《虚拟仪器技术A》实验指导书黎莲花编桂林电子科技大学二零一七年九月目录实验一创建子VI，模拟温度采集与数据保存 3 实验二网络通信 6 实验三、四数据采集 14 实验五串口通信 26 实验六仪器控制 31 实验七 LabVIEW在信号处理中的应用 34实验八考试 38实验一创建子VI，模拟温度采集与数据保存一、实验目的1.了解LabVIEW图形化程序开发环境，掌握LabVIEW开发环境的编辑方法和程序调试工具；2．创建一个子程序；3．使用循环结构和波形图表实时的采集和显示数据；4．学习使用CASE结构和顺序结构，文件IO.二、实验要求1.熟悉LabVIEW开发环境，如菜单、工具条、控件模块、函数模块、工具模块和调试工具等，并能编写一个简单的LabVIEW程序，熟悉VI的运行过程。
2.检测温度是否超出范围，当温度超出上限时，前面板上的LED灯点亮，并且有一个蜂鸣器发声，温度不超过显则正常且灯灭。
3.程序可以显示华氏温度和摄氏温度、程序可以调节采样时间间隔、程序可以点击“终止采集”停止循环并显示温度曲线、最大值、最小值和平均值。
4.点击“终止采集”程序停止采集数据，自动生成指定文件名文件，文件头包含操作者名字、温度值、上限值，采集数据附文件头后，如图1-1所示。
图1-1 温度保存三、实验内容编写一个温度模拟测量程序（Thermometer.vi），以了解开发环境，熟练运用程序调试工具。
已知华氏温度=摄氏温度×9/5+32，摄氏温度单位为℃，华氏温度单位为℉，编写程序实现功能：1、假设用现场摄氏温度被测量采集到，要求转换成华氏温度；2、有按键选择显示摄氏或华氏温度；如图1-2所示3、把这个程序创建成sub VI;4、把上限值和温度值显示在波形图表上，求出最大值、最小值和平均值；5、把数据保存到电子表格文件。
参考程序如图1-3所示。
图1-2 模拟温度采集图1-3 温度显示与保存四、思考题1、VI包括哪两个主要的部分？如何在它们之间切换？2、为什么头文件和数据可以以电子表格显示？3、顺序结构中数据是怎样传递？4、LabVIEW有哪几种文件格式？本实验中采用什么文件输入输出函数？实验二网络通信一、实验目的1、学习基于TCP/IP协议和UDP协议的网络通信原理；2、采用LabVIEW编程实现C/S通信。
二、实验设备计算机、网线三、实验要求1、使用TCP/IP协议编程实现网络通信，在不同计算机测试数据通信；2、使用DataSocket技术实现网络通信；3、客户端远程控制服务器端发布的程序，控制方式包括远程面板和浏览器访问。
四、实验内容1、TCP协议点对点通信（可靠的连接）：编程实现，服务器端侦听客户端连接，并发数据给客户端，要求发送一个周期的波形数据。
服务器端三步骤：侦听——发送数据——关闭连接；客户端三步骤：连接——接收数据——关闭连接。
参考程序见图8-1，图8-2，图8-3。
2、UDP通信（不可靠连接）无服务器客户端之分，基本上也是三步骤：连接——发送或接收数据——关闭连接，编程实现三角波数据传输。
：参考程序见图8-4、图8-5、图8-63、DataSocket 通信(TCP/IP协议的高度封装)打开DataSocket服务管理器，在数据通信选板——DataSocket子选板，可以看到有读写数据的高级函数，方便简洁。
通信设置及程序，参考图9-1、图9-2、图9-3、图9-4。
4、发布网页客户可以通过浏览器访问网页和远程面板。
需要启用服务器，设置及程序参见图9-5、图9-6、图9-7。
图2-1 TCP通信服务器程序图2-2 TCP通信客户端程序图2-3 TCP通信客服界面图2-4 UDP通信客发送端程序图2-5 UDP通信客接收端程序图2-6 UDP通信前面板图2-7 DataSocket server图2-8 DataSocket通信程序及前面板图2-9 DataSocket通信控件设置图2-10 DataSocket通信变量传输图2-11 web服务器设置图2-12浏览器访问打开发布网页图2-13 访问或控制远程控制面板五、思考题1、你了解的网络通信有哪些协议？2、TCP/IP协议或UDP协议有何不同？实验三、四数据采集一、实验目的1、在前期LabVIEW编程知识的基础上，学习如何把软件和硬件相结合，开发出实用的数据采集系统。
2、掌握数据采集卡的测试方法、模拟信号的输入输出、数字信号的输入输出等。
二、实验设备NI ELVIS II 或NI USB-6343数据采集卡、函数发生器、示波器三、采集卡介绍1、NI USB-6343图3-1 采集卡2、教学实验虚拟仪器套件(NI ELVIS)图3-2 NI ELVIS II3、采集卡模拟输入设置图3-3 采集卡模拟输入接线方式四、实验内容1、数据采集卡(包括 ELVIS)的设置和测试（1）测试与自动资源管理器MAXMAX 是访问计算机中NI公司的各种软硬件资源的接口，如图5-1所示MAX窗口，它在LabVIEW完全安装时自动安装或和驱动程序一起安装。
在我的系统项下可以完成任务有：●创建新的通道、任务和标度等；●查看连接的系统得设备和仪器；●对NI硬件进行安装与设置；●执行系统诊断●计划NI软件升级图3-4 MAX窗口一个设备正确安装以后，会出现在“设备和接口”项下，这里列出所有检测到的硬件，如图5-1所示，USB-6343数据采集卡出现在项中，说明这种卡在数据采集系统中都可以工作。
(2)进行设备设置与测试a. 设备测试面板单击在MAX的设备和接口项中的设备名NI USB-6343， 5-2所示的对话框，对各个标签下的内容进行设置或测试。
例如，将“模拟输入”标签下的模式选择为参考单端Referenced Single Ended（RSE）。
图3-5 设置对话框b. 设备测试测试前按参考单端方式（RSE）将接线端子的AI4（17针）与AO2（47针）、AIGND（19针）与AOGND（48针）连接起来，使模拟输出通道AO2为模拟输入通道AI4提供信号。
再将PO.0（65针）与PO.8（97针）针连接起来。
(a)、模拟输出测试在测试面板上选择“模拟输出”标签，如图5-3所示。
选择通道2输出，选择一个直流或正弦波信号，设置大小或幅值，点击“开始”按钮，这时数据采集卡模拟输出2通道将会有相应信号输出。
这里我们以输出正弦波为例，如图5-3所示。
图3-6 DAQmx模拟输出测试面板(b)、模拟输入测试选“模拟输入”标签，如图5-4所示。
选择0通道输入，选择默认显示模式，可以看见输入的正弦波。
观察是否跟随模拟输出信号设置变化。
测试结束后，回到“模拟输入”标签面板，把直流电压设置为0，否则输出电压一直保持到关机。
图3-7 DAQ模拟输入测试面板（c）、数字输入输出测试选数字 I/O标签，如图5-5所示。
前面把pO.21（110针）与P0.23（112）针连接起来了，一个设置为输入，一个设置为输出，点开始按钮，拨动输出开关输出逻辑电平，则输入方灯跟随亮灭。
图3-8 DAQ数字输入输出测试面板（d）计数器测试选择一个计数器，给PFI13脚输入脉冲，点“开始”，可以看到计数器值变化图3-9 DAQ计数器测试面板2、Elvis的仪器功能例如放大器的测试如图3-10所示接入电路，输入端函数发生器输入信号经放大器放大，输出信号给示波器显示，改变频率大小，观察记录输入输出的峰值，计算放大倍数图3-10 放大器测试1、信号的输出输入（1）、信号发生器信号发生器见图5-7所示，可以产生频率、幅度和初相位可调的信号。
图4-1 信号发生器程序框图（2）模拟输出模拟输出分单点输出和波形输出两种，这里只介绍波形输出。
如图5-8所示程序框图，向数据采集卡的模拟输出通道2分输出三角波。
图4-2输出连续的波形数据（3）模拟输入数据输入分为单点采集和波形采集，这里只介绍波形采集。
从数据采集卡的模拟输出通道0和模拟输出通道1采集波形数据。
图4-3模拟输入连续的波形数据（4）数据采集调试助手实现模拟输入输出图4-4 模拟输入输出（5）数字输出输入将数据采集卡的DIO0和DIO1连接起来，数字通道DIO0向DIO1线写数据，数字虚拟通道DIO0从DIO1线读数据，由输出通道控制输入通道显示件的明灭。
图4-5 数字信号输出输入图4-6 ELVSmx数字输入输出（6）计数器计数图4-6 E计数器脉冲输出及计数3、设计任务（可选其中的2个）设计题一将信号发生器程序产生的波形数据从一个模拟通道输出到数字存储示波器。
要求：频率可调：1Hz～10kHz幅值可调：1V～5V初始相位可调：0～180波形点数：256～1024设计题二函数发生器产生一个幅值为5V，频率为10Hz的正弦波，通过数据采集卡的模拟输入通道送入，连接好硬件，编写程序以显示波形。
设计题三从数据采集卡一个模拟输出通道输出波形，再采集波形信号。
完成硬件连接后，编程实现。
设计题四编写一个DAQmx单通道输出幅值可调的三角波的程序。
设计题五创建一个DAQmx立即方式读数据线的程序；创建一个DAQmx立即方式写数据端口的程序。
设计题六编程实现：计数器1产生一个300毫秒为周期的脉冲；计数器2在1s内计数显示。
四、实验要求1、编程序之前必须学会数据采集卡的设置与测试。
2、参考教材和参考程序，完成所选设计任务程序，并完成连线。
五、思考题1、数据采集设备有哪几种信号连接方式？2、创建任务常量有什么好处？3、连续采集数据和有限采集数据有什么不同？实验五串口通信一、实验目的使用LabVIEW编程实现串口通信。
二、实验设备两台带串口计算机、串口线（自己制作）。
三、实验内容编写调试串口读写字符串程序，参考程序图5-1~5-4所示；编写读波形数据程序。
图5-1串口写字符程序图5-2 串口读写字符程序图5-3写波形数据串口程序图5-4读串口波形数据面板四、实验要求1、将PC机的COM1和COM2用串口线连接起来或将两台PC机的串口连接起来，（1）传输字符串数据；（2）编程传输数字或波形数据，并将数字或波形显示。
2、将PC机的串口与开发板串口连接起来，上位机控制下位机数码管显示。
五、思考题1、串口通信中读字符串数据和读波形数据有什么区别？实验六仪器控制一、实验目的编程实现控制和操作GPIB仪器和VXI总线模块仪器二、实验设备计算机、网线、网关、GPIB接口线、任意波形发生器(33250A、数字万用表(E1412A)、数字示波器(54622D)三、实验内容通过LAN、网关，实现对GPIB仪器、VXI总线模块仪器的控制、操作和读写信号，重点是编程实现对函数发生器和示波器设置和控制。
采用VISA函数，SCPI 命令利用图形化编程语言LabVIEW，开发任意波形发生器(33250A)、数字万用表(E1412A)、数字示波器(54622D)等仪器、模块的应用程序。
