LABVIEW程序设计实验指导书---数据采集卡PCI6251

虚拟技术及应用

实验指导书

概述

实验是科学研究与探索的重要手段，也是学生掌握知识和基本技能的重要环节。通过实验教学可以有效辅助理论教学，验证理论的正确性，进而培养学生的实验技能、工程意识、创新意识和创新能力。根据专业人才培养目标，明确学生应掌握和达到的实验技能培养要求，并按照认知——验证（基础）——综合（中期）——设计——探究的层次安排实验课程，形成分层次、多模块、与理论教学有机结合的科学系统的实验教学体系，将会进一步适应社会对人才创新能力的需求。

虚拟仪器技术应用广泛、发展迅速，近几年已成为数据采集、检测、控制等领域最为常用的编程环境之一，其中LabVIEW（Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench）以其独特的图形化编程方式，在虚拟仪器技术领域广泛地被工业界、学术界和研究实验室所接受，视为一个标准的数据采集和仪器控制软件。LabVIEW尽可能利用了技术人员、科学家、工程师所熟悉的术语、图标和概念，可以增强构建自己的科学和工程系统的能力，提供了实现仪器编程和数据采集系统的便捷途径。使用它进行原理研究、设计、测试并实现仪器系统时，可以大大提高工作效率。

国内一些重点高校，例如清华大学、合肥工业大学、山东大学等均开设了与虚拟仪器相关的课程。目前“虚拟技术及应用”是我校机电工程学院测控技术及仪器专业的一门专业课，实践性较强。通过实验，可使学生熟悉LabVIEW的编程环境，及时掌握和巩固LabVIEW的基本编程方法。通过有计划的操作和思维完成各种训练，增强学生的实际编程能力，掌握LabVIEW在数据采集和处理、仪器控制等方面的基本方法和步骤。进而培养学生动手能力和解决实际问题的能

力。还应进一步培养学生认真严谨，相互合作，共同探索，实事求是的科学研究素质。

我校测控技术及仪器专业将“虚拟技术及应用”课程安排在第四学年第一学期，学生在学习该门课程之前应修完C语言、传感器与测试技术、微机测试与接口技术、信号分析与处理、仪器电路、等课程。这些课程也是“虚拟技术及应用”的先修课程。

“虚拟技术及应用”课程目前暂定为4项实验，分别是“数组、簇、Graph 编程练习”、“曲线生成及拟合编程训练”、“滤波及波形变换程序设计”和“PCI6251数据采集卡试验”。共8个学时，每项试验为2学时。其中前3项为验证性实验，最后一项为综合性实验。通过这4项实验，可以使学生循序渐进地掌握LabVIEW 编程的过程，巩固和加深课堂教学的内容。

在以后的教学过程中，应该根据实验室的硬件条件进行实验教学形式和内容的调整：例如如果硬件条件具备，可以开设数据采集、仪器控制等方面的实验。

实验一数组、簇、Graph编程练习

验证性实验 2学时

一、实验目的

通过该验证性实验，学生应达到以下要求：

1、掌握数组和簇的生成及应用，了解数组簇和簇数组的使用。

2、掌握常见的程序结构使用方法。

3、掌握图形显示对象的使用方法及通过图形对象属性模板调整图形显示的方法。

4、掌握延时、随机数生成等常用函数的调用方法。

二、实验内容

地面有三座建筑物：第一座为椭圆形，高度为20m，椭圆的圆心坐标为（10，10 ），长轴长9m，与x轴平行；短轴长6m，与y轴平行。第二座为矩形，高度为30m，与x轴平行方向长9m，与y轴平行方向长35m，靠近原点的端点坐标为（40，5）。第三座为圆形，高度为40m，圆心坐标为（20，30 ），半径为10m。地面高10m。

要求使用两个随机数模拟一个坐标，坐标范围均为[0-50]，并判断该随机点的高度。程序每隔0.5s执行一次。

在XY Graph上按正常尺寸显示椭圆、矩形、圆和随机点，并以不同颜色区分。XY Graph的x轴与y轴坐标范围均为[0-50]，且不允许程序运行时修改其坐标范围。

在XY Graph上建立一个十字形光标，实时追踪随机点的坐标。

前面板上应该显示随机点的坐标值、随机点的高度。

前面板上应该有四个指示灯，当随机点在某个建筑物或地面上时，相应的灯点亮，其余灯熄灭。

每位同学应该将自己的程序存盘，文件名：测仪0XX-姓名-学号-实验X.vi。课后应将文件发至sywhd@，以备教师留存。

参考程序的前面板和程序框图如图1和图2所示。

图1 实验一参考程序的前面板

略

图2 实验一参考程序的框图（部分）

三、实验所需仪器设备

本实验所用的主要仪器为微型计算机和投影仪。

四、实验步骤

1、学生在教师的指导下，进行实验的实践活动。实验前，教师要向学生讲授实验内容，包括课程的性质、目的要求、做实验的基本程序、数据处理方法、课程安排、考试考核办法、实验守则等。

2、实验前学生必须按编排计划作好预习（包括认真阅读相关教材，拟定实验步骤等），没有充分预习的同学不能进入实验室做实验。

3、实验过程1人1台微型计算机，要求学生在规定时间内（2个实验学时）独立完成实验。在实验过程中出现问题时，教师要引导学生去分析问题、解决问

题，不能包办代替。

4、学生在实验中要认真练习。实验编程时可以讨论，但不可以抄袭。程序完成后需经过教师有针对性的提问和验收。

5、实验完毕，学生应整理好实验仪器方能离开实验室。整个过程，学生要遵守实验室规则，注意安全，注意卫生。

6、学生应按要求认真撰写实验报告，不得互相抄袭。报告要按时上交。

五、实验参考教材

1、申焱华等，王汝杰等，LabVIEW入门与提高范例教程，北京：中国铁道出版社，2007。

2、侯国屏，王珅等，LabVIEW7.1编程与虚拟仪器设计，北京：清华大学出版社，2006。

3、杨乐平，李海涛等，LabVIEW程序设计与应用，北京：电子工业出版社，2005。

4、雷振山，LabVIEW7 Express实用技术教程，北京：中国铁道出版社，2004。

5、邓焱，王磊等，LabVIEW7.1测试技术与仪器教程，北京：机械工业出版社，2005。

六、思考题

1、XY Graph可以接受数组簇类型的数据吗？

2、如何在XY Graph上建立一个十字形光标，实时追踪随机点的坐标？

3、在XY Graph上如何“画出”所需的椭圆和圆？

4、Graph、Chart和XY Graph的区别是什么？

5、如何调整XY Graph中不同对象的颜色和线宽等属性？