于LabVIEW虚拟仪器系统开发与实践等原理与技术而设计的计算器，可以用来模拟真实计算器而进行一些简单的基本运算。 二、前面板设计 前面板是Labview的图形用户界面，在Labview环境中可以对这些对象的外观和属性进行设计，Labview提供了非常丰富的界面对象，可以方便地设计出生动、直观、操作方便的用户界面。本系统中前面板显示程序的输入和输出对象，即，控件和显示器。本程序中控件主要是按钮，显示器主要是文本显示。首先，在前面板上建立一个簇，然后在簇中再建立布尔量，在前面板整齐排列放置16个确定按钮，将这16按钮的标签隐藏，然后修改这16个确定按钮的名字分别为：0～9十个数字、加、减、乘、除、等号和清零、。前面板还包括一个文本显示控件用于显示计算的结果，通过改变显示控件的大小使之于计算器的大小相适应。计算器的前面板还有程序框图中while循环的停止按钮，当按钮按下时计算器停止工作退出到LabVIEW的编辑界面。为了前面板的美观和防止按钮的移动，分别将前面板的各个按钮和文字进行组合和对前面板进行装饰，装饰采用修饰中的平面框。如下图所示：
【设计题目】:基于单片机的电子秤设计 【设计要求】： （1）设计一款电子秤，用LCD液晶显示器显示被称物体的质量（2）可以设定该秤所称的上限 （3）当物体超重时，能自动报警 【设计过程】 1.【方案设计】 1.1电子秤的组成 1.1.1电子秤的基本结构 电子秤是利用物体的重力作用来确定物体质量（重量）的测量仪器，也可用来确定与质量相关的其它量大小、参数、或特性。不管根据什么原理制成的电了秤均由以下三部分组成： (1)承重、传力复位系统 它是被称物体与转换元件之间的机械、传力复位系统，又称电子秤的秤体，一般包括接受被称物体载荷的承载器、秤桥结构、吊挂连接部件和限位减振机构等。 (2) 称重传感器 即由非电量（质量或重量）转换成电量的转换元件，它是把支承力变换成电的或其它形式的适合于计量求值的信号所用的一种辅助手段。 (3) 测量显示和数据输出的载荷测量装置 即处理称重传感器信号的电子线路（包括放人器、模数转换、电流源或电
压源、调节器、补尝元件、保护线路等）和指示部件（如显示、打印、数据传输和存贮器件等）。 1.1.2电子秤的工作原理 当被称物体放置在秤体的秤台上时，其重量便通过秤体传递到称重传感器，传感器随之产生力一电效应，将物体的重量转换成与被称物体重量成一定函数关系（一般成正比关系）的电信号（电压或电流等）。此信号由放大电路进行放大、经滤波后再由模／数( A/D)器进行转换，数字信号再送到微处器的CPU处理，CPU不断扫描键盘和各功能开关，根据键盘输入容和各种功能开关的状态进行必要的判断、分析、由仪表的软件来控制各种运算。运算结果送到存贮器，需要显示时，CPU发出指令，从存贮器中读出送到显示器显示，或送打印机打印。 1.2本设计思路 本设计的主要思路是：利用压力传感器采集因压力变化产生的电压信号，经过电压放大电路放大，然后再经过模数转换器转换为数字信号，最后把数字信号送入单片机。单片机经过相应的处理后，得出当前所称物品的重量，然后显示出来。主要技术指标为：称量围0～600g，分度值1kg，精度等级III级，电源AC220V。 2.【器件选择】 按照本设计功能的要求，系统由5个部分组成：控制器部分、测量部分、数据显示部分、键盘部分、语音提示部分和电路电源部分，系统设计总体方案框图如图1所示。
虚拟仪器 成绩评定表 设计课题：基于labview的打地鼠小游戏 学院名称：电气工程学院 专业班级：测控技术与仪器1403 学生姓名： 学号： 指导教师：
虚拟仪器课程设计任务书
摘要： 主要介绍了通过LabView研发打地鼠小游戏的过程。 关键词：Labview 打地鼠 一、设计任务 1设计目标： 设计一个打地鼠（僵尸）的小游戏。 2设计基本要求及发挥： （1）初步实现打地鼠功能。 （2）增加积分和等级统计功能。 （3）美化程序界面，添加音效。 二、方案论证 1.地鼠部分 方案一：运用事件，实现点击的确认，并利用随机来判定哪个口有地鼠。 方案二：调用ActiveX控件，采用更简单的语句编写，例如Flash。 鉴于此次想要练习Labview的应用，选用了方案一。 https://www.doczj.com/doc/4f13446480.html,BVIEW程序设计 初步的设计并不理想，不能实现地鼠自动消失以及乱点鼠标的惩罚。 经过多次调整方案，最后采用了对于事件进行详尽分类，将地鼠的出现与消失编入事件，后来加入开始结束按键以后，问题变得更加复杂，于是在调用子VI的基础上，又增加了“等待开始”与“失败”两个事件，在此基础上重新调整了每一个参数在不同事件中的传递以及累计运算，最后实现了数据的统计。 在等待地鼠出现的事件中加入了难度的递增判断。对于同类数据隐藏，并把相同分类的编入簇处理，以简化框图。 3.界面美化 初步美化界面，个性化了按键，对于某些按键加入特效。最终加入音效。
三、总体方案 1.工作原理: 简单来说，通过事件的触发和认证，实现了打地鼠功能。实际却比想象中的复杂很多。关键在于数据传递和算法的巧妙使用。 2.程序设计 对于框图已经做了整理，不方便再拆开了，整体来说，先从地鼠的触发开始，采用了自定义控件，地鼠按钮拥有三个态。地鼠采用随机触发，地鼠触发后判定是否点击相应地鼠，不点击延时后重新准备出地鼠，点击错误减时间，都是通过事件来完成的。比较复杂的是不同事件中的数据交换，除了统计数据的交换，还有事件真假的交换，这些都互相制约，而且根据嵌套决定了各自的优先级，这里不详细解释。最后就是在之前的基础上做了些小调整以消除bug。例如数据的初始化，还有数据的验证。在最后就是美化工作了，起初想应用同步时序实现更加复杂的音效效果，但是对于同步的几个控件理解不够深刻，经过多次尝试后还是采用了简单的方案。想应用ActiveX控件调用Flash实现动态地鼠，后查网说如果机器不安装Adobe Flash则控件不能正常显示，鉴于方便大家测试，作罢。美化工作其实不必程序设计简单，图片都要自己处理，声音也要自己剪裁和处理。经过这么多的努力才制作出一个这么简陋的小游戏，见笑。而且制作过程中为了美化删减掉许多功能，大家看到的最终版本并不代表所有汗水。 四设计步骤 1.1 前面板设计 根据在实际机器中的实物以及设计思路过程，大致需要地鼠、成绩显示屏、玩的过程中地鼠个数显示、时间的设置输入以及一些控制游戏始末的开关等。 在时间有限的情况下，没有能够自行设计一个控件，因此用布尔开关来模拟，当开关开时记作地鼠出现，关时记作地鼠消失，为进一步的区分这两种状态，可以让开与关时的布尔控件显示不同的颜色，如下图2-1-a。还是可以用布尔控件来控制类似的电源开与关、游戏的开始与结束。屏幕的显示用字符串显示控件可以满足。地鼠出现的总个数、打中的以及为打中的是数字的显示，用数字显示控件可以，如图2-1-a。当然时间的设置用数字输入控件好一些，为使时间的精度高一些，特以没0.1s来增加或减少。整体前面板控件如图2-1-a.
虚拟仪器实验报告 姓名：肖阿德班级：测控0801 学号：118 时间：地点：电气院楼305 实验一VI程序的创建、编辑和调试 1.熟悉LabVIEW环境。 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 2.创建一个VI。 发生一个值为0.0～1.0的随机数a，放大10倍后与某一常数b比较，若a>b，则指示灯亮。要求：①编程实现；②单步调试程序；③应用探针观察各数据流。 3.创建和调用子VI。 创建一个子VI，子VI功能：输入3个参数后，求其和，再开方。 编一个VI调用上述子VI。 4.编写一个VI求三个数的平均值。 要求： ?对三个输入控件等间隔并右对齐。 ?添加注释。 ?分别用普通方式和高亮方式运行程序，体会数据流向。 ?单步执行一遍。 5.实验个人总结： 前面板中控件的颜色、大小、名称等都可以在控件的属性中设置； 其中颜色可以使用工具选版的”设置颜色”来设置，并且比在属性中设置更灵活、简便； 探针设置后配合单步调试能清楚的展示程序运行的具体过程，便于明白程序和差错； 创建子VI时，图标的选择最好有针对性和个性，如可以自行绘制图标，便于在调用图标时快速了解子VI的功能作用；
虚拟仪器实验报告 姓名：肖阿德班级：测控0801 学号：118 时间：地点：电气院楼305 实验二数据操作 1、写一个VI判断两个数的大小，如右图所示：当A>B时，指示灯亮。 2. 写一个VI获取当前系统时间，并将其转换为字符串和浮点数。这在实际编程中会经常遇到。 3. 写一个温度监测器，如右图所示，当温度超过报警上限，而且开启报警时，报警灯点亮。温度值可以由随即数发生器产生。 4.给定任意x, 求如下表达式的值 5.实验个人总结： 在获取系统时间的VI中，通过对格式化日期/时间字符串中的格式字符串的设置可选择需要输出的日期/时间的格式 当一些控件要求的数据格式与当前的输入/输出数据格式不相符时，可通过相应的转换函数进行强制转换； 在输入一些数学表达式时，注意一些特定的数学符号在LabVIEW中的规定表示法；
数字电子秤 摘要:随着微电子技术的应用，市场上使用的传统称重工具已经满足不了人们的要求。为了改变传统称重工具在使用上存在的问题，在本设计中将智能化、自动化、人性化用在了电子秤重的控制系统中。本系统主要由单片机来控制，测量物体重量部分由称重传感器及A/D转换器组成，加上显示单元，此电子秤俱备了功能多、性能价格比高、功耗低、系统设计简单、使用方便直观、速度快、测量准确、自动化程度高等特点。本系统以AT89S52单片机为主控芯片，外围附以称重电路、显示电路、报警电路、键盘电路等构成智能称重系统电路板，从而实现自动称重系统的各种控制功能。可以说,此设计所完成的电子秤在很大程度上满足了应用需求。 关键词：AT89S52，称重传感器，A/D转换器，LED显示器 Abstract:With the application of micro-electronics technology, tradition ponderation instrument used in market has been not satisfaction with hunman requirements already. In order to make up for the traditional apparatus shortcoming, we improve the apparatus's control system with intelligence and automation. This system is mainly controlled by microcontroller, the section of height measurement accomplish by supersonic sensor, the section of weight measurement accomplish by weight sensor and A/D transformer, this apparatus have many characteristic such as having more function, consume less energy, small and move easily, low price, measure precisely, the speed is quick, automatic work without people and so on.The system is mainly controlled by the microcontroller AT89S52, the periphery is consist of the circuit of clock and calendar, the circuit of measure height and weight, the circuit of display and print, all of these comprise the circuit board of the intelligent apparatus of height and weight. It can achieve all function of the apparatus. Keywords: AT89S52，ponderation –sensor，A / D converter，LEDDisplay
一、虚拟相关法测量相位差仿真仪 摘要：虚拟仪器技术是利用高性能的模块化硬件，结合高效灵活的软件完成各种测试、测量和自动化的应用。虚拟仪器技术具有性能高，扩展性强，开发时间少及出色的集成能力等优势。基于虚拟仪器技术可以开发适应不同应用场合的虚拟仪器测试方案，更好地组建自动化程度较高，数据处理分析能力较强的测试系统口。本课题是虚拟用相关法测量两个同频率正弦波信号的相位差。 关键词：虚拟仪器；相关法；相位差 一．设计原理及方案 1、相关法求相位差的原理 相关法利用两同频正弦信号的延时τ=O 时的互相关函数值与基相位差的余弦值成正比的原理获得相位差。由于噪声信号通常与有效信号相关性很小，因而该方法有很好的噪声抑制能力。 假设有两个同频信号x(t)、y(t)，都被噪声污染，描述如下： x(t)=Asin(ω0t ＋ψ0)＋N x (t) y(t)=Bsin(ω0t ＋ψ1)＋N y (t) （1-1） 其中，A ，B 分别为x(t)和y(t)的幅值；N x ，N y 分别为噪声信号。显 然两信号的相位差为phasedif ＝ψ1－ψ0，但实际中是无法知道ψ1和ψ0的。用相关法求相差的原理如下，周期信号互相关函数的表达式为： T xy 0 1R x()()t y t dt T ττ+?（）＝ （1-2） 其中，T 为信号周期，将（1-2）式代入（1-1）式，可得： T xy 00x 01y 0 1R [Asin()N (t)][sin(())N (t )]t B t dt T τωφωτφτ++?（）＝＋＋＋＋ 当τ＝0时， T x y 00x 01y 01R 0[As i n ()N (t )][s i n(()N (t )]t B t dt T ωφωφ+?（）＝＋＋＋ 理想情况下，噪声和信号不相关，且噪声之间也不相关，积分后得： xy 10AB R 0cos()2 φφ-（）＝ 所以有：