课程设计任务书
课程名称：虚拟仪器
题目：基于声卡的音频采集分析仪与信号发生器设计
学院：环化学院系：化工系
专业：测控技术与仪器
班级：
学号：
学生姓名：
起讫日期： 17 ~ 18 周
指导教师：职称：中级
系分管主任：刘雷
审核日期：
一、课程设计的要求和内容（包括原始数据、技术要
求、工作要求）
虚拟仪器技术是测试技术和计算机技术相结合的产物，它融合了测试理论、仪器原理和技术、计算机接口技术、高速总线技术以及图形化软件编程技术于一身，实现了测量仪器的集成化、智能化、多样化及可编程化，本课程设计的任务是帮助学生学习和了解虚拟仪器的原理及开发技术，掌握虚拟仪器软件平台LabVIEW的基本的编程方法及调试技术，并结合计算机声卡来完成一个信号发生器与时频分析仪的设计。
具体要求与内容：
1. 具备数字存储示波器、信号发生器和信号分析仪三个主要功能模块；
2. 可以通过前面板交互界面实现示波器与信号发生器功能切换；
3. 采集数据可以在单次和连续两种方式进行切换，采集的数据可以进行存储，类型可以在WAV、BIN和TXT三种类型进行切换，数据存储要求用子VI实现；
4. 对于信号发生器，要求可以叠加各种噪声，要求可以改变信号相关参数，同时能够实现两个以上信号叠加为一个复合信号；
5. 时频分析仪应该能够完成大部分时域和频域分析，可实现信号分析前的加窗或滤波器操作，可以对原始数据和结果数据进行保存，示波器的各个参数灵活可调并且可以将已存数据重新载入进行分析观察。对于音频信号可以选择性的进行播放。
基于声卡的音频采集分析仪与信号发生器设计：
摘要：要在LABVIEW环境中进行对声卡采集编程，就是运用常用周期信号及测试领域特殊信号的双通道模拟输出。由于专用数据采集卡成本比较昂贵、而且和计算机兼容性比较差等缺点，这个论文就是应用性能良好、价格低廉的计算机声卡设计一套基于 LabVIEW 的信号采集分析系统。该系统具有双通道、高保真、22K 甚至 44KHz 的采样率，实现了音频信号的实时采集、实时存储、回放、信号分析（时域分析和频域分析）等多种功能。实验结果表明：该设计方案具有设计简便、成本低、通用性高、扩展性好、界面大方简洁等优点，可广泛应用于工程测量和科学实验室等环境。
关键词：声卡；数据采集；虚拟仪器；LabVIEW ；
引言：数据采集是信号分析与处理的一个重要环节，在许多工业控制与生产状态监控中，都需要对各种物理量进行数据采集与分析。但是，专用数据采集卡的价格一般比较昂贵，而我们PC机的声卡就是一个很好的双通道数据采集卡。实际测量中，在满足测量要求的前提下，可以充分利用计算机自身资源，完成数据采集任务，从而节省成本。
虚拟仪器是基于计算机的软硬件测试平台。虚拟仪器技术的优势在于可由用户定义自己的专用仪器系统,且功能灵活,很容易构建,所以应用面极为广泛。目前应用最广、发展最快、功能最强的图形化软件集成开发环境是美国国家仪器公司的创新软件产品[1]。它是将仪器装入计算机中, 以通用的计算机硬件及操作系统为依托, 可以实现各种仪器的功能。
LabVIEW是一种图形化编程语言，广泛应用于工业界、学术界和研究实验室,主要应用于仪器控制、数据采集、数据分析、数据显示等领域,适用于多种不同的操作系统平台。与传统C、C++等编程语言不同，LabView采用强大的图形化语言编程,面向测试工程师而非专业程序员，编程方便,人机交互界面直观友好，具有强大的数据可视化分析和仪器控制能力等特点[2]。
一、声卡信号采集系统总体设计方案
声卡采集系统原理框图如下图1所示。它主要由声源、信号调理模块、计算机声卡以及安装于计算机机上的LabVIEW软件等几部分组成。
图1 声卡采集系统原理框图
工作过程为：输入时，测试信号首先经过信号调理电路，利用PC机声卡的麦克风输入（mic in）或线路输入（line in）作为信号的输入端口，将获取到的模拟音频信号经过左右两个通道和A/D转换后送入计算机，通过LabVIEW编写的采集程序进行各种处理和保存；输出时，经过采集系统处理的数据通过总线将数字化的信号以PCM方式送到D/A转换器，编程模拟的音频信号由线路输出（line out）端口通过耳机或音响转换为音波播放出来。
信号调理电路：在信号进入声卡之前必须经过信号调理，主要包括信号的放大、滤波、隔离和线性化处理，以使其能够被声卡正确的识别。声卡的麦克风（mic in）输入端具有高增益放大器，会使得信号产生较大失真，所以选择线路（line in）输入信号时，其输入电压应为-1～+1V。
声卡：计算机的声卡作为数据采集卡，其A/D转换功能已经成熟，而且计算机无需添加额外配件便能完成所有音频信号的采集功能，具有价格低廉、采样精度高，与LabView结合编程简单等优点，因此，利用声卡可以构成一个较高采样精度、中等采样频率、灵活性好的信号采集系统。
声卡主要技术指标有采样位数、采样频率、频率范围和频率响应、基准电压等。
（1）采样位数：采样位数可以理解为声卡处理声音的解析度。这个数值越大，解析度就越高，录制和回放的声音就越真实。如今市面上所有的主流产品都是16位的声卡，而一般的数据采集卡大多也才有12位，因此，声卡相较于常用的数据采集卡毫不逊色[3]。
（2）采样频率：采样频率是指录音设备在一秒钟内对声音信号的采样次数，采样频率越高声音的还原就越真实越自然。在当今的主流民用声卡上，采样频率一般共分为8 KHz 、、和四个等级，少数可以达到48 KHz 。对于20Hz～
20KHz范围内的音频信号，如果采用48 KHz采样频率，虽然理论上是可行的，但是效果已经不是最好。因而使用声卡的局限性就是不允许用户在最高采样率下随意设定采样频率。对于高于48KHz的采样频率人耳已无法辨别出来了，因此没有实用价值。
（3）频率范围和频率响应：前者是指音响系统能够回放的最低有效回放频率与最高有效回放频率之间的范围；后者是指将一个以恒电压输出的音频信号与系统相连接时，音箱产生的声压随频率的变化而发生增大或衰减、相位随频率而发生变化的现象。以声卡作为虚拟测试仪器的硬件设备必须对其频率特性有所了解。本系统所用计算机主板集成声卡是Reaktek的ALC880 Codec，根据其性能指标，设置采样率为，采样位数为双通道，采样比特数为16位，以保证采样时的干扰较小、波形稳定[4]。
（4）基准电压：声卡没有基准电压，因此无论是A/D还是D/A转换器，都需要用户参照基准电压进行标定[5]。
二、声卡信号采集系统设计实现
LabVIEW软件是一种基于图形语言编程的可视化软件开发平台，与VC，VB 等其他可视化编程语言相比，其函数库丰富、编程简单直观、调试方便，而且界面开发简单，界面风格与传统仪器相似。LabVIEW是一个外观和操作能模仿实际的仪器的程序开发环境，类似于C、BASIC等编程语言。但LabVIEW的特点在于，它使用图形化编程语言G在流程图中创建源程序，而非使用基于文本的语言来产生源程序代码。LabVIEW还整合了诸如满足GPIB、VXI、USB、RS-232和RS-485以及数据采集卡等硬件通讯的全部功能。内置了便于TCP/IP、Active
X等软件标准的库函数。虽然LabVIEW是一个通用编程系统，但是它也包含了数据采集和仪器控制等特别设计的函数库和开发工具。由于LabVIEW所使用的术语、图标和概念都是技术人员、科学家、工程师所熟悉的，故而即使用户没有多少编程经验，同样也能利用LabVIEW来开发自己的应用程序[6]。
以LabVIEW为基础的本声卡信号采集系统主要完成了信号采集、存储、回放和频域分析等功能。本设计对于信号采集如此多的功能采用了分模块显示设置，这样使得主程序前面板简单明了，且功能齐全，方便了用户的操作。
三、信号采集的设计
采集音频信号面板图2：
信号采集前面板如图2，信号采集原理是利用计算机声卡的实际特性把外部模拟信号经过转换，实现对数据的保存同时能够实时显示出来。根据计算机声卡的实际特性，将声卡设置为双通道、采样频率、16位采样比特数、连续采样等，如图2所示。本设计根据实际显示需要，当点击开始采集按扭时，该虚拟示波器界面实时显示了所采集歌声的实时信号和保存成音频格式文件。同时，实时显示界面的示波器属性设置为X、Y轴均设置为“自动调整标尺”，从而保证无论信号幅值如何改变，总可以在纵坐标上是清晰显示，这样不仅方便用户操作，而且观察方便。
图2 声卡参数设置以及采集音频信号图
音频信号程序图3
功能实现方法：首先创建好一个音频格式的写文件，另外选择声卡控件，对声卡控件的配置，为了防止数据溢出所以要先准备好写文件才能进行声卡的读和写，所以一定要在写文件和声卡控件当中连上ERROR，这样才能保证数据不会溢出。同时当我们写完文件时，一定要加上关闭文件的控件。运行程序时，由于利用了一个事件控件，所以当点击开始采集时就能进行声卡信号的采集，
实时保存和实时显示等功能的实现。
图3 音频信号后面板程序
四、信号发生器的设计
信号发生器的前面板如下图4所示。主要的功能有实现单通道信号发生、或者双通道叠加，同时还能叠加各种噪声信号，在对各种信号操作时，可以对如频率、振幅、相位等的设置。
它的程序框图如图5，
实现方法如下：利用文件的打开方式，选择创建一个音频文件，当文件准备好写以后，然后利用信号发生器控件实现单、双、混合噪声的选择，从而实现信号发生器的功能。
信号发生器面板图4：
图4 信号发生器面板设置
信号发生器程序框图如图5：
实现方法如下：利用文件的打开方式，选择创建一个音频文件，当文件准备好写以后，然后利用信号发生器控件实现单、双、混合噪声的选择，从而实现信号发生器的功能。
图5 信号发生器和示波器程序图
图6 信号发生器所产生的波形图
三、虚拟示波器的设计
虚拟示波器的前面板是应该根据实际中的仪器面板以及该仪器所要实现的各种功能进行设计的程序交互式图形化用户界面。根据计算机声卡的实际特性，将声卡设置为双通道、采样频率、16位采样比特数、连续采样等，如图6所示。本设计根据实际显示需要，设计的显示前面板如图3所示，该虚拟示波器界面实时显示了所采集歌声的实时信号。同时，实时显示界面的示波器属性设置为X、Y轴均设置为“自动调整标尺”，从而保证无论信号幅值如何改变，总可以在纵坐标上是清晰显示，这样不仅方便用户操作，而且观察方便。
四、虚拟数据分析仪设计
数据分析仪主要包括数据回放、信号参量、幅度相位谱和功率谱的测量等。数据回放主要是将已存储的信号重新读取然后进行分析；数据信号参量测量主要从时域上对信号的周期平均值、周期均方值、峰峰值、均值等测量；幅度相位谱和功率谱主要是从频域上对回放信号的幅度、相位以及功率进行测量。
对手动保存的历史采样信号文件，通过历史数据回放功能，可以逐块地由软件象采集真实数据一样，重新由软件显示、处理；由此可以重现试验过程、检验各种功能、验证用户的各种设置；在软件模块中，用户可以进一步对LabVIEW采集的数据进行进一步分析、处理；历史数据回放功能能让用户在试验前就调试程序、在试验后反复用试验数据验证，即用实际数据仿真试验，减少试验成本、重现关键试验。历史波形回放程序框图如图7所示。对于其程序图是把信号的回放、时域的分析以及频域的分析全部结合在一起，如图9所示。
回放分析仪：
图7 波形回放前面板图
时域分析仪：
时域分析是一种直接在时间域中对系统进行分析的方法，具有直观、准确的优点，可以提供数据采集系统时间响应的全部信息。
图10 虚拟数据时域分析仪框图程序
频域分析：
频域分析是通过傅里叶变换将时域信号变换到频域，其主要是了解信号的频谱成分以及各种成分的强度。本设计主要实现了对采集信号的幅度谱、相位谱和功率谱分析等功能。实际程序如图7所示。其中，对信号加窗时，使用矩形窗将信号突然截断，在频域上造成很宽的、原信号中不存在的附加频率成分，即有限化带来的泄露问题。为了防止采集信号发生泄露，对所采集信号进行加窗处理，系统选择了汉宁窗。虚拟分析仪的界面如图8所示，该图显示为实际
采集音频信号的FFT变换频谱。
图9 虚拟频谱分析仪界面
波形回放后面板程序以及虚拟数据分析仪框图程序图9所示：
图9波形回放后面板程序以及虚拟数据分析仪框图程序
图9程序说明：
该模块的程序把信号的回放、时域的分析以及频域的分析全部结合在一起，利用一个while循环，首先实现信号的回放，通过时域控件从而得到时域相关的数据结果，通过前面板把结果显示出来；在对频域分析时，首先打开一个既能实现傅里叶变换将时域信号变换到频域，再利用一个cast事件得到不同频谱成分以及各种成分的强度。本设计主要实现了对采集信号的幅度谱、相位谱和功率谱分析等功能。
五、结束语
利用计算机声卡代替昂贵的数据采集卡采集数据，以图形化编程语言的虚拟仪器软件LabVIEW为开发工具，充分利用计算机强大的信息处理能力和LabVIEW模块化编程技术，实现了常见音频信号的实时采集、显示、存储，回放以及分析等功能。其有效的利用了计算机资源，节约了数据采集成本，易于构建和升级，并且界面友好，操作简单，成本较低，易于实现，不仅可以应用于科研试验，而且可以应用于检测车辆等方面，具有比较广阔的应用前景。
六、课程设计总结：
本次课程设计我获益良多，首先进一步加深了对LABVIEW以及声卡相关专业知识的理解以及对本专业的深刻理解，并初步掌握利用LABVIEW的控件对电脑声卡参数进行调整。尤其在信号采集进行回放过程中，，对于运作的顺序不一样就很有可能导致错误，所以在运用LABVIEW控件过程中，一定要对每一个控件的功能搞明白，在对错误分析时要学会利用调试等功能，分析产生错误的结果时要注意运行不同的顺序可能会出错，此时要连上ERRO。其次，在控件的选择上，要结合被控对象先进行理论分析，这样在调节的时候才不会盲目，更具针对性，能节省不少时间。感谢老师给我这次课程设计的机会。
七、主要参考资料
1．LabVIEW程序设计与应用杨乐平等编着电子工业出版社
2．计算机虚拟仪器图形编程LabVIEW实验教材，北京：中科泛华测控技术3．LabVIEW基础教程汪敏生电子工业出版社
4.《基于LabVIEW的虚拟仪器设计》刘君华电子工业出版社
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。
课程设计说明书 课程设计名称：labview课程设计课程设计题目：打地鼠小游戏 学院名称：电气信息学院 专业班级：测控1班 学生学号：1404200223 学生姓名：孙鑫 学生成绩： 指导教师：李国平 课程设计时间：至
目录 第一章设计思路 (1) 第二章设计步骤 (2) 1.1 前面板设计 (2) 1.2 程序框图设计 (3) 第三章调试与分析 (4) 第四章心得体会 (5)
第一章设计思路 通过对虚拟仪器的软件LabVIEW的一定了解以及学习了其基本内容后，为了可以是学到的知识可以较好的联系在一起，因而想用LabVIEW语言编写一个简易的小游戏来进一步温习巩固所学的。 根据已有知识，可以用LabVIEW语言编写一个简易的计算机，也可以编写个简易打地鼠游戏。在经选择后，我决定尝试编写一简易打地鼠游戏。 联想现实生活中存在的实物打地鼠机器，一般在插上电源后，机器就通上电源才可以进行游戏。在按上开始游戏后，投入游戏币后即可进行游戏了，但在虚拟仪器之中，投入游戏币的过程暂时没有可行方法，控制游戏开始结束可以用一些结构形式加些控件来实现。 在正式进入游戏后，一般情况下，机器每个地鼠出现的时间都已经系统的设置好了。至此，可以用循环的方式让地鼠在间隔一段时间就出现，用不同颜色的同一控件不同状态可以大致比拟，同时，为满足不同反映能力的使用者，可进行每个地鼠出现的间隔。在某一个地鼠出现后，若在规定时间没有击或没有击中的话，地鼠会回复原样，就想到可以通过计算地鼠从冒出计时到规定时间后，来迫使其恢复，基本可以达到一定的效果。 在虚拟软件上，由于鼠标点击可能会同时点击几个控件，那个时候将不能较好的反映游戏本质，所以，可以用一些提示来说明。以此来使游戏者可以能更方便地进行游戏，感受到实物中的一些乐趣。
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。
12级《虚拟仪器》课程设计任务书 一、设计题目及任务 学生按分组组别从以下对应题目号中选择一题进行设计。 1.粮仓管理系统设计（利用labVIEW）（3-4人） 1）一个粮仓系统有五个独立的粮仓，假设粮仓中各有一个控制节点，用来测量其内部温度及湿度，并有两个执行机构，分别用于打开通气窗口及打开风扇。 2）假设五个粮仓的数据都汇聚在一个集中节点，该节点将数据传至上位监控计算机（串行口）。（数据协议自定，要将五个节点区分开） 3）设计一个监控界面，用于实时监控五个粮仓的实时数据。并保留每天的数据。可以按日期及指定的粮仓来查询数据，并显示历史曲线。 4）用户可以设置报警线，当温度超过报警线时，要求下传数据，启动相应的执行机构。 并在控制面板中有所显示。 5）要求用实际串口完成。（可以在另一个电脑上用串口调试助手，模拟集中节点） 2.利用声卡的数据采集与输出（LabVIEW）（3-4人） 1）通过话筒，利用声卡采集一段声音 2）显示该段声音的频率分析，分析特点，并存储起来。 3）试着根据存储的声音特色，区别不同的人。 4）存储不同的声音，利用声卡实现回放。 3.虚拟仪器的网络控制（3-4人） 1）设计一个程序控制8个外设小灯的点亮方式，要求两种方式A:每个小灯间隔时间T，依次亮，时间T可调，并循环。B：先1.3.5.7.9亮隔时间T，2.4.6.8.10亮，并循环，T 可调。 2）要求主面板与硬件的8个小灯同步。 3）通过网络在另一台计算机上控制此程序的运行（利用LabVIEW的DateSocket技术） 4.基于NI数据采集卡的虚拟示波器（3-4人） 1）：波形来自外来的信号发生器（可以外接，也可以仿真） 2：通过采集此信号（波形采集） 3）：主界面要求为一个典型的示波器界面，各个调节按钮的功能应该均具备。 4）：要求显示波形的特征量。 5：）存储并回放波形。 5.动态分析仪（3-4人） 1）：设计一个典型系统的动态响应的过度过程的分析仪。 2）：输入为：单位阶跃、单位斜坡、单位加速度、脉冲输入、正弦。 3）：系统为典型的一阶系统和二阶系统。相关参数可调 4）：当用户在主界面输入不同的输入及系统时，要求输出其动态响应的时域及频域分析。 5）：如果在上述系统中加入延时环节（延时时间可调），对应的动态响应应如何？ 6.基于NI数据采集卡的虚拟信号放生器（3-4人）
各专业全套优秀毕业设计图纸 虚拟仪器课程设计报告 课程名称：虚拟仪器技术 课程名称：温度采集系统设计 专业班级：测控1102班 学生姓名： 学号: 11401600211 指导老师： 2014年12月8日
目录 一．系统设计要求.......................................................................................................... 二．设计方案.................................................................................................................. 三．程序框图.................................................................................................................. 四．程序框图.................................................................................................................. 五．调试及分析.............................................................................................................. 六．设计总结.................................................................................................................. 七．心得体会.................................................................................................................. 一、系统设计要求
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：
LabVIEW 课程设计题目 LabVIEW 课程设计题目包括：“基础题”和“设计题”两大部分。未曾选修过“虚拟仪器技术”的同学仅需完成“基础题”部分；选修过“虚拟仪器技术”的同学在完成“基础题”部分内容的基础上，必须选做“设计题”之一内容。 第一部分 基础题（必做） 1、用LabVIEW 的基本运算函数编写以下算式的程序代码： () () 32 1.8 2.738112531782;635316831007625102257281÷?×++×+?+÷?×+ 2、利用摄氏温度与华氏温度的关系9/)32(5?=°°F C 编写一个程序， 求华氏温度（F °）为,32°,64°,4°,6.98°,6°,104°,212°时的摄氏温度。 3、创建一个2行3列的二维数组控制件，为数组成员赋值如下： 00.600.500.400 .300.200.1 4、用数组创建函数创建一个二维数组显示件，成员为： 3 216542 165431654326 54321 编程将上述创建的数组转置为：
3 2162 1651 6546543 5432 4321 5、创建一个簇控制件，成员分别为字符型控制件姓名，数值型控制件学号，布尔型控制件注册。从这个簇控制件中提取出簇成员注册，显示在前面板上。 6、创建一个字符串显示件，程序运行后显示当前系统日期、时间和自己的班级、姓名。 7、将范围0—10的5个随机数转换为一个字符串显示在前面板上，要求保留2位小数，每个数之间用逗号分隔。 8、用for 循环产生4行100列二维数组，数组成员如下： 1，2，3 (100) 100，99，98 (1) 6，7，8 (105) 105，104，103 (6) 从这个数组中提取出2行50列的二维数组，成员如下： 50，49，48 (1) 56，57，58 (105) 将这两个数组用数组显示件显示在前面板上。 9、产生100个随机数，求其最小值和平均值。 10、程序开始运行后要求用户输入一个口令，口令正确时滑钮显示件显示一个 0—100的随机数，否则程序立即停止。
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：
《电子信息系统软件设计与仿真》课程设计报告实验三十六： 1.温度报警程序，当温度值大于37则报警，小于-5则退出运行状态。前面板： 程序框图：
程序功能及用途： 本程序功能为温度报警，温度值超过37就报警，小于-5就退出运行状态。 程序演示： （备注：以下的当前温度值显示格式设置为2位的浮点数，当然也可以设置为其他形式） 1.0 当温度值大于37°时，红灯亮表示报警。（备注：以下的温度值） 2.0 当温度值小于-5°时，程序退出运行状态。
程序思路和步骤： 本题要求温度值超过一定值（37）时就报警，这里用指示灯来显示，当温度值低于一定值（-5）时就退出运行状态。 由程序框图我们可以知道：首先由一个随机数函数产生一个0-1之间的双精度浮点数，拿这个数与常量-15相乘可以得到一个范围为0到-15的数；另一方面通过另一个随机数函数产生一个0-1之间的双精度浮点数，拿这个数与常量100相乘可以得到一个范围为0到100的数；最后将这两个数通过“和”函数进行求和得出的结果作为温度计的输入值，并用输出数值控件显示此时的温度值；同时进而将这个值通过“大于”函数或是“小于”函数进行比较，当输出的温度值大于常量37，此时对应的报警指示灯就会由绿灯变为红灯，说明温度值超过预定设置的温度值，达到报警的目的；而当温度值小于常量-5时，小于函数输出为真，最后通过和停止按钮进行或操作，达到退出运行状态的作用。在本设计中加入时间延迟函数主要是将程序运行延迟一下时间，不加延时的话程序运行过快，数据变化过快，不利于观察，本次设计设置延迟时间为0.7S，观察的效果刚好。至此，该题的所有功能均已实现。 2.建立一个实现计算器功能的VI。前面板有数字控制件用来输入两个数值，有数值显示件用来显示运算结果。运算方式有加、减、乘、除，可用一个滑动条实现运算方式的设定。 前面板：
课 程 设 计 L a b v i e w 虚拟仪器课程设计 2013 年 7 月 13 日 设计题目 Labview 虚拟仪器课程设计 成绩 设计题目 学 号 专业班级 生物医学工程10-1班 学生姓名 指导教师 付静
合肥工业大学课程设计任务书 虚拟心电图仪的设计 课 程 设 计 主 要 内 容 了解虚拟仪器的概念，并通过基本习题掌握Labview 软件的使 用方法及虚拟仪器的设计流程， 在此基础上完成虚拟心电图仪的设计，实现心电信号的显示、保存、R-R 间期及心率等参数的计算。 指 导 教 师 评 语 建议：从学生的工作态度、工作量、设计（论文）的创造性、学术性、实用性及书面表达能力等方面给出评价。 签名： 20 年 月 日
一、虚拟心电图仪设计主要内容 心电图仪的前面板及框图程序的设计，要求实现心电信号的回放显示、保存、R-R间期及心率等参数的计算。 二、实验设备 装有Labview的PC一台 三、设计思路 1、心电图仪前面板的设计 (1) 考虑到设计的心电图仪能够实现对心电信号波形显示，以及回放显示功能，所以设置了两个Wave Graph 面板，一个用于实时显示，一个用于回放显示，如下图示： 实时显示面板： 回放显示面板： 注释：在设计的过程中考虑过将实时显示和回放显示放在一个Wave Graph 中，但是由于这种分开设计的方法更加简单明了，所以最终选择了这种设计. (2) 考虑到设计有要求能够显示R-R间期及心率等参数,还要有保存功能键,再结合实际需要,所以,最后的完整面板如下图示: (因为图太大,所以把整张图截成了两部分)
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/9c381209.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；
一、数据采集与仪器控制类课题 1 基于热电偶温度传感器的温度测量系统卓景军 （1）基于BNC 2120实验箱的热电偶温度传感器实现温度采集； （2）数据超上、下限报警和次数的分别统计； （3）参数设置需具有运行中可调功能； （4）数据可定时和定量（模式可选）存挡（txt和Excel格式，单文件存储），数据文件回放到数据表格和波形实时显示窗口； （5）测量过程可网上浏览。 2 基于声卡的声级计设计董秋怡 （1）音频信号数据采集格式在面板上可选；数据采集速率在面板上可调； （2）采集的音频信号可显示在面板上； （3）参数设置需具有运行中可调功能； （4）测量输入音频信号的声级大小，以数据和曲线方式显示测量结果； （5）音频数据的多次记录和回放。 3 基于声卡的虚拟仪器示波器设计钟郑瑰 （1）从声卡采集数据,并实时在面板上显示数据和波形曲线； （2）能分析测量数据（如平均值、波峰值、频率等）； （3）可以实时地调节示波器的各种输入参数（扫描速率、量程等）； （4）数据可以多次保存于数据文件中，并可回放数据文件中的数据波形； （5）测量过程可网上浏览（以单首歌曲为例） 4 基于声卡的声音信号分析仪刘嘉诚 （1）数据采集格式和速率在面板上实时可调节； （2）能对采集到的声音信号进行平均值和功率谱等分析； （3）采集的数据定时和定量地多次写成磁盘文件（允许多文件或记录时间始末的单文件），并可以回放； （4）测量过程可网上浏览。 5 基于数据采集卡的虚拟仪器示波器设计孙铭涛 （1）从DAQ6221卡（及BNC2120实验盒）采集（模拟信号）数据,并实时在面板上显示数据和波形曲线； （2）能分析测量数据（如平均值、波峰值、频率等）； （3）可以实时地调节示波器的各种输入参数（扫描速率、量程等）； （4）数据可以多次地随时保存和定时保存，可回放数据文件中的数据波形； （5）测量过程可网上浏览。_不做要求。 6 基于数据采集卡的信号分析仪李土权 （1）数据采集速率和采样数在面板上可调节； （2）能对采集到的进行信号平均值、频率、幅度和功率谱等分析； （3）采集的数据定时和定量地多次写成磁盘文件，并可以回放； （4）数据可以多次地随时保存和定时保存，可回放数据文件中的数据波形； （5）测量过程可网上浏览。 7 信号发生器程序设计 （1）函数信号发生器程序设计； （2）公式波形发生程序设计； （3）数据采集程序设计（验证信号输出的状况）。
虚拟仪器课程设计报告课题：计算器设计 学院：电气信息学院 专业：测控技术与仪器 班级：3班 学号：0904010326 姓名：郑远
时间：2011年12月28日 摘要： 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。利用labview设计一些小项目不仅可以更好的学习虚拟仪器知识，还能方便生活！应用所学知识，实现计算器实现步骤的设计框架，设计计算器！关键字：labview 计算器实现步骤 目录 （1）设计目的 （2）设计思想
（3）实现过程 （4）总结 （5）参考文献 （1）设计目的 利用所学虚拟仪器知识，应用labview软件设计一个能实现加减乘除以及开方、取倒、取反功能的计算器。提高使用labview设计项目的能力！ （2）设计思路 创建3个字符串显示控件num1，num2，num3 1、第一个输入数据存储在num1中。 2、第二个输入数据存入num2中。 3、将其赋给num3，并使num2为空，以便输入的数据存入num2。 4、所有的运算是在num1和num3间进行。 5、运算结果都赋给result，同时赋给num1，用于下一次的运算。 创建4个布尔开关按钮change，change1，change2，change3 1、Change的真假用来判断是第一个数据还是第二个数据
2、change1的功能是在输入=，运算完后，不需要初始化即可进行下一次运算 3、change2用来去掉数据小数末尾的0 4、change3用来保证backspace键仅对输入的数据有效，对运算结果无效 创建2个数值显示控件type1，type2，并分别在其后面板的属性——数据类型——表示法中选择U8 1、type1用来存储运算符号 2、type2用来保证连续“+、-、*、/”的正确性 3、所有的运算结果都赋给result 4、result经过去零处理后得到result1，将数据显示在前面板上。（3）、实现过程 1、面板按键的设计及感应 首先，在前面板上建立一个簇 然后在簇中再建立布尔量，复制20个以满足键的需求（0--9十个数字键，一个小数点键，一个等号键，四则运算键，一个开方键，一个倒数键，一个反号键，一个清零键及一个退出键并注意按键的顺序）。将按键给值并作适当的美化处理
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：
实验一 实验要求： 一、熟悉LabVIEW环境 二、创建一个VI,发生一个值为0~1的随机数a，放大十倍后与某一常数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。 三、创建和调用子VI 1、创建一个字VI，子VI功能；输入3个参数后，求其和，再开方。 2、编一个VI调用子VI。 程序框图：
1、 2、子VI调用： 实验现象：
实验小结： 实验一主要熟悉了软件的使用，用了一些计算以及子VI的调用，为后面的实验打下基础。 实验二 实验要求： 一、在程序的前面板上创建一个数值型控件，为它输入一个数值；把这个数值乘以一个比例系数，再由该控件显示出来。 二、创建一个3行4列的数组，（1）求数组的最大于最小值；（2）求出创建数组的大小；（3）将数组转置；（4）将该2二维数组改为一个一维数组。 三、创建一个簇软件，成员为字符型姓名，数值型学号，布尔型注册。从该控件中提取簇成员注册，并显示在前面板上。 程序框图： 一、 二、
创建数组。三、 创建一个簇。实验现象：一、
二、 三、
实验三 实验要求： 一、产生100个0.0~100.0的随机数，求其最小值，最大值、平均值，并将数据在Graph 中显示。 An=An-1+1/n（An-An-1）An是前n个数据的平均值。 二、产生100个0.0~100.0的随机数序列，求其最小值、最大值、平均值，并将随机数序列和平均值序列显示在Chart波形图中，直到人为停止。 三、程序开始运行后，要求用户输入一个口令，口令正确时，滑键显示一个0~100的随机数，否则程序立即停止。 四、编写一个程序测试自己在前面板输入一下字符串用的时间：A virtual instrument is a program in the graphical programming luanguage. 程序框图： 一、