虛擬儀器試驗指導(dǎo)書

1、虛擬儀器實驗指導(dǎo)書電氣與信息工程學(xué)院實驗中心現(xiàn)代化技術(shù)的進步以計算機技術(shù)的進步為代表。不斷革新的計算機技術(shù)，從各個層面上影響著、引導(dǎo)著各行業(yè)的技術(shù)更新。基于計算機技術(shù)的虛擬儀器系統(tǒng)技術(shù)正以不可逆轉(zhuǎn)的力量推動著測控技術(shù) 的革命。虛擬儀器系統(tǒng)的概念不僅推進了以儀器為基礎(chǔ)的測控系統(tǒng)的改造，同時也影響了以數(shù)據(jù)采集 為主的測控系統(tǒng)的傳統(tǒng)構(gòu)造方法的進化。過去獨立分散、互不相干的許多領(lǐng)域，在虛擬儀器系統(tǒng)的概 念之下，正在逐漸靠攏、相互影響，并形成新的技術(shù)方法和技術(shù)規(guī)范。虛擬儀器系統(tǒng)技術(shù)的基礎(chǔ)是計算機系統(tǒng)，核心是軟件技術(shù)。因此，美國國家儀器公司提出其著名 的口號：軟件就是儀器?？梢哉f，組建現(xiàn)代化測控系統(tǒng)的成敗

2、很大程度上取決于軟件平臺和工具以及 相關(guān)硬件設(shè)備的選擇。虛擬儀器實驗分為軟件實驗部分和硬件實驗部分：實驗一至實驗三為軟件實驗部分，主要學(xué)習(xí)圖形化編程軟件 LabVIEW 的原理及編程方法，按照實驗內(nèi)容和要求進行操作，循序漸進地掌握VI程序及子程序的創(chuàng)建和調(diào)用，編輯和調(diào)試，各種結(jié)構(gòu)、圖表、圖形和數(shù)組的使用，以及字符串和文件I/O的操作，熟悉 LabVIEW的各種函數(shù)以及菜單，選項的作用和功能。實驗四至實驗十一為硬件實驗 部分，主要了解NI ELVIS II平臺的使用方法，NI ELVIS II與全新驅(qū)動軟件 NI ELVISmx配合使用更佳。 它具有更輕的重量、更好的控制布局、更多的接口、集成數(shù)

3、據(jù)采集設(shè)備、及高速USB連接性。我們可在NI ELVIS II開發(fā)板上創(chuàng)建真實電路，并用與設(shè)計調(diào)試同樣的工具進行測試（軟面板SFP儀器）。本指導(dǎo)書可供我校自動化、通信工程及電子信息工程等專業(yè)的實驗指導(dǎo)書，同時也可作為其他電氣信息類和相近專業(yè)的實驗參考書。 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark2 o Current Document 實驗一 LabVIEW軟件基本操作（一）（驗證性實驗）4 HYPERLINK l bookmark6 o Current Document 實驗二 LabVIEW 軟件基本操作（二）（設(shè)計性實驗） 9 HYPERLINK l book

4、mark12 o Current Document 實驗三 LabVIEW 軟件基本操作（三）（設(shè)計性實驗） 11 HYPERLINK l bookmark18 o Current Document 實驗四 NI ELVISII平臺工作環(huán)境（驗證性實驗） 1.4 HYPERLINK l bookmark45 o Current Document 實驗五電子溫度計實驗（設(shè)計性實驗）21 HYPERLINK l bookmark49 o Current Document 實驗六 AC電路工具實驗（驗證性實驗） 23 HYPERLINK l bookmark51 o Current Document

5、 實驗七 運放濾波器實驗（設(shè)計性實驗） 30 HYPERLINK l bookmark57 o Current Document 實驗八 LED營救實驗（設(shè)計性實驗） 35 HYPERLINK l bookmark61 o Current Document 實驗九 磁場傳感器實驗（設(shè)計性實驗）37 HYPERLINK l bookmark67 o Current Document 實驗十 數(shù)字I/O實驗（設(shè)計性實驗） .40 HYPERLINK l bookmark69 o Current Document 實驗H一 機械運動實驗（綜合性實驗）43實驗一 LabVIEW 軟件基本操作（一）（驗

6、證性實驗）一、實驗?zāi)康?、了解LabVIEW的編程與運行環(huán)境；2、掌握LabVIEW的基本操作方法，并編制簡單的程序；3、掌握使用調(diào)試工具調(diào)試 VI程序；4、掌握VI子程序的建立和調(diào)用過程。 二、實驗原理LabVIEW（Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench，實驗室虛擬儀器集成環(huán)境）是一個高效的圖形化程序設(shè)計環(huán)境，也是一個功能強大而又靈活地儀器和分析軟件應(yīng)用開發(fā)工具。它結(jié)合了 簡單易用的圖形式開發(fā)環(huán)境與靈活強大的G編程語言，提供了一個直覺式的環(huán)境，與測量緊密結(jié)合，能讓工程師與科學(xué)家們迅速開發(fā)出有關(guān)數(shù)據(jù)采集、測量控制、數(shù)據(jù)分析、存儲

7、及顯示的解決方案。現(xiàn) 今數(shù)以萬計的工程師、科學(xué)家以及技術(shù)人員正在使用LabVIEW來構(gòu)建測量與自動化系統(tǒng)。安裝LabVIEW軟件，認(rèn)識具體的安裝步驟，注意安裝細(xì)節(jié)和注冊技巧。LabVIEW的基本編程環(huán)境，包括啟動界面，前面板，程序框圖，圖標(biāo)/連線板、菜單、工具欄、三大操作選板（工具選板，控件選板，函數(shù)選板）等。在編程環(huán)境中可以創(chuàng)建、調(diào)試和調(diào)用VI ,完成虛擬儀器的設(shè)計。 三、實驗儀器設(shè)備與器材安裝有LabVIEW軟件的計算機 四、實驗內(nèi)容與步驟1、LabVIEW的啟動啟動LabVIEW8.20 Express后，首先出現(xiàn)圖 1-1所示的對話框。對話框各按鈕的作用如下：【New】創(chuàng)建一個新的 V

8、I （Virtual Instrument ）程序；Open打開一個已有的 VI程序（單擊右邊的小箭頭，彈出的下拉菜單中包含程序示例和最近10次使用的VI程序）。Help LabVIEW 幫助。Configure 設(shè)置NI的測量和控制工具，如 DAQmax的設(shè)置。圖 1-1 LabVIEW 8.20 Express啟動界面VI代碼的接口，也是組成VI選才B Blank VI時，將出現(xiàn)一個未命名的前面板窗口。前面板窗口是的兩種LabVIEW 窗口之一。另一個窗口是框圖窗口，其中包含了以圖形方式(如圖標(biāo)、連線等)表示 的程序代碼。2、虛擬儀器程序的創(chuàng)建在進行LabVIEW 設(shè)計中，我們始終需要牢記

9、的是，VI程序具有三個要素：前面板、框圖程序和圖標(biāo)/連接器。(1)前面板：使用輸入控制和輸出顯示來構(gòu)成前面板?？刂剖怯脩糨斎霐?shù)據(jù)到程序的接口。而顯 示是輸出程序產(chǎn)生的數(shù)據(jù)接口?？刂坪惋@示有許多種類，可以從控制模板的各個子模板中選取。程序框圖前面板圖1-2簡單的程序框圖和前面板(2)框圖程序：框圖程序是由節(jié)點、端點、圖框和連線四種元素構(gòu)成的。節(jié)點類似于文本語言程序的語句、函數(shù)或者子程序。端點是只有一路輸入/輸出，且方向固定白節(jié)點。圖框是 LabVIEW實現(xiàn)程序結(jié)構(gòu)控制命令的圖形表示。如循環(huán)控制、條件分支控制和順序控制等，編程人員可以使用它們控制VI程序的執(zhí)行方式。連線是端口間的數(shù)據(jù)通道。 它們類

10、似于普通程序中的變量。 數(shù)據(jù)是單向流動的， 從源端口向一個或多個目的端口流動。不同的線型代表不同的數(shù)據(jù)類型。在彩顯上，每種數(shù)據(jù)類型還以不同的顏色予以強調(diào)。(3)從框圖程序窗口創(chuàng)建前面板對象：用選擇和連線工具，可以用鼠標(biāo)右鍵點擊任一節(jié)點和端點，然后從彈出菜單中選擇 創(chuàng)建常數(shù)”，創(chuàng)建控制”，或創(chuàng)建顯示”等命令。LabVIEW會自動地在被創(chuàng)建 的端點與所點擊對象之間接好連線。圖1-3從框圖程序窗口創(chuàng)建前面板對象3、調(diào)試VI程序程序調(diào)試是進行任何程序設(shè)計過程中所必須的過程。我們在程序設(shè)計過程中不可避免地會有各種邏輯上和語法上的錯誤，這些都需要通過程序調(diào)試找出來加以改正。LabVIEW給我們提供了幾種程

11、序調(diào)試的方法，主要有以下幾種。(1)找出語法錯誤如果一個VI程序存在語法錯誤， 則在面板工具條上的運行按鈕將會變成一個折斷的箭頭，表示程序不能被執(zhí)行。這時這個按鈕被稱作錯誤列表。點擊它，則 LabVIEW彈出錯誤清單窗口，點擊其中任 何一個所列出的錯誤，選用Find功能，則出錯的對象或端口就會變成高亮。(2)設(shè)置執(zhí)行程序高亮在LabVIEW的工具條上有一個畫著燈泡的按鈕，這個按鈕叫做 高亮執(zhí)行”按鈕上。點擊這個按鈕使該按鈕圖標(biāo)變成高亮形式，再點擊運行按鈕，VI程序就以較慢的速度運行，沒有被執(zhí)行的代碼灰色顯示，執(zhí)行后的代碼高亮顯示，并顯示數(shù)據(jù)流線上的數(shù)據(jù)值。這樣，我們就可以在根據(jù)數(shù)據(jù)的流動狀 態(tài)

12、跟蹤程序的執(zhí)行。(3)斷點與單步執(zhí)行為了查找程序中的邏輯錯誤，我們有時希望框圖程序一個節(jié)點一個節(jié)點地執(zhí)行。使用斷點工具可 以在程序的某一地點中止程序執(zhí)行，用探針或者單步方式查看數(shù)據(jù)。使用斷點工具時，點擊希望設(shè)置 或者清除斷點的地方。斷點的顯示對于節(jié)點或者圖框表示為紅框，對于連線表示為紅點。當(dāng)VI程序運行到斷點被設(shè)置處，程序被暫停在將要執(zhí)行的節(jié)點，以閃爍表示。按下單步執(zhí)行按鈕，閃爍的節(jié)點被 執(zhí)行，下一個將要執(zhí)行的節(jié)點變?yōu)殚W爍，指示它將被執(zhí)行。我們也可以點擊暫停按鈕，這樣程序?qū)⑦B 續(xù)執(zhí)行直到下一個斷點。(4)探針可以用探針工具來查看當(dāng)框圖程序流經(jīng)某一根連接線時的數(shù)據(jù)值。從Tools工具模板選擇探針

13、工具，再用鼠標(biāo)左建點擊我們希望放置探針的連接線。這時顯示器上會出現(xiàn)一個探針顯示窗口。該窗口總是 被顯示在前面板窗口或框圖窗口的上面。在框圖中使用選擇工具或連線工具，在連線上點擊鼠標(biāo)右鍵，在連線的彈出式菜單中選擇探針”命令，同樣可以為該連線加上一個探針。4、創(chuàng)建子程序在LabVIEW中，每個VI程序都可以將其創(chuàng)建成子程序，以便其他程序調(diào)用。創(chuàng)建如下：(1)打開VI程序；(2)創(chuàng)建接線端口。接線端口是 VI程序數(shù)據(jù)的輸入/輸出端口，創(chuàng)建過程如下：右鍵單擊前面板中右上角圖標(biāo)，從彈出的快捷菜單中選擇Show Connector選項。此時前面板窗口右上角的圖標(biāo)由接線端口卬取代,每個小矩形框代表一個連線的

14、端口，這些端口用來將數(shù)據(jù)輸入到VI程序中或?qū)I程序的數(shù)據(jù)輸出。LabVIEW將會根據(jù)控制器和指示器的數(shù)值選擇一種連線端口模式。本例中由3個端口:兩個數(shù)字控制器( Numeric1和Numeric2 ), 一個數(shù)字指示器(Result)。如果由必 要，還可以在連線端口圖標(biāo)上單擊右鍵，從彈出的快捷菜單中選擇Patterns來改變連線端口模式。默認(rèn)狀態(tài)時，輸入端口(控制器端口)在連線端口方框左邊，輸出端口(指示器端口)在連線端口方框右邊。把連線端口分配給相應(yīng)的控制器和指示器。使用連線工具，在左邊連線端口框內(nèi)單擊鼠標(biāo)左鍵，則端口將會變黑，再單擊控制器，一個閃爍 的虛線框?qū)鼑≡摽刂破鳌４藭r端口的顏

15、色也會根據(jù)控制器的類型做相應(yīng)的變換。現(xiàn)在單擊右邊的 連線端口，使它變黑，再點擊相應(yīng)的指示器，這樣就創(chuàng)建了該指示器同相應(yīng)端口的連接。(3)保存此程序，以后我們就可以對其象子程序一樣調(diào)用了。(4)打開一個新的 VI,在框圖程序中選擇 Functions-All Functions- Select a VI ；再選擇上面我們 保存的VI程序。用連線工具可以看到它的連線端口，這樣我們就可以創(chuàng)建相應(yīng)的控制器和指示器。例如：創(chuàng)建一個 VI,該VI功能：輸入3個參數(shù)后，求其和，再開方。 敏漕 I nru 數(shù)值2 田 .但N1圖1-4 VI程序的創(chuàng)建 將上述VI創(chuàng)建成一個子 VI ,再編一個 VI調(diào)用上述子V

16、I。教瞋 TOC o 1-5 h z 款值31演于期心2.44馴 9給03I圖1-5子VI程序的創(chuàng)建與調(diào)用五、實驗結(jié)果與分析1、實驗VI程序前面板、程序框圖；2、子VI程序創(chuàng)建及調(diào)用截圖。六、實驗總結(jié)與思考1、熟悉LabVIEW 8.20編程環(huán)境。2、VI中的三個模塊是什么？簡述其各自功能。3、在前面板和框圖程序中，如何區(qū)分控制器和指示器?4、如何運行和停止程序的運行？5、心得體會及其它。實驗二 LabVIEW 軟件基本操作（二）（設(shè)計性實驗）一、實驗?zāi)康?、熟悉VI的數(shù)據(jù)類型；2、掌握順序結(jié)構(gòu)和循環(huán)結(jié)構(gòu)（For循環(huán)、While循環(huán)）的編程；3、學(xué)習(xí)并掌握如何創(chuàng)建、使用數(shù)組、簇函數(shù)的功能和應(yīng)用

17、，掌握它們的區(qū)別以及相應(yīng)操作。 二、設(shè)計內(nèi)容1、編寫一個溫度監(jiān)測器的 VI程序。2、利用順序結(jié)構(gòu)和循環(huán)結(jié)構(gòu)寫一個跑馬燈程序。3、編寫一個利用簇模擬汽車控制的VI程序。三、設(shè)計要求1、數(shù)據(jù)操作：編寫一個溫度監(jiān)測器，要求當(dāng)溫度超過報警上限，而且開啟報警時，報警燈點亮。溫度值可以由隨機數(shù)發(fā)生器產(chǎn)生，如圖2-1所示。圖2-1溫度監(jiān)測器2、循環(huán)結(jié)構(gòu)：利用順序結(jié)構(gòu)和循環(huán)結(jié)構(gòu)寫一個跑馬燈，要求5個燈從左到右不停的輪流點亮，閃爍間隔由滑動條調(diào)節(jié)，如圖 2-2所示。閃爍間隔（叱）100 200 300 400 S00圖2-2跑馬燈3、字符串、數(shù)組、簇和矩陣：利用簇模擬汽車控制，要求控制面板可以對顯示面板中的參量

18、進行控制，油門控制轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)速=油門 *100,檔位控制時速，時速=檔位 *40,油量隨VI運行時間減少, 如圖2-3所示。圖2-3模擬汽車控制四、實驗儀器設(shè)備與器材安裝有LabVIEW軟件的計算機五、實驗結(jié)果與分析1、實驗VI程序前面板、程序框圖；2、溫度監(jiān)測器、跑馬燈及利用簇模擬汽車控制截圖。 六、實驗總結(jié)與思考1、VI的數(shù)據(jù)類型有哪些？2、說明For循環(huán)與While循環(huán)的區(qū)別。3、數(shù)組和矩陣有什么異同點？4、心得體會及其它。LabVIEW 軟件基本操作（三）（設(shè)計性實驗）、實驗?zāi)康?、學(xué)習(xí)并掌握圖表和圖形的使用，理解它們的區(qū)別;2、掌握Express技術(shù)來快速簡便地搭建專業(yè)的測試系統(tǒng);3、

19、學(xué)習(xí)并掌握 LabVIEW 中的文件I/O操作。二、設(shè)計內(nèi)容1、編寫一個圖形化顯示數(shù)據(jù)的VI程序。2、利用Express VI進行功率譜分析。3、編寫一個文件I/O操作的VI程序。三、設(shè)計要求1、圖形化顯示數(shù)據(jù)：利用隨機數(shù)發(fā)生器仿真一個0到5V的采樣信號，每200ms采一個點，共采集50個點，采集完后一次性顯示在Waveform Graph上。另外在此基礎(chǔ)上再增加 1路電壓信號采集,此路電壓信號的范圍為 5到10V,采樣間隔是50ms,共采100個點。采樣完成后，將兩路采樣信號顯示在同一個Waveform Graph中，如圖3-1所示。Wavetcrin Qaph5-FlOtUIsI 54ID

20、4353D充ID2 n s圖3-1圖形化顯示數(shù)據(jù)示例2、Express VI快速搭建專業(yè)測試系統(tǒng)：利用 Express VI產(chǎn)生一個帶白噪聲的正弦信號，然后用功3-2所示。率譜分析Express VI對其進行功率譜分析，并將原信號與分析結(jié)果寫入測量文件，如圖Sine with UniForm NoiseSine 閃th Uniform rjoise （.Power W日吐rum）0,02 0.03 0.04 D.QS 0.06 0,07 0,06 O.OTTimeH.ooPower Spectrum500750 1000 1250 1500 1750 2000 2290 2500Frequen

21、cy- - - - - -Io o o o o o 5 4 3 2 1巖 ny-dEW圖3-2 Express VI 功率譜分析3、文件I/O:寫一個測量程序，采集兩路信號，每1s采集一次，要求每采集一次，就將采集結(jié)果寫入文本文件尾部，即使重新運行程序，仍能保證數(shù)據(jù)添加到文件尾部，而不會覆蓋原有數(shù)據(jù)。格式 為a保留4位小數(shù)，b為整數(shù)，如圖3-3所示。atxt - Notepad工1 回匡File Edit For 帕t Mew H 郵t=61432214a=0 0468 a=0.B009 a=0 0960 a=0 8139 300716 a=0 483 a=0.3211 a=0.6020 a=

22、0 8034 a=0,8U9圖3-3文件I/O操作示例四、實驗儀器設(shè)備與器材安裝有LabVIEW軟件的計算機五、實驗結(jié)果與分析1、實驗VI程序前面板、程序框圖；2、上述三個實驗結(jié)果截圖。六、實驗總結(jié)與思考1、總結(jié)Chart和Graph的使用區(qū)別。2、什么是動態(tài)數(shù)據(jù)類型？3、Express Vis包括哪幾部分？4、LabVIEW支持哪些文件類型？5、心得體會及其它。實驗四 NI ELVISII平臺工作環(huán)境（驗證性實驗）一、實驗?zāi)康?、了解NI ELVISII平臺工作環(huán)境；2、熟悉軟前面板（SFP）工具；3、熟悉LabVIEW 應(yīng)用程序編程接口（ API）;4、熟悉Multisim應(yīng)用程序編程接口

23、（ API）。 二、實驗原理NI ELVIS II環(huán)境由以下幾部分組成：硬件工作區(qū)用于創(chuàng)建電路及接口實驗NI ELVIS II軟彳4i（在NI LabVIEW 軟件中實現(xiàn)），包括以下：?軟前面板（SFP）工具? LabVIEW應(yīng)用程序編程接口 （API）? Multisim應(yīng)用程序編程接口 （API）通過API ,用戶可使用在 Multisim內(nèi)編寫的LabVIEW 程序及仿真程序?qū)崿F(xiàn) NI ELVIS II工作站的 自定義控制及訪問。三、實驗儀器設(shè)備與器材1、實驗設(shè)備安裝有LabVIEW軟件的計算機2、所需要的元件? 1k電阻，R1,（棕，黑，紅）?2.2 k電阻，R2,（紅，紅，紅）?1.

24、0 M電阻，R3,（棕，黑，綠）?1 F電容，C?-7.5 k, 1 k, 2 k, 4 k 及 8 k 標(biāo)稱值四、實驗內(nèi)容與步驟1、量器件值（1）使用提供的USB線將NI ELVIS II工作站與計算機連接。USB 一端連接于 NI ELVIS II工作站，USB方口端與計算機相連。 打開計算機并啟動 NI ELVIS II （接通工作站背面的開關(guān)）USB ACTIVE （橘色）LED顯示 ON。稍等一會兒后，ACTIVATE LED 將顯示 OFF, USB READY （橘色）LED顯示ON。（2）在計算機屏幕上點擊 NI ELVISmx儀器啟動圖標(biāo)，或點擊快捷方式。NI ELVIS I

25、I儀器條將在屏幕上顯示?，F(xiàn)在您已經(jīng)完成測量的準(zhǔn)備了。圖4-1 NI ELVISmx 儀器啟動圖標(biāo)條(3)用雙頭香蕉型接口連接數(shù)字萬用表(DMM)輸入及工作站左側(cè)的COM端。另一頭連接一個電阻器。(4)點擊NI ELVISmx 儀器啟動中的DMM圖標(biāo)，選擇數(shù)字萬用表。圖4-2數(shù)字萬用表，歐姆計配置您可以使用DMM SFP實現(xiàn)各類操作，如電壓、電流、電阻、電容等的測量。通過 DMMX符號 來表示X操作。本次測量的正確連接方法顯示在DMM前面板上。(5)點擊Ohm按鈕來使用數(shù)字歐姆表功能，DMM。點擊綠色箭頭Run來開始測量采集。測量3個電阻R1, R2及R3。將數(shù)據(jù)填寫到下表： TOC o 1-5

26、 h z R1(1.0 k)R2(2.2 k)R3(1.0 M)如果要停止采集，可點擊紅色方形Stop按鈕。注釋：通過點擊模式按鈕，可將 自動量程改為指定量程,并通過點擊量程按鈕選擇最適當(dāng)?shù)?量程。2、在 NI ELVIS II開發(fā)板上創(chuàng)建分壓電路使用R1和R2兩個電阻在NI ELVIS II開發(fā)板上搭建以下電路。To Groura A I)A In圖4-3分壓電路(2)將輸入電壓 Vo連接至+5 V引腳接口。(3)將共地端連接至GROUND引腳接口。(4)將外部線一端連至 DMM電壓輸入V及NI ELVIS工作站一側(cè)的COM,另一端連接 2.2 k 電阻。(5)檢查電路后將上推電源開關(guān)至上端

27、-使開發(fā)板上電。3個電源LED指示燈，+15 V、- 15 V及+5 V此時應(yīng)均呈綠色并點亮。5V5VSCREW TERM I MALISCREM TERMINALJliesSUPPLY * GROUNDSUPPLY -加DC Power-*1-*15V-15VGROUND +5V圖4-4 NI ELVIS 開發(fā)板上的電源 LED指示燈注釋：如果這些 LED中的任何一個呈黃色，而其它為綠色，電源的可重置保險絲都將跳斷。此時需要關(guān)閉開發(fā)板電源以重置保險絲。檢查電路可能存在的短路情況。重新給開發(fā)板上電。此時LED將均呈綠色。(6)將DMMV測試端連至Vo,并通過DMMV功能測量輸入電壓。按下點擊

28、Run來采集電壓 數(shù)據(jù)。V0 (測量值)根據(jù)電路原理，R2上的輸出電壓 V2應(yīng)由以下公式得到：V2 =R2/(R +R2)o(7)使用上面的測量值 R1, R2及Vo來計算V2。接下來，使用 DMMV來測量電壓 V2的真實值。V2 (計算值)V2 (測量值)(8)測量值與計算值是否匹配？3、使用DMM測量電流根據(jù)歐姆定律，以上電路的電流(I)等于V2/R2。(1)使用V2及R2的測量值計算電流。(2)將連接至V的外部連線連至電流輸入端 (A),進行電流的直接測量。將另一端連至電路，如 下所示。To +5V -R, io gV1R2 22 kilDM1( A)V。7b Ground Tn圖4-5

29、測量電流的修改電路(3)選擇功能DMMA,并測量電流。I (計算值)I (測量值)(4)測量值與計算值是否匹配?4、觀察 RC瞬態(tài)電路的電壓變化采用DMM口功能來測量1曠的電容。(1)將電容的導(dǎo)線連接到阻抗分析儀的輸入端DUT+和DUT -上。你可以在 NI ELVIS II原型板的左下方接線塊上找到這兩個端口。(2)要測量電容和電感，必須為原型板供電，需將原型板的電源切換為ON狀態(tài)。(3)單擊電容按鈕,使用DMM功能來測量電容 Co按下Run按鈕獲取電容值。(4)建立一個如下圖所示的 RC瞬態(tài)電路。該電路中采用了分壓電路，其中 R1由R3(1M電阻) 取代，而R2則由1曠的電容C取代。將DM

30、M的導(dǎo)線移至輸入插孔V COM。其它兩端則分別接 到電容上。Ground V|V |a i*mt圖4-6 RC瞬態(tài)電路(5)選擇 DMMV并單擊 RUN。(6)給電路上電后電容兩端的電壓指數(shù)將上升。將 DMM的電壓范圍設(shè)置為指定范圍 10 V。(7)大概幾秒鐘之后才能獲得 Vo的穩(wěn)態(tài)值。切斷電路電源后，電容兩端電壓指數(shù)將下降到 0V。試試看吧!5、可視化 RC瞬態(tài)電路的電壓(1)移除+5 V電源引線，并采用一根連接到可變電源插口SUPPLY+的導(dǎo)線來取代。將輸出電壓VC連接到模擬輸入插口 AI 0+和AI 0 -,如下圖所示。圖4-7 NI ELVISII原型板上的 RC瞬態(tài)電路關(guān)閉 NI E

31、LVIS II 并啟動 LabVIEW 。在NI ELVIS II的程序庫文件夾中，選擇 RC Transient”。該程序采用LabVIEW API ,將可變電源的電壓調(diào)為 +5V并持續(xù)5s,接著將VPS電壓重新設(shè)置為打開原型板的電源，觀察數(shù)字顯示器和%FS線性范圍上的電壓變化。0V并持續(xù)5s；與此同時，測量電容兩端的電壓，并在 LabVIEW圖表中實時顯示該電壓。RC Charging and Discharging圖4-9 RC瞬態(tài)電路的充電和放電波形當(dāng)二QA這種方波激勵可以非常明顯地顯示簡單RC電路的充電和放電特性。（2）看看LabVIEW方框圖，來了解該程序是如何工作的。口 25i1

32、ngjrdruG*m 匚 |圖 4-10 RC Transient.vi 程序的 LabVIEW方框圖在該四幀序列白第一幀中，NI ELVISmx可變電源虛擬儀器（VI）向NI ELVIS II原型板上的RC電路 輸出+5.00V電壓。第二幀以1/10秒為間隔、順序讀取 50次電容兩端的電壓值。在 for循環(huán)中，DAQ 助手以1000 S/s的速率讀取100個數(shù)據(jù)，并將這些值傳送至一個簇陣列中（粗的藍(lán)/白線）。從該簇中將數(shù)據(jù)陣列（粗的橘色線）傳送至Mean VI中，返回這100個讀數(shù)的平均值。 然后，將該平均值通過一個本 地的變量終端 ,傳送至LabVIEW 圖表中。下一幀將 VPS+電壓設(shè)置

33、 為0V。最后一幀則測量放電循環(huán)中的另外50個平均采樣值。該程序記錄了RC電路的一個完整的充電和放電周期。如果要重復(fù)該周期，可以將上述程序放入一個while循環(huán)中。五、實驗結(jié)果與分析1、分析測量值與計算值是否匹配。2、RC瞬態(tài)電路的充電和放電波形截圖。六、實驗總結(jié)與思考1、NI ELVISII平臺工作環(huán)境由哪幾部分組成的。2、如何使用NI ELVIS II工作站進行電器元件特性測量。3、心得體會及其它。實驗五 電子溫度計實驗（設(shè)計性實驗）一、實驗?zāi)康?、熟悉NI ELVISII可變電源（VPS）的使用；2、掌握虛擬控件的使用；3、掌握使用LabVIEW 的輸入和顯示控件，結(jié)合 NI ELVIS

34、 II API構(gòu)建數(shù)字溫度計。二、設(shè)計內(nèi)容（或設(shè)計任務(wù)）編寫數(shù)字溫度計程序Digital Thermometer.vi激活VPS,為熱敏電阻電路加電，之后讀取熱敏電阻兩端的電壓，將它轉(zhuǎn)化為溫度，并以多種格式將數(shù)值顯示在前面板上。三、設(shè)計要求（或設(shè)計指標(biāo)與要求）熱敏電阻是用半導(dǎo)體材料制造的二線元件。它具有非線性響應(yīng)曲線和負(fù)溫度系數(shù)。熱敏電阻為在寬動態(tài)范圍內(nèi)測量溫度提供了理想的傳感器，在溫度報警電路中特別有用。本實驗首先熟悉使用 NI ELVIS II可變電源（VPS）,使用工作臺上的面板控件或計算機屏幕上的 虛擬控件進行使用，還可以將它嵌入到LabVIEW 程序中。VPS激勵在分壓電路中的10k

35、熱敏電阻。熱敏電阻兩端測量到的電壓與其電阻值相關(guān)，從而也就與溫度相關(guān)。最后通過使用LabVIEW 的輸入和顯示控件，結(jié)合 NI ELVIS API構(gòu)建數(shù)字溫度計。NI ELVIS TEMPERXTT.TRE RECORDER圖5-1數(shù)字溫度計的LabVIEW前面板AI Q inputIvoftstn |反熊同詞Retit叵it，婦ri P-T.viDev? |二5et VP5+Fool- QHl ELVESmxVar table PowerSLpkesTemp圖5-2數(shù)字溫度計程序的程序框圖四、實驗儀器設(shè)備與器材1、實驗設(shè)備安裝有LabVIEW軟件的計算機2、所需要的元件?10 k電阻R1 （

36、紅色、黑色、橙色）?10 k熱敏電阻Rt五、實驗結(jié)果與分析1、實驗VI程序前面板、程序框圖；2、電子溫度計程序截圖。六、實驗總結(jié)與思考1、測試熱敏電阻的電阻-溫度曲線。2、解釋程序框圖是如何實現(xiàn)溫度采集并實時顯示的。3、心得體會及其它。實驗六 AC電路工具實驗（驗證性實驗）一、實驗?zāi)康?、熟悉針對 AC電路的NI ELVIS II工具使用；2、學(xué)習(xí)并掌握如何使用數(shù)字萬用表、函數(shù)發(fā)生器、示波器、阻抗分析儀和波特分析儀。 二、實驗原理許多電路都包含交流（AC）部分。要設(shè)計好的電路需要有測量元件和阻抗值的工具，以及用于顯 示電路屬性的工具。利用良好的 AC工具和一些基本的電路知識，您可以修改任何電路

37、以實現(xiàn)最優(yōu)的 響應(yīng)。該實驗介紹了針對 AC電路的NI ELVIS II工具：一個數(shù)字萬用表、函數(shù)發(fā)生器、示波器、阻抗 分析儀和波特分析儀。三、實驗儀器設(shè)備與器材1、實驗設(shè)備安裝有LabVIEW軟件的計算機2、所需要的軟件前面板（SPF）? 使用歐姆計/電容（DMM ?/4卜）的數(shù)字萬用表?函數(shù)發(fā)生器（FGEN）? 示波器（示波器）?阻抗分析儀（Imped）? 波特分析儀（波特）3、所需要的元件? 1 k?電阻，R,（褐色、黑色、紅色）?1四電容，C四、實驗內(nèi)容與步驟1、電路元件值的測量請完成下列步驟以獲取電路元件的值：（1）啟動 NI ELVIS II工具條。（2）選擇數(shù)字萬用表。（3）將測試

38、導(dǎo)線與 DMMV和COM相連接。（4）利用 DMM Q測量電阻Ro（5）利用DMM *測量電容Co（6）填寫下表：電阻R k （1 k標(biāo)稱）電容C F （1 pF標(biāo)稱）(7)關(guān)閉該DMM 。2、元件與電路阻抗 Z的測量對于一只電阻，阻抗與 DC電阻完全相同。您可以用一個兩維圖中的一條沿X-軸的直線表示該阻抗，這常常被稱為實數(shù)部分。 對于一只電容，阻抗(或者更具體地，容抗)，Xc是虛數(shù)，取決于頻率， 用兩維圖中的一條沿 Y-軸的直線表示。它被稱為虛數(shù)部分。在數(shù)學(xué)上，一只電容的容抗表示為：Xc=1/j coC其中，3是角頻率(以弧度/秒為單位)，而j是一個用于表示一個虛數(shù)的符號。一個串聯(lián)的RC電路

39、的阻抗是這兩個元件的阻抗之和，其中，R是電阻性(實數(shù))元件，而Xc是電抗性(虛數(shù))元件。Z=R+Xc=R+1/ j coC阻抗也可以利用極坐標(biāo)圖中的一個相位向量表示，其中：幅值=(R2 +Xc2 )且相位 0 =ta-1 (Xc/R)一個電阻具有一個沿著實數(shù)( X)軸的相位相量。一個電容具有一個沿著負(fù)虛數(shù)( Y)軸的相位相 量。根據(jù)復(fù)數(shù)代數(shù)有：1/j=-j完成下列步驟以實時地觀察該相位相量:(1)從NI ELVISmx儀器啟動程序中選擇阻抗分析儀(Imped）。圖6-1 一個RC電路在頻率為1000Hz時的相位向量(2)將您的元件置于 NI ELVIS II面包板之上。(3)將來自阻抗分析儀的

40、DUT+和DUT-端的跳線與標(biāo)稱為 1 k的電阻相連接。(4)為NI ELVIS II面包板上電，并點擊運行。(5)驗證該電阻的相位向量沿實數(shù)軸，并且其相位為0。(6)將該阻抗分析儀的跳線與電容相連接。(7)驗證該電容的相位向量沿負(fù)虛數(shù)軸，并且其相位為 270或-90度。(8)默認(rèn)測量頻率為1000Hz o調(diào)整頻率值，并觀測到該容抗(該相位向量的長度)在您提高該頻率時變小，在您降低該頻率時變大。因為： |Xc|=1/ coG(9)將該阻抗分析儀的跳線與串聯(lián)的電阻電容相連接。該相位向量現(xiàn)在同時具有一個實數(shù)部分和 虛數(shù)部分。(10)將該測量頻率按從 100Hz到500Hz、1000Hz和1500H

41、z改變，并觀察該相位向量的移動。(11)調(diào)整該頻率，直至該容抗 |Xc|的幅值等于該電阻R的幅值。在此特定頻率下，該相位向量的相位讀數(shù)為 315或-45度。(12)該相位向量的幅值為多少 ?(13)答案：|R|2(14)關(guān)閉該阻抗分析儀的窗口。3、利用函數(shù)發(fā)生器和示波器測量一個RC電路完成下列步驟以構(gòu)建和測試RC電路：(1)在工作站面包板上，利用一個1 pF電容和一個1.0k電阻構(gòu)建一個分壓電路。(2)將該RC電路的輸入與該面包板上的函數(shù)發(fā)生器FGEN與接地的引腳插座相連接。圖6-2 與該FGENff連接白實際 RC元件通常用一個函數(shù)發(fā)生器來提供 AC電路的電源。利用它測試您的 RC電路。(3

42、)從NI ELVISmx儀器啟動程序中選擇 FGEN圖標(biāo)。圖6-3 FGEN前面板該FGEN SFP具有可以完成下列操作的控制功能：單位：Hz中輸入頻率，設(shè)置該頻率DC偏移控件，選擇波形幅值與任何偏移函數(shù)發(fā)生器的實時控制（頻率與幅值）也可使用右側(cè)的NI ELVIS n工作站。正如可變電源供應(yīng)一樣，您可以通過點擊手動模式框口啟用手動控制。該工作站右部的一個綠色LED變亮，表示手動控制。這時，該NI ELVISmx函數(shù)發(fā)生器窗口中，頻率與幅值的旋鈕已被激活，而虛擬控制則變灰（被禁用）。注意：該函數(shù)發(fā)生器還提供了一些特定的操作，如信號調(diào)制（ AM或FM）或頻率掃描。您將在 后續(xù)的一個實驗中使用這些特

43、性。（4）設(shè)置該函數(shù)發(fā)生器為正弦波、2000Hz、2 Vpk-pk。點擊運行。您可以利用該示波器軟面板軟面板可視化顯示和分析該RC電路的電壓信號。（5）從NI ELVISmx儀器啟動程序中，選擇該示波器圖標(biāo)。圖6-4顯示于該示波器前面板的正弦波該示波器軟面板與絕大多數(shù)的示波器相似，但該NI ELVIS可以自動實現(xiàn)輸入與各種信號源的連接，具有內(nèi)置AC測量和波形光標(biāo)，并可以方便地記錄波形模式。(6)通過您的RC電路中的1k電阻連接該 NI ELVIS II工作站的左側(cè)的 CH0 BNC連接端子的測 試導(dǎo)聯(lián)線。對該面板加電，并點擊該示波器的運行按鈕。(7)您可以在該示波器上看到一個正弦波波形。進行如

44、下設(shè)置：CH0 500 mV/divCH0 AC 500 因/div 、信號源(通道 0信號源)、電壓水平(V) (0.1)在波形屏幕的底部檢查通道0的測量結(jié)果：RMS、頻率和 Vpk-pk。您可以激活光標(biāo)以測量時間相關(guān)的參數(shù)，如周期、占空比和時間間隔。(8)調(diào)節(jié)FGEN的控件(虛擬或真實)，并觀察該示波器窗口的變化。(9)將從該示波器的 CH1引出的另一組測試導(dǎo)聯(lián)線與該面板上的函數(shù)發(fā)生器SYNC引腳和地線相連接。該 SYNC是一個TTL 5V信號，常用作觸發(fā)信號。(10)點擊該示波器的 CH1啟用框。您將看到一只 TTL電壓的新信號(藍(lán)色)。可參閱位于 該實驗室開始部分的示波器圖像(11)該

45、RC電路是一個無源高通濾波器，其低頻截止頻率約為160Hz。您可以利用該 FGEN的頻率掃描特性可視化顯示該濾波器的參數(shù)。按照上述配置設(shè)置該濾波器。設(shè)置該FGEN的控制變量如下：起始頻率5Hz停止頻率 5 kHz步進頻率 50 Hz點擊該函數(shù)發(fā)生器的停止按鈕，然后點擊掃描按鈕。(12)觀測在頻率掃描過程中，經(jīng)濾波處理的 CH0信號如何隨該 SYNC CH1信號的幅值和相位 而改變。當(dāng)頻率較低時，該CH0信號的幅值較小，而且并不與該 SYNC信號同相位。當(dāng)頻率較高時， 其幅值與該函數(shù)發(fā)生器的幅值接近，并且這兩個信號相位同步。(13)關(guān)閉該函數(shù)發(fā)生器和示波器窗口。4、電路的增益/相位波特圖波特圖以

46、非常真實的圖形化格式描述了一個AC電路的頻率特性。幅值響應(yīng)被繪制為對數(shù)頻率的一個函數(shù)一電路增益(以分貝為測量單位)。相位響應(yīng)被繪制為對數(shù)頻率的一個函數(shù)一在線性標(biāo)度上的輸入信號與輸出信號之間的相位差。完成下列步驟以構(gòu)建一個 RC電路，并測量該電路的增益波特圖與相位波特圖。(1)從NI ELVISmx儀器啟動程序中選擇“ 波特”圖標(biāo)。利用該波特分析儀，您可以對某一頻 率范圍進行掃描一一從一個起始頻率到一個停止頻率，步進頻率為？f。您還可以設(shè)置該測試正弦波的幅值。該波特分析儀利用該函數(shù)發(fā)生器軟面板生成該測試波形。您必須將FGEN的輸出插座與您的測試電路，以及AI 1+和接地AI 1-相連接。該被測電

47、路的輸出與 AI 0+和接地相連接。您可以通過點 擊位于該波特分析儀窗口的右下角的“幫助”按鈕，獲取更多信息。(2)面板中重新搭建該 RC電路(與下面電路相似)，并完成如上所述的連接。圖6-5 RC元件波特測量的連接(3)檢查您的電路是否按上述方式連接。打開面板的電源，并點擊運行按鈕。圖6-6 一個RC電路的波特分析儀的前面板測量結(jié)果(4)點擊光標(biāo)啟用選擇框。您可以步進通過您所測量的數(shù)據(jù)點，并察看對應(yīng)每個所測量的頻率 的幅值與相位。(5)注意信號幅值下降-3dB所對應(yīng)的頻率。此頻率點的相位應(yīng)當(dāng)顯示為約45度。該頻率被稱為低通截止頻率。(6)該示波器和該波特分析儀都具有一個記錄記錄按鈕。當(dāng)被激活

48、時，圖形中所展現(xiàn)的數(shù)據(jù)被寫 入到您硬盤驅(qū)動 器上的一個電子表格文件?，F(xiàn)在，您可以利用 Excel、LabVIEW、NI DIAdem 或一 些其它分析或繪圖程序，讀取該數(shù)據(jù)以供進一步分析。(7)點擊記錄按鈕，并保存您的數(shù)據(jù)集。五、實驗結(jié)果與分析1、驗證測量值與計算值是否匹配。2、RC電路的增益/相位波特圖結(jié)果截圖。 六、實驗總結(jié)與思考1、電路阻抗 Z的測量方法。2、一個電路的增益/相位波特圖指的是什么?3、心得體會及其它。實驗七 運放濾波器實驗（設(shè)計性實驗）一、實驗?zāi)康?、了解在基本運算放大器中添加一些電容與電阻，可以組成有源濾波器；2、掌握利用 Multisim實現(xiàn)濾波器的仿真；并設(shè)計高通、

49、低通、帶通濾波器。 二、設(shè)計內(nèi)容（或設(shè)計任務(wù)）按照要求設(shè)計并測量低通、高通和帶通濾波器的特性。三、設(shè)計要求（或設(shè)計指標(biāo)與要求）在基本運算放大器（op amp）中添加一些電容和電阻，會得到許多有趣的模擬電路，如有源濾波 器、積分器和微分器。濾波器用于通過特定的頻帶，積分器用于比例控制，而微分器則用于噪聲抑制 和波形發(fā)生電路。該實驗采用 NI ELVIS II儀器套件，設(shè)計并測量低通、高通和帶通濾波器的特性。利用 Multisim 以及所測得的元件規(guī)格，實現(xiàn)這些濾波器的仿真。1、低通濾波器：運放電路的高頻衰減是由于741芯片內(nèi)部的電容與反饋電阻Rf并聯(lián)。如果增加外部電容 Cf,與反饋電阻 Rf并聯(lián)

50、，就可以降低上頻率截止點。您可以通過以下公式來計算截止頻 率：2二 fU =1/（RC）圖7-1為需要搭建的低通濾波器。圖7-1低通運放濾波器電路設(shè)計對該低通運放電路的波特圖進行測量，如圖 7-2所示。圖7-2低通運放電路的波特圖測量2、高通濾波器：對于一個簡單的RC系列電路，一個低頻截至頻率點fL由如下公式確定：2二 fL =1/（RC）其中，fL以赫茲為測量單位。該低頻截至頻率點是指增益（dB）下降-3 dB所對應(yīng)的頻率。當(dāng)該電容的阻抗與該電阻相等時，該（-3 dB）頻點出現(xiàn)。圖7-3高通運放濾波器電路的設(shè)計圖7-4 NI ELVIS 開發(fā)板上的高通運算放大器1DOOO10CO00FreQ

51、uency (Hz)NATIONALINSTRUMENTSConnections: ArHO - Siqrul ACHI JGEN FUNC圖7-5高通運放電路的波特圖測量法3、帶通濾波器：如果運放電路中同時包含輸入電容和反饋電容，那么響應(yīng)曲線將同時包含低截止 頻率fL和高截止頻率fUo頻率范圍（fU -fL）被稱為帶寬。例如，較好的立體聲放大器帶寬至少為 20,000 Hz。圖7-6為NI ELVIS II開發(fā)板上搭建的帶通濾波器。: * 1圖7-6 NI ELVIS II開發(fā)板上的帶通運放電路圖7-7帶通運放電路的波特圖測量四、實驗儀器設(shè)備與器材1、實驗設(shè)備安裝有LabVIEW軟件的計算機

52、2、所需要的軟件前面板（SPF）?數(shù)字萬用表（DMM 7/-JI）? 函數(shù)發(fā)生器（FGEN）示波器（示波器）阻抗分析儀（Imped）? 波特分析儀（波特）3、所需要的元件?10 k電阻，R1,（褐色、黑色、橙色）?100 k電阻，Rf,（褐色、黑色、黃色）?1 0電容，C1?0.01科由容，Cf?741運算放大器五、實驗結(jié)果（或數(shù)據(jù)）與分析1、NI ELVIS II面板上運放電路的搭建；2、高通、低通、帶通濾波器的波特圖截圖。六、實驗總結(jié)與思考1、根據(jù)上述僅含一個電容的低通濾波器的設(shè)計方法設(shè)計出一個二階低通濾波器。2、心得體會及其它。實驗八 LED營救實驗（設(shè)計性實驗）一、實驗?zāi)康?、學(xué)習(xí)并掌

53、握利用NI ELVIS II來說明二極管的特性、二極管的測試方法；2、設(shè)計并實現(xiàn)雙向十字路口交通信號燈定時周期循環(huán)的自動化運轉(zhuǎn)。二、設(shè)計內(nèi)容（或設(shè)計任務(wù)）按照要求設(shè)計一個模擬雙向十字路口交通信號燈自動化運轉(zhuǎn)的電路。三、設(shè)計要求（或設(shè)計指標(biāo)與要求）1、在NI ELVIS II面包板雙向交通燈十字路口的位置上各安裝兩個紅色、黃色和綠色的 LED,如圖8-1所示。圖8-1雙向交通燈十字路口的LED布置2、交通信號燈的基本工作周期是60秒，其中30秒為紅燈，接下來25秒為綠燈，再其后5秒為黃燈。例如，在一個雙向的十字路口，南北方向為黃燈時，東西方向為紅燈。這樣，可以將30秒的紅燈周期修改為兩個子周期：

54、一個25秒的周期，其后是一個 5秒的周期。對于雙向十字路口交通信號燈的操作，存在四個定時周期（ T1、T2、T3和T4）。為了提高操作的速率，25秒的時間間隔被壓縮為5秒，5秒的時間間隔被減少為 1秒，編寫的程序框圖如圖 8-2所示。圖8-2 一個雙向十字路口交通信號燈的自動化運轉(zhuǎn)程序的程序框圖四、實驗儀器設(shè)備與器材1、實驗設(shè)備安裝有LabVIEW軟件的計算機2、所需要的軟件前面板（SPF）? 數(shù)字晶體管測試器（DMM【*】）? 雙線電流一電壓分析儀（2-Wire ）? 數(shù)字寫入器（DigOut）3、所需要的元件? 硅二極管? 六個LED （2個紅色、2個黃色以及 2個綠色）? 六個220。）

55、電阻五、實驗結(jié)果（或數(shù)據(jù)）與分析1、測量二級管的特性曲線；2、雙向十字路口交通信號燈的電路截圖。六、實驗總結(jié)與思考1、如何利用NI ELVIS II進行二極管和極性測試，并得出臨界電壓。2、簡述該雙向十字路口交通信號燈的自動化運轉(zhuǎn)程序的原理。3、心得體會及其它。實驗九 磁場傳感器實驗（設(shè)計性實驗）、實驗?zāi)康?、學(xué)習(xí)并掌握使用 NI ELVIS工具來研究霍爾效應(yīng)傳感器的特性;2、通過霍爾效應(yīng)設(shè)計由LabVIEW驅(qū)動的自動脈沖計數(shù)器。二、設(shè)計內(nèi)容（或設(shè)計任務(wù)）按照要求設(shè)計一個由 LabVIEW驅(qū)動的自動脈沖計數(shù)器。三、設(shè)計要求（或設(shè)計指標(biāo)與要求）1、采用NI ELVIS 工具，測試模擬磁場傳感器，

56、如圖9-1所示。7b +5 VHan Vbrag0io OMV 圖 9-3 CounterMx.vi程序使用的程序框圖Ll , / CTH*_90LVCE IPF I 0 * CTHUGATEPFI 12 / EWUOUTI FFI 3 / CTniOURCE：PFI / CimjMTE -JRFI 13 / CWJOUi 0*1WFla M / FREQJJJT ILED BLED 2LED 3Uwr.FT 4 二9nhqLT吐LD 5tz0LEO 6田3 0:nunR -sue SHIELD 5XJ口 WO5UBP1N 1E05UB f*!N 2TgUB PIN 3FKJ fQ B TN

57、J|圖9-4位于NIELVISII面包板上的計數(shù)裝置四、實驗儀器設(shè)備與器材1、實驗設(shè)備安裝有LabVIEW軟件的計算機2、所需要的軟件前面板（SPF）? DMMV? 示波器（顯示）?數(shù)字計數(shù)器相關(guān)的 LabVIEW虛擬儀器3、所需要的元件? 小磁場?線性磁場彳感器：Allegro A3240UA或同類設(shè)備? 霍爾效應(yīng)開關(guān)：Allegro A3212UA或同類設(shè)備五、實驗結(jié)果（或數(shù)據(jù)）與分析1、測量霍爾效應(yīng)開關(guān)及其磁滯特性；2、自動脈沖計數(shù)器截圖。六、實驗總結(jié)與思考1、簡述由LabVIEW 驅(qū)動的自動脈沖計數(shù)器的設(shè)計原理。2、心得體會及其它。實驗十 數(shù)字I/O實驗（設(shè)計性實驗）、實驗?zāi)康?、熟悉

58、NI ELVIS II中數(shù)字化工具的使用；2、學(xué)習(xí)并掌握如何使用數(shù)字時鐘、數(shù)字計數(shù)器、邏輯狀態(tài)分析儀，以此學(xué)習(xí)數(shù)字電路。二、設(shè)計內(nèi)容（或設(shè)計任務(wù)）按照要求設(shè)計一個簡單的 4bit邏輯狀態(tài)分析儀。三、設(shè)計要求（或設(shè)計指標(biāo)與要求）1、觀察數(shù)字字節(jié)模式，NI ELVIS II開發(fā)板上有 8個為一組的LED,在輸入端引腳標(biāo)有LED,可將它們用于指示數(shù)字邏輯狀態(tài)（On = HI, Off = LO）。如圖10-1所示。圖10-1 DigOut前面板窗口2、配置555定時芯片，配合電阻 RA, RB,電容C （1 F）,實現(xiàn)數(shù)字時鐘源。，如圖10-2所示。圖10-2 555數(shù)字時鐘電路3、設(shè)計一個4bit

59、二進制數(shù)字計數(shù)器。4-Br； &| m y Cct4i：矽圖10-3 4bit二進制計數(shù)器的電原理圖4、編寫程序 Binary CounterMx.vi , 4bit邏輯狀態(tài)分析儀對 NI ELVIS的0.7線進行采樣，并將線 狀態(tài)表述成一個布爾數(shù)組（粗綠色線）。索引數(shù)組選取0.3位（Q1、Q2、Q3、Q4）,將其分別送至軌跡 指示器（trace indicator）,然后轉(zhuǎn)換成一個數(shù)值（0或1）。將這些數(shù)值捆綁在一起，繪制成時序圖。LabVIEW有多種圖表格式可供選擇，選取其中一種時序圖格式來描述數(shù)據(jù)。還有一組數(shù)據(jù)副本傳遞至AND門，將4.7位設(shè)置為零。最后數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成數(shù)值（0到15）并顯示在

60、前端面板上。H E-fc Binary Cairterl圖10-4 程序Binary CounterMx.vi的程序框圖圖10-5 4bit二進制計數(shù)器的時序圖四、實驗儀器設(shè)備與器材1、實驗設(shè)備安裝有LabVIEW軟件的計算機2、所需要的軟件前面板(SPF)? 數(shù)字寫入器(DigOut)?數(shù)字讀取器(DigIn)? FGEN (TTL outputs)? 示波器(Scope)3、所需要的元件?10 k?電阻，RA,(棕，黑，橙)?100 k ?電阻，RB,(棕，黑，黃)?0.1 F 電容，C?1 F電容，C?555定時芯片?7493 4-bit二進制計數(shù)器五、實驗結(jié)果(或數(shù)據(jù))與分析1、將測量