课 程 设 计
基本信息
学生姓名: 钱海钢 学号: 070220316
院系名称: 信息科学与工程学院
课程设计名称: 虚拟仪器的网络控制
课程设计地点: 创新实验室
课程设计时间: 20##年1月3日至 20##年1月 7 日
同组人姓名: 林镇江 方斌
课程设计内容目录 页码
1、课程设计题目与任务书...……………………………………………......[2]
2、课程设计用仪器设备名称...……………………………………………..[2]
3、课程设计过程……...……………………………………………………..[2]
4、课程设计心得……...……………………………………………………..[13]
教师评语及课程设计成绩
评语:
成绩:
教师签字:
年 月 日
虚拟仪器的网络控制
一. 课程设计题目与任务书
利用labview设计虚拟仪器的网络控制
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亮隔时间T,2.4.6.8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)
二.课程设计用仪器设备名称
软件:LABVIEW 8.6及DataSocket Server、DAQmx
硬件:NI公司的BNC-2120,利用它自带的LED灯实现软硬件的同步。
三.课程设计过程
1.总体设计
首先使用选择使用条件结构来控制两种选择方式,条件一控制方式A,条件二控制方式B。在两种控制方式下,都需要有循环控制,所以选择使用While循环嵌套,其中对于B方案中可以再使用选择结构来控制单数的四盏灯和偶数的四盏灯的亮灭。对于可调整的间隔时间T,我们选择使用时间延迟模块,同时使用数值输入控件,能基本实现设计要求的第一步,由于需要同时控制8个小灯的亮灭,所以使用簇,簇中包括8个布尔灯显示控件。
2.总体程序图
小灯控制程序A的程序图如图1所示:
图1 小灯亮灭控制方式A
在该程序中,使用了替换数组子集,i从0开始输入,控制簇中第一个小灯的亮灭,i=1时控制第二个小灯的亮灭,一次类推,当i=7时,第八个小灯亮,然后进入循环,时间延迟控件用来调整间隔时间T,当需要停止时,按下前面板的“停止”键。
小灯亮灭控制方案B的程序图如图2所示:
图2 小灯亮灭控制程序B
该程序与A程序的区别为在While循环中有嵌套了一个条件结构,并有i除以2的余数控制,如果i除以2的余数为0,则内嵌条件为真,执行如图2所示程序,此时,数组输出0、2、4、6,外设的小灯1、3、5、7亮。
图3
如果余数为1,则内嵌条件为假,执行如图3所示程序。此时,数组输出1、3、5、7,控制外设小灯2、4、6、8亮。
在控制方案B中,还运用了一个局部变量,从而使所需的外设数量减少,整个控制系统只需要八个小灯。
3.前面板设计
该程序的前面板如图4:
图4 前面板
“方式选择”用来选择控制方案,当选择“方式1”为控制方案A,八个小灯依次亮灭,通过“T1”来控制亮灭的间隔时间,单位为秒。当选择“方式2”为控制方案B,小灯1、3、5、7同时亮,间隔时间T,小灯2、4、6、8同时亮,通过控制T2来控制亮灭的时间间隔。
4.网络控制设计
实验要求通过网络,在另一台计算机上控制此程序的运行,我们选择使用LabVIEW自带的DateSocket技术。
首先,需要打开DataSocket Server程序,对所编写的程序进行设置。在“属性”选项下,点击“数据绑定”,如图5。
图5 DataSocket 属性设置
“数据绑定选择”中选择“DataSocket”,“访问类型”选择“只读”,“路径”
选择自己电脑所用的URL。
由于需要在另一台计算机上实现对本程序的控制,所以在设置完成以后,将控制器(几乎相同的程序)拷在另外一台电脑上,其程序图如图6.
图6 远程控制器程序图
其前面板如图7。
图7 远程控制器前面板
对前面板上的三个控件分别进行DataSocket属性设置,就可以实现程序的远程控制。经过实验可知,当在控制器上选择方式1时,被控制对象上显示的也是方式1,并且小灯实现同步亮灭。当控制器选择方式2时,被控对象也立即变为方式2并按照方式2进行有规律的亮灭。进过测试,控制器能完成同步控制被控对象完成方式选择及实践改变等所有要求的操作。
4.与硬件的连接
首先,利用Measurement&Automation Explorer程序,新建NI-DAQmx任务,并进行设置,过程如图8所示。
图8 DAQmx 任务
然后在已经完成的VI中添加DAQmx写入控件,因为我们需要输出一组数据来控制LED的亮灭,所以是给硬件写入数据。DAQmx写入控件选择 多通道单线输出,并且设置任务通道,其程序图如图9所示。
图9 DAQ控件程序图
由实验结果可知,当软件上的小灯按照方式1进行亮灭时,BNC-2120上的小灯时也实现同步亮灭,当软件上的小灯按照方式2亮灭的时候,BNC-2120上的小灯也现实了同步的亮灭,当改变时间T时, BNC-2120上的小灯也按照新的时间T与软件部分同步亮与灭。
四.设计心得
刚开始看到题目的时候就想到和一道实验题类似,思路一下子有了,于是就选择了这道题。第一天晚上就按照实验思路用顺序结构做完了软件部分,就自以为万事大吉了。第一次答辩的时候才发现其他组的软件都做成一个VI,而我却做成了两个VI,突然发现犯了个根本性的错误。通过这件事,明白了合作的重要性。第二次答辩的时候由于控制对象和被控对象设置相反了,而且方式选择的时候要先停止后重新运行才能选择,又不大符合题目的要求。今天中午及下午又在实验室和队友好好研究,经过不断的查资料,问同学,最好终于发现了原因,把循环用错了。感谢老师的严格,让我们发挥了更大的潜能,坚持不懈,最终把课设进行了很大的改善,一种成就感油然而生,同时感谢王老师及其他同学的帮助,让我们顺利的完成了虚拟仪器课程设计。
在这次虚拟仪器课程设计过程中,不仅仅巩固了上课所学的理论知识,也不仅仅通过前后为期近一个月的课设对labview有了更深入的了解和更熟练的操作,最重要的是学会了一种认真的态度,一种坚持不懈的毅力和一种不惧怕困难的精神。最高兴的是经过诸多坎坷之后成功完成时的喜悦。
虚拟信号功率谱测量仪的设计
一、设计内容
我的题目是虚拟信号功率谱测量仪的设计,此系统可以可以产生正弦信号和白噪声时域信号波形,以及混杂噪声的正弦波波形,信噪比可调并可进行上述三种不同信号的FFT功率谱及FFT功率谱密度测量。
二、主程序框图
图2-1 虚拟信号功率谱测量仪程序框图
三、主要器件及其作用
⒈ While循环
创建While循环后,可使用移位寄存器将值从上一个循环传递到下一个循环。如果将一个数组连接到While循环,则启用自动索引可读取和处理数组中的各个元素。
⒉ 条件结构
包括一个或多个子程序框图,或分支,当结构执行时,仅有一个子程序框图或分支在执行。连接至选择器接线端的值可以是布尔、字符串、整数,或枚举类型,它决定了执行哪个分支。右键单击结构边框,可添加或删除分支。可使用标签工具来输入条件选择器标签的值,并配置每个分支处理的值。
单击选择器标签中的递减和递增箭头可滚动浏览已有的条件分支。创建条件结构后,可添加、复制、重排或删除子程序框图。对于每个分支,使用标签工具在调节结构上方的条件选择器标签中输入一个值、值列表或值范围。可为条件结构创建多个输入输出通道并指定一个默认条件分支。
四、主要模块介绍
1.信号生成模块
图4-1 信号生成模块
通过一个分支结构,产生三种波形信号:正弦波形,均匀白噪声信号以及混杂噪声正弦波信号。通过下拉列表选择这三种波形。
2.功率谱测量模块
图4-2 功率谱测量模块
通过在程序框图中单击右键,选择信号处理中FFT功率谱/功率谱密度测量函数,然后通过显示控件波形图显示。
3.显示模块
波形显示
图4-3 波形显示模块
功率谱及功率谱密度波形显示
图4-4 功率谱及功率谱密度波形显示
4.前面板设计
图4-5 前面板设计模块
通过波形选择下拉列表来选择三种波形,通过旋转按钮来调节信噪比,三个波形分别显示选择的波形以及其功率谱密度和功率谱波形。
五、设计总结
这次课程设计,是我们对本学期这门课程所学知识的综合运用,是我们将本学期学习的理论应用到实践中的过程。本次课程设计使我对虚拟仪器有了更清楚的认识,对labview的使用有了更新的认识,对该软件也运用的更加熟练。
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