《虚拟仪器设计》课程设计
虚拟仪器程序课程设计
虚拟仪器程序课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解虚拟仪器的概念、原理及其在工程测试中的应用；2. 掌握虚拟仪器软件LabVIEW的基本操作与编程方法；3. 学会使用虚拟仪器进行数据采集、处理、分析及展示。
技能目标：1. 能够运用LabVIEW软件设计简单的虚拟仪器程序；2. 能够独立进行虚拟仪器的搭建与调试，解决实际测试问题；3. 能够通过虚拟仪器实验，培养实际操作能力及创新能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对虚拟仪器技术的兴趣，激发学习热情；2. 培养学生严谨的科学态度，注重实验数据的准确性和可靠性；3. 培养学生团队协作精神，提高沟通与表达能力。
课程性质：本课程为实践性较强的课程，结合理论知识，注重培养学生的实际操作能力和创新能力。
学生特点：学生具备一定的计算机操作基础，对新技术充满好奇，具有一定的探索精神。
教学要求：结合学生特点，采用案例教学、任务驱动等方法，引导学生主动参与，提高教学效果。
通过课程学习，使学生能够达到上述课程目标，为后续相关课程及实际工作打下基础。
二、教学内容1. 虚拟仪器概述- 虚拟仪器定义、特点及发展历程- 虚拟仪器与传统仪器的区别与联系2. LabVIEW软件基础- LabVIEW软件安装与界面认识- 基本操作：创建、保存、打开、运行VI- 数据类型、控件与函数3. 虚拟仪器程序设计- 前面板设计：控件布局、属性设置- 框图程序设计：结构、循环、条件、事件结构- 数据采集、处理与分析4. 虚拟仪器应用实例- 搭建简单虚拟仪器系统，进行数据采集与显示- 结合实际测试需求，设计相应虚拟仪器程序5. 虚拟仪器实验- 实验一：虚拟温度计设计- 实验二：虚拟信号发生器设计- 实验三：虚拟频率计设计教学内容安排与进度：第一周：虚拟仪器概述、LabVIEW软件安装与界面认识第二周：LabVIEW基本操作与数据类型第三周：虚拟仪器程序设计（一）第四周：虚拟仪器程序设计（二）第五周：虚拟仪器应用实例分析与讨论第六周：虚拟仪器实验（一）第七周：虚拟仪器实验（二）第八周：虚拟仪器实验（三）教材章节关联：本教学内容与教材第3章“虚拟仪器技术”和第4章“LabVIEW编程及应用”相关。
虚拟仪器设计课程设计
虚拟仪器设计课程设计前言本文是一份虚拟仪器设计课程设计，旨在帮助学生深入理解仪器设计的基本原理和技术方法。
本课程设计涵盖了仪器设计的各个方面，包括设计需求分析、硬件设计、软件设计和系统集成等内容。
通过这些内容的学习，学生将能够掌握虚拟仪器设计的核心技能，并为未来的相关工作做好充分的准备。
课程目标1.掌握虚拟仪器设计的基本原理和技术方法；2.能够独立完成虚拟仪器设计的需求分析、硬件设计、软件设计和系统集成等工作；3.能够运用所学知识解决实际问题；4.能够与其他工程师合作，共同完成复杂的仪器设计任务。
课程内容第一部分：设计需求分析1.产品需求分析2.用户需求分析3.竞品分析4.市场分析第二部分：硬件设计1.芯片选型2.电路设计3.原理图设计4.PCB设计5.测试验证第三部分：软件设计1.系统架构设计2.编程语言选型3.算法设计4.UI设计5.测试验证第四部分：系统集成1.硬件和软件的对接2.系统调试和测试3.性能优化和改进课程大纲第一周：课程介绍和需求分析课程介绍1.课程安排和教学目标的介绍；2.本课程在虚拟仪器设计中的作用；3.讲授虚拟仪器设计的基本原理和技术方法。
需求分析1.产品需求分析；2.用户需求分析；3.竞品分析；4.市场分析。
第二周：硬件设计芯片选型1.芯片类型的介绍；2.如何选择适合的芯片。
电路设计1.安全性设计；2.电源和地线的设计；3.信号处理电路的设计。
原理图设计1.如何绘制原理图；2.使用EDA工具完成原理图设计。
PCB设计1.PCB的布局和丝印的设置；2.PCB的钻孔和铜皮的制作。
测试验证1.PCB电路板的功能测试；2.确定设计是否满足要求。
第三周：软件设计系统架构设计1.架构设计的需求；2.系统模块的划分和调度。
编程语言选型1.语言特点的介绍；2.如何选择适合的编程语言。
算法设计1.算法的作用和分类；2.如何编写高效的算法。
UI设计1.UI设计的需求；2.使用Qt完成UI设计。
虚拟仪器设计课程设计 (2)
虚拟仪器设计课程设计背景介绍随着科技不断进步，虚拟仪器的应用越来越广泛，如医学影像、机器人控制等。
在工程领域，虚拟仪器已成为检测、测量以及仪器控制的一种重要手段。
因此，虚拟仪器的设计与开发已经成为一个热门的研究领域。
本课程旨在通过虚拟仪器的设计来加强学生对仪器的认识，并提高其对实验数据处理和分析的能力。
课程目标本课程的主要目标是使学生掌握虚拟仪器的设计和开发过程，并具备以下能力：1.熟悉虚拟仪器设计的背景、基础理论和相关技术2.了解虚拟仪器的软硬件系统3.掌握虚拟仪器系统开发的基本流程和方法4.具备虚拟仪器系统开发的实践能力5.能够分析虚拟仪器系统的性能和特点课程大纲第一章：虚拟仪器概述本章主要介绍虚拟仪器的基本概念、应用领域、发展历程和未来发展趋势。
第二章：虚拟仪器系统架构本章主要介绍虚拟仪器的软硬件系统组成及其基本原理。
第三章：虚拟仪器设计基础本章主要介绍虚拟仪器设计的基础理论，包括信号处理、数据采集、仪器控制等方面。
第四章：虚拟仪器系统开发本章主要介绍虚拟仪器系统的开发流程和方法，包括需求分析、系统设计、应用开发等方面。
第五章：虚拟仪器系统性能分析本章主要介绍如何对虚拟仪器系统进行性能分析，包括响应时间、数据精度、系统可靠性等方面。
第六章：虚拟仪器应用案例本章主要介绍虚拟仪器在不同领域中的应用案例，如医学影像、机器人控制等。
课程教材1.《虚拟仪器基础与应用》2.《虚拟仪器开发与应用》3.《虚拟仪器原理及应用案例》课程考核1.课程论文：50%2.课堂参与度：20%3.课程项目：20%4.课程作业：10%总结通过本课程的学习，学生将会掌握虚拟仪器的基本概念和原理，了解虚拟仪器的软硬件系统，掌握虚拟仪器系统开发的基本流程和方法，并具备虚拟仪器系统开发的实践能力。
同时，本课程还将介绍虚拟仪器在不同领域中的应用案例，帮助学生更好地了解虚拟仪器在实践中的运用。
虚拟仪器课程设计(DOC)
湖南科技大学课程设计课程设计名称：《虚拟仪器》课程设计***名：***学院：机电工程学院专业及班级：测控三班学号：**********指导教师：毛征宇郭迎福王靖2012年12 月29 日摘要LabVIEW 是美国National Instruments(简称NI)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目录第一章设计题目及要求 (1)1.1 虚拟信号频谱分析仪设计 (1)1.2 相关分析虚拟实验仪器设计 (1)第二章虚拟信号频谱分析仪的方案设计 (2)2.1 虚拟信号频谱分析仪的原理 (2)2.2 总体方案设计的确定 (2)第三章虚拟信号频谱分析仪程序实现 (3)3.1 前面板的设计和规划 (3)3.2 程序框图设计 (4)第四章虚拟信号频谱分析仪的调试运行 (6)第五章相关分析虚拟实验仪器的方案设计 (8)5.1 相关分析虚拟实验仪器的原理 (8)5.2 总体方案设计的确定 (9)第六章互相关分析虚拟仪的程序实现 (10)6.1 前面板的设计和规划 (10)6.2 程序框图设计 (11)第七章互相关分析的调试运行 (12)第八章自相关分析虚拟实验仪器的程序实现 (14)8.1 前面板的设计和规划 (14)8.2 程序框图设计 (15)第九章自相关分析的调试运行 (16)第十章总结与体会 (19)参考文献 (20)第一章设计题目及要求1.1虚拟信号频谱分析仪设计设计要求和功能描述：要求：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；信号的幅值、相位和频率可调；对产生的周期信号，进行频谱分析并图形显示。
关于虚拟仪器的课程设计
关于虚拟仪器的课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解虚拟仪器的概念、功能及在工程测量中的应用。
2. 学生能够掌握虚拟仪器软件的基本操作流程和使用方法。
3. 学生能够描述至少三种常见虚拟仪器的原理及使用场景。
技能目标：1. 学生能够独立操作虚拟仪器软件，进行基础的数据采集与分析。
2. 学生能够运用虚拟仪器解决简单的实际测量问题，如信号处理、波形分析等。
3. 学生通过小组合作，设计并实施一个简单的虚拟仪器应用方案。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对科学研究的兴趣，特别是在工程测量和虚拟仪器领域的探索热情。
2. 学生在学习过程中形成合作意识，培养团队精神和解决问题的积极态度。
3. 学生能够认识到虚拟仪器在现代社会中的重要作用，理解科技发展对生活的影响。
课程性质：本课程为实践性与理论性相结合的课程，旨在通过虚拟仪器的学习，提高学生的动手能力和实际问题解决能力。
学生特点：考虑到学生处于高年级，已具备一定的物理知识和实验操作技能，能够较快地掌握虚拟仪器原理和操作。
教学要求：教师需采用讲授与实操相结合的教学方式，注重引导学生主动探索，鼓励学生将理论知识应用于实践操作中，并通过小组合作培养学生的团队协作能力。
通过具体的学习成果评估，确保学生达到课程目标。
二、教学内容1. 虚拟仪器概述- 定义与分类- 发展历程- 应用领域2. 虚拟仪器原理- 数据采集与处理- 信号分析与显示- 常用算法介绍3. 虚拟仪器软件- LabVIEW软件安装与界面认识- 基本操作与编程- 实例分析与实操演练4. 常见虚拟仪器介绍- 数字示波器- 频谱分析仪- 数据记录仪5. 虚拟仪器应用案例- 简单电路信号测量- 声音信号处理- 小组项目：设计并实施一个虚拟仪器应用方案教学内容安排与进度：第一周：虚拟仪器概述第二周：虚拟仪器原理第三周：LabVIEW软件安装与基本操作第四周：常见虚拟仪器介绍第五周：虚拟仪器应用案例及小组项目实施本教学内容依据课程目标，紧密结合教材相关章节，注重理论与实践相结合，使学生能够系统地掌握虚拟仪器相关知识。
虚拟仪器技术》课程设计
虚拟仪器技术》课程设计一、教学目标本课程的学习目标主要包括知识目标、技能目标和情感态度价值观目标。
知识目标要求学生掌握虚拟仪器技术的基本概念、原理和应用；技能目标要求学生能够运用虚拟仪器技术进行实验设计和数据分析；情感态度价值观目标要求学生培养创新意识、团队合作精神和对科学技术的热爱。
通过本课程的学习，学生将能够：1.描述虚拟仪器技术的基本概念和原理。
2.解释虚拟仪器技术在实际应用中的优势和局限。
3.运用虚拟仪器技术进行实验设计和数据分析。
4.展示创新意识、团队合作精神和对科学技术的热爱。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括虚拟仪器技术的基本概念、原理和应用。
教学大纲将按照以下顺序进行安排和进度：1.虚拟仪器技术的基本概念：介绍虚拟仪器技术的定义、特点和分类。
2.虚拟仪器技术的原理：讲解虚拟仪器技术的工作原理和相关技术。
3.虚拟仪器技术的应用：介绍虚拟仪器技术在各个领域的应用案例。
教材将为学生提供理论知识的学习，同时配合实验设备进行实践操作，以加深学生对虚拟仪器技术的理解和掌握。
三、教学方法为了激发学生的学习兴趣和主动性，本课程将采用多种教学方法相结合的方式。
包括：1.讲授法：教师讲解虚拟仪器技术的基本概念、原理和应用。
2.讨论法：学生分组讨论虚拟仪器技术的实际应用案例，分享心得体会。
3.案例分析法：分析具体案例，让学生了解虚拟仪器技术在不同领域的应用。
4.实验法：学生亲自动手进行实验操作，培养实际操作能力和数据分析能力。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，丰富学生的学习体验，我们将选择和准备以下教学资源：1.教材：提供理论知识的学习，为学生打下扎实的理论基础。
2.参考书：为学生提供更多的学习资料和扩展知识。
3.多媒体资料：通过视频、动画等形式，生动展示虚拟仪器技术的工作原理和应用案例。
4.实验设备：为学生提供实际操作的机会，培养实际操作能力和数据分析能力。
五、教学评估为了全面、客观、公正地评估学生的学习成果，本课程将采用多种评估方式。
虚拟仪器课程设计作品
虚拟仪器课程设计作品一、教学目标本课程旨在通过虚拟仪器的设计与实践，让学生掌握虚拟仪器的概念、原理及其在工程测量中的应用。
具体目标如下：1.了解虚拟仪器的定义、特点及分类。
2.掌握虚拟仪器的设计原理和基本方法。
3.熟悉虚拟仪器在工程测量中的典型应用。
4.能够运用虚拟仪器设计原理，独立完成简单虚拟仪器的设计与实现。
5.能够运用虚拟仪器进行工程测量，并处理测量数据。
6.能够分析虚拟仪器的性能，提出改进措施。
情感态度价值观目标：1.培养学生对新技术的敏感性和好奇心，激发学生学习虚拟仪器的兴趣。
2.培养学生团队合作精神，提高学生解决实际问题的能力。
3.培养学生关注社会、关注工程测量技术发展的意识。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分：1.虚拟仪器概述：虚拟仪器的定义、特点、分类和发展趋势。
2.虚拟仪器设计原理：硬件系统、软件系统及接口技术。
3.虚拟仪器在工程测量中的应用：典型应用案例分析。
4.虚拟仪器性能分析与改进：性能指标、优化方法。
三、教学方法为了提高教学效果，本课程将采用多种教学方法相结合的方式进行教学：1.讲授法：讲解虚拟仪器的概念、原理和设计方法。
2.案例分析法：分析虚拟仪器在工程测量中的典型应用。
3.实验法：让学生动手设计并实现简单的虚拟仪器。
4.讨论法：引导学生探讨虚拟仪器技术的未来发展。
四、教学资源为了支持本课程的教学，我们将准备以下教学资源：1.教材：《虚拟仪器设计与应用》。
2.参考书：相关领域的学术论文、技术报告。
3.多媒体资料：教学PPT、视频教程。
4.实验设备：计算机、虚拟仪器软件平台。
通过以上教学资源，为学生提供丰富的学习体验，提高教学效果。
五、教学评估为了全面、客观地评估学生的学习成果，本课程将采用以下评估方式：1.平时表现：评估学生在课堂上的参与度、提问回答等情况，占比20%。
2.作业：布置适量作业，评估学生的理解和应用能力，占比30%。
3.实验报告：评估学生在实验过程中的操作技能和数据分析能力，占比20%。
虚拟仪器课程设计
❖ 此次设计可以用六盏灯来指示路口的红绿灯状况，它们分 别是下文中的东红、东黄、东绿、北红、北黄、北绿。
❖ 信号灯按一定规律循环点亮，每盏红灯亮35秒，每盏黄灯 亮5秒，每盏绿灯亮30秒。每个循环包括四个阶段。第一 阶段：北黄和东红灯点亮，时间为5秒。第二阶段：北红 和东绿灯点亮，时间为30秒。第三阶段：东黄和北红灯点 亮，时间为5秒。第四阶段：北绿和东红灯点亮，时间为 30秒。每个循环用时70秒。东、北两个方向分别放置一个 时间显示器来显示离下一个信号到来的时间。
❖ 前置面板的设计
数据文件的将记录存储
4基于labview函数发生器的设计
❖ 一个用声卡实现的基本信号发生器，它可以产生正弦波、矩形波等，并 实现频率、幅值等的控制。前面版如下
三、小组分配
学生可根据喜好和兴趣，从设计题目中选择或经老师同意的其它题目 进行设计，但每人必须完成两个任务。
四、成绩评定
❖ 成绩评定由3部分组成： ❖ 实验成绩演示:（占40%） ❖ 课程设计报告:（占40%） ❖ 考勤:（20%）Fra bibliotek前面版如下
2基于labview声卡的虚拟仪器设计
❖ 根据题目要求，整个过程可以分为三大部分：声音信号的采集、分析与 处理、声音信号回放。
❖ 声音采集前面版
信号分析前面版
声音回放前面版
3基于labview压力表设计
❖ 了解力转换成电信号的工作原理， 设计虚拟压力测量仪，要求绘制出压 力随时间的变化曲线，以表格的形式存放采集的数据。
一、设计题目
❖ 1．基于labview交通灯的设计 ❖ 2．基于labview声卡的虚拟仪器设计 ❖ 3．基于labview压力表设计 ❖ 4．基于labview函数发生器的设计 ❖ 5．其它征得老师同意的自选方案。
虚拟仪器课程设计
虚拟仪器课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解虚拟仪器的概念、原理及其在工程测试中的应用。
2. 掌握虚拟仪器的设计流程和关键编程技术，如LabVIEW或Python等编程语言。
3. 学习虚拟仪器在不同领域的实际案例，理解其功能及操作方法。
技能目标：1. 培养学生运用虚拟仪器软件进行数据采集、处理和分析的能力。
2. 提高学生利用虚拟仪器解决实际问题的动手操作能力。
3. 培养学生团队协作、沟通表达的能力，能在项目中进行有效分工与合作。
情感态度价值观目标：1. 激发学生对虚拟仪器及工程测试领域的兴趣，提高学习积极性。
2. 培养学生严谨的科学态度，注重实验数据的真实性和准确性。
3. 增强学生的创新意识，鼓励他们在虚拟仪器设计和应用中提出新思路和新方法。
分析课程性质、学生特点和教学要求，本课程目标旨在使学生在掌握虚拟仪器基础知识的基础上，提高实践操作能力，培养创新精神和团队协作能力。
课程目标具体、可衡量，为后续教学设计和评估提供明确依据。
二、教学内容1. 虚拟仪器概述- 虚拟仪器定义、特点及其发展历程- 虚拟仪器与传统仪器的区别与联系2. 虚拟仪器原理与组成- 数据采集原理- 虚拟仪器硬件与软件组成- 常用传感器及其应用3. 虚拟仪器设计流程- 需求分析- 硬件选型与搭建- 软件设计流程（以LabVIEW或Python为例）- 系统调试与优化4. 虚拟仪器编程技术- LabVIEW编程基础与实例- Python在虚拟仪器中的应用- 数据处理与分析方法5. 虚拟仪器应用案例- 案例分析：虚拟仪器在机械、电子、生物等领域的应用- 实践操作：学生分组进行虚拟仪器设计与实现6. 教学进度安排- 概述与原理：2课时- 设计流程与编程技术：4课时- 应用案例与实践操作：6课时教学内容根据课程目标进行科学性和系统性组织，明确教学大纲和进度安排。
结合课本内容，确保学生掌握虚拟仪器基础知识，培养实践操作能力。
同时，通过案例分析与实践操作，提高学生的实际应用能力。
虚拟仪器课程设计
目录摘要 1课程设计任务书 21.信号发生器的设计 3（1）基本原理 3（2）框图程序 3（3）前面板结果演示 52.频谱分析仪 7（1）基本原理 8（2）框图程序 8（3）前面板结果演示 93.消噪演示仪 12（1）基本原理 12（2）框图程序 12（3）前面板结果演示 134.串行通信演示仪 14（1）基本原理 14（2）框图程序 14（3）前面板结果演示 155.实验总结 15参考文献 16摘要：LabVIEW 程序又称虚拟仪器，即VI，其外观和操作类似于真实的物理仪器（如示波器和万用表）。
LabVIEW拥有一整套工具用于采集、分析、显示和存储数据，以及解决用户编写代码过程中可能出现的问题。
LabVIEW 提供众多输入控件和显示控件用于创建用户界面，即前面板。
输入控件指旋钮、按钮、转盘等输入装置。
显示控件指图形、指示灯等输出显示装置。
创建用户界面后，可添加各种VI 和结构作为代码，从而控制前面板对象。
代码在程序框图中编写。
LabVIEW 不仅可与数据采集、视觉、运动控制设备等硬件进行通信，还可与GPIB、PXI、VXI、RS232 以及RS485 等仪器通信。
本次课程设计的设计内容是在LABVIEW开发平台下，结合测试与信号处理理论设计三种虚拟仪器：函数发生器，频谱分析仪和串口通信演示仪。
并要求函数发生器输出正弦波、方波、三角波，波形可选择；频率、幅值和初相位可以调节；前面板上显示输出波形。
频谱分析仪采样频率、采样点数、信号频率、幅值和初相位可调；分析正弦波、方波和三角波的频谱特性。
串口通信演示仪在前面板上设置串口号、数据帧（起始位、数据位、奇偶校验位和停止位、）格式，波特率；在前面板上有文本输入框和输出框，用于输入和显示传输的数据。
关键字：虚拟仪器函数发生器频谱分析仪串口通信演示仪课程设计任务书1.信号发生器的设计(1)基本原理测试信号有多种产生途径，我们这里主要研究的是在Labview中的波形产生函数得到的仿真信号波形数据。
虚拟仪器课程设计
一设计目的1. 熟悉LabVIEW软件的编程环境；2. 掌握修改控件属性的方法；3. 掌握修改图标和连线器的方法；4. 掌握将现有VI创建成子VI的方法；5. 掌握子VI的设置方法，并熟悉子VI的调用。
二设计要求构建VI，实现以下功能：在前面板上取2个浮点数作为输入（保留2位小数）：x和y。
1. 计算（2x+3y）/（x-y），并在前面板上显示结果。
2. 如果x=y，前面板LED指示灯点亮，指示被0除。
3. 将VI命名为Calculate1.vi，并将其进行保存。
4. 将Calculate1.vi创建成一个子VI，并保存为Calculate2.vi，图标设为CAL2，添加至用户库的用户子VI中。
5. 构建一个VI，计算（4）中的Calculate2.vi运算结果与随机数（0与1之间）之积，并显示在前面板上，将该VI保存为Calculate3.vi。
三详细步骤⒈计算（2x+3y）/（x-y）的结果设计要求：①将x，y设置为保留2位小数的浮点数；②将（2x+3y）/（x-y）的计算结果显示在前面板上；③如果x=y，前面板LED指示灯点亮，指示被0除。
并将该VI命名为Calculate1.vi，并将其进行保存。
⑴前面板①启动LabVIEW8.5，选择文件中的新建VI选项，新建一个VI。
②创建值输入控件。
在控件选板中选择“Express→数值输入控件→数值输入控件”，用鼠标单击后将其拖动到前面板中合适位置，松开鼠标按键。
按相同的方法再创建一个数值输入控件。
在高亮显示的标签中分别修改标签名为x，y。
③创建数值显示控件。
在控件选板中选择“Express→数值显示控件→数值显示控件”，用鼠标单击后将其拖动到前面板中，松开鼠标按键。
在高亮显示的标签中修改标签名为（2x+3y）/（x-y）。
④创建指示器。
在控件选板中选择“Express→指示灯→圆形指示灯”，用鼠标单击后，将圆形指示灯拖动到前面板中合适位置，然后松开鼠标。
(完整word版)虚拟仪器课程课程设计
《虚拟仪器课程》课程设计题目：任意波形发生器学院名称：电气工程学院专业班级：学生姓名：学号：指导教师：设计地点：设计时间：2011-12-12～2011-12-18目录一、labVIEW介绍 (3)二、任意波形发生器的设计 (4)2．1小组任务分配 (4)2．2 仪器功能描述 (4)2．3任意波形发生器发生器的前面板 (4)2．4任意波形发生器的程序框图构成 (5)2. 5 波形产生设计 (6)三、设计小结 (11)一、labVIEW介绍LabVIEW (Laboratory Virtual Instrument EngineeringWorkbench，实验室虚拟仪器集成环境)是一个基于G（Graphic）语言的图形编程开发环境，在工业界和学术界中广泛用作开发数据采集系统、仪器控制软件和分析软件的标准语言，对于科学研究和工程应用来说是很理想的语言。
它含有种类丰富的函数库，科学家和工程师们利用它可以方便灵活地搭建功能强大的测试系统。
LabVIEW编程语言最主要的两个特点是图形化编程和数据流驱动：（1）图形化编程LabVIEW与Visual C++、Visual Basic、LabWindows/CVI等编程语言不同，后几种都是基于文本的语言，而LabVIEW则是使用图形化程序设计语言G 语言，用框图代替了传统的程序代码，编程的过程即是使用图形符号表达程序行为的过程，源代码不是文本而是框图。
一个VI有三个主要部分组成：框图、前面板和图标／连接器。
框图是程序代码的图形表示。
LabVIEW的框图中使用了丰富的设备和模块图标，与科学家、工程师们习惯的大部分图标基本一致，这使得编程过程和思维过程非常的相似。
多样化的图标和丰富的色彩也给用户带来不一样的体验和乐趣。
前面板是VI的交互式用户界面，外观和功能都类似于传统仪器面板，用户的输入数据通过前面板传递给框图，计算和分析结果也在前面板上以数字、图形、表格等各种不同方式显示出来。
虚拟仪器课程设计
虚拟仪器 课程设计一、课程目标知识目标：1. 了解虚拟仪器的定义、分类及其在工程领域的应用；2. 掌握虚拟仪器的原理、设计方法和操作流程；3. 理解虚拟仪器与传统仪器的区别及优势。
技能目标：1. 学会使用虚拟仪器软件（如LabVIEW）进行程序设计和数据采集；2. 能够独立设计简单的虚拟仪器系统，完成特定功能的测试；3. 培养学生运用虚拟仪器解决实际问题的能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对虚拟仪器技术的兴趣，激发其探索精神；2. 增强学生的团队合作意识，提高沟通协作能力；3. 引导学生认识虚拟仪器在现代社会中的重要作用，树立正确的技术观。
本课程针对高年级学生，结合课程性质、学生特点和教学要求，将目标分解为具体的学习成果。
课程旨在使学生掌握虚拟仪器的相关知识，培养其实践操作能力，并在此基础上，激发学生的创新意识，提高其解决实际问题的能力。
通过本课程的学习，为学生未来在工程技术领域的进一步发展奠定基础。
二、教学内容1. 虚拟仪器概述- 虚拟仪器的定义、分类及发展历程- 虚拟仪器与传统仪器的区别及优势2. 虚拟仪器原理与设计- 虚拟仪器的硬件组成与工作原理- 虚拟仪器软件（LabVIEW）的基本操作与编程方法- 虚拟仪器的设计流程与案例分析3. 虚拟仪器应用实例- 数据采集与信号处理- 控制系统设计与仿真- 虚拟仪器在特定领域的应用案例4. 实践操作与项目设计- 虚拟仪器软件（LabVIEW）实操训练- 简单虚拟仪器系统的设计与实现- 团队项目设计、实施与展示教学内容按照上述四个部分进行组织，共计16课时。
其中，理论教学占8课时，实践操作占6课时，团队项目设计与展示占2课时。
教材参考《虚拟仪器原理与应用》一书，结合课程目标和教学大纲，确保内容的科学性和系统性。
教学内容安排和进度如下：第1-2课时：虚拟仪器概述第3-4课时：虚拟仪器原理与设计（一）第5-6课时：虚拟仪器原理与设计（二）第7-8课时：虚拟仪器应用实例第9-12课时：实践操作与项目设计（一）第13-15课时：实践操作与项目设计（二）第16课时：团队项目展示与总结三、教学方法本课程采用多种教学方法相结合，旨在激发学生的学习兴趣，提高学生的主动参与度和实践能力。
虚拟仪器课程设计打地鼠
虚拟仪器课程设计打地鼠一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握虚拟仪器的基本概念、原理和应用，学会使用虚拟仪器进行实验和数据分析，培养学生的创新意识和实践能力。
具体目标如下：1.知识目标：（1）了解虚拟仪器的定义、分类和特点；（2）掌握虚拟仪器的基本原理和组成；（3）熟悉虚拟仪器的应用领域和前景。
2.技能目标：（1）能够运用虚拟仪器进行基本实验操作；（2）学会使用虚拟仪器进行数据采集、处理和分析；（3）具备利用虚拟仪器解决实际问题的能力。
3.情感态度价值观目标：（1）培养学生对虚拟仪器的兴趣和好奇心；（2）增强学生运用虚拟仪器解决实际问题的意识；（3）培养学生团队合作、创新思维和终身学习的品质。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括虚拟仪器的基本概念、原理、应用和实验操作。
具体内容包括：1.虚拟仪器的定义、分类和特点；2.虚拟仪器的基本原理和组成；3.虚拟仪器的应用领域和前景；4.虚拟仪器的基本操作和实验方法；5.虚拟仪器在实际工程中的应用案例。
三、教学方法为了实现本课程的教学目标，将采用以下教学方法：1.讲授法：通过讲解虚拟仪器的基本概念、原理和应用，使学生掌握相关知识；2.案例分析法：分析虚拟仪器在实际工程中的应用案例，提高学生的实践能力；3.实验法：引导学生动手操作虚拟仪器，培养学生的实际操作能力；4.讨论法：学生进行分组讨论，激发学生的创新思维和团队合作意识。
四、教学资源为了保证本课程的顺利进行，将准备以下教学资源：1.教材：虚拟仪器相关教材，为学生提供理论知识的学习；2.参考书：提供丰富的虚拟仪器相关资料，帮助学生拓展知识面；3.多媒体资料：制作课件、视频等，直观展示虚拟仪器的原理和应用；4.实验设备：配备虚拟仪器实验设备，为学生提供实践操作的机会。
五、教学评估本课程的教学评估将采用多元化的评估方式，以全面、客观、公正地评价学生的学习成果。
评估方式包括：1.平时表现：通过课堂参与、提问、回答问题等，评估学生的学习态度和积极性；2.作业：布置适量的作业，评估学生的理解和掌握程度；3.实验报告：评估学生在实验过程中的操作技能和数据分析能力；4.考试：定期进行理论知识考试，评估学生的知识掌握情况。
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成绩：《虚拟仪器设计》课程设计
题目：基于LabVIEW的音乐播放器设计
学院精密仪器与光电子工程学院
专业生物医学工程
年级2013级
班级一班
姓名凌伟
学号3013202225
2015年12月26日
目录
1设计目的 (3)
2实施方案 (3)
2.1总体规划 (3)
2.2软件结构设计 (4)
3实验结果 (9)
4总结 (13)
1设计目的
本课题的想法来源于大二第一学期的一门课，叫“面向对象程序设计”，主要内容是应用C++语言编写程序，那时候的期末课程设计我就做的音乐播放器，虽然花费了很多时间，但是最后自己的播放器能运行也是很满足的。
于是这次的LabVIEW课程设计打算尝试用另一种编程方式做一个音乐播放器。
本音乐播放器能实现的一些基本功能：打开本地音乐文件、播放音乐、暂停、停止、进度条显示并拖动、音量控制、快进快退、显示当前播放曲目、显示音乐文件路径以及“爱心”流水灯、实时显示当前系统时间等。
另外还有一些功能没能实现，例如将多首歌曲添加到播放列表中，实现上一首、下一首切换；播放音乐时显示歌词；自动切换墙纸等，原因一方面是临近期末时间不够，另一方面是编程能力有限，而且对LabVIEW还比较陌生，不能自如地运用，希望以后有机会能加以改善。
2实施方案
2.1总体规划
该音乐播放器的功能都可以通过软件程序来实现，所以不需要设计硬件结构，只需要一台自带Windows Media Player和LabVIEW应用程序的PC机。
在编程时先实现最基本的功能，如打开文件，调用Windows Media Player播放，并将路径和播放曲目显示在前面板上，之后再逐步添加控件实现暂停，停止，音量控制等功能，而流水灯，系统时间和用户指南按钮是在修饰前面板时临时想到的，于是最后就再加入了这些小功能。
主程序流程大致为：点击打开文件按钮→弹出文件对话框→选择音乐文件→显示文件路径和播放曲目→调用Windows Media Player播放歌曲，同时流水灯开始工作→暂停、播放、音量控制等→停止播放，同时流水灯停止工作，文件路径
和播放曲目初始化→退出程序。
然后在主程序中附加了实时显示系统时间和用户指南按钮的程序。
2.2软件结构设计
1）打开文件并播放音乐
程序框图如图，先用一个事件结构检测“打开文件”按钮是否被按下，事件结构可等待直至事件发生，并执行相应条件分支，处理该事件。
当按钮被按下后，布尔按钮“打开文件”的值改变使得事件结构执行，将原值赋给条件结构的条件。
按钮的原值为False,条件结构执行‘假’分支，弹出文件对话框，选择音乐文件后，通过“引用句柄至路径转换”函数输出文件路径，并在前面板的文件路径显示控件上显示。
再利用“拆分路径”函数拆分出路径最后部分的名称，通过“连接字符串”函数将名称与“当前播放：”字符连接，显示在前面板的字符串显示控件上。
同时将文件路径通过“路径至字符串转换”函数转换为字符串，并作为URL地址（统一资源定位符）输入给属性节点，属性节点能够获取或设置引用类
的属性，该属性节点选择的LabVIEW类为IWMPPlayer4，用以引用Windows Media Player，选择属性为URL，用以设置Windows Media Player的文件读取位置，读取到该路径下的文件后，便开始播放音乐。
2）暂停、播放和音量控制等功能
播放暂停功能通过事件结构与条件结构的嵌套来实现，事件结构检测到“播放暂停”按钮按下后，执行对应分支，将原值赋给条件结构，条件结构执行“真”或“假”分支，通过调用节点的调用方法实现对Windows Media Player的播放暂停控制。
布尔按钮“播放暂停”的按钮动作设置为“单击时转换”，用以暂停与播放的交替实现，在事件结构外加一个while循环可以重复查询按钮状态，这样在播放过程中可以不停切换播放和暂停状态
音量控制也是通过属性节点实现，只不过将属性改为Settings.volume,该属性可以直接控制播放器的音量条滑动，利用数值输入控件作为输入，在前面板上
通过水平指针滑动杆控制。
3）停止及初始化功能
“停止”按钮用以停止播放当前歌曲并初始化一部分显示控件，停止功能与播放暂停功能放在同一个事件结构下，按下“停止”按钮后，通过调用节点实现Windows Media Player的停止。
初始化部分程序如图，执行“停止”事件时，通过应用程序控制中的VI服务器引用，访问窗格中的控件，再通过属性节点的Controls控件属性将各控件引用构成数组，作为输入量输入到For循环结构中，For循环的自动索引隧道每次读取数组的一个元素，作为循环依据。
该数组输入到属性节点Controls和调用节点Controls中作为引用，属性节点Controls选择属性为类ID，类ID用于确定LabVIEW对象的类，每个类都对应着一个ID值，例如程序框图中的ID值11对应的类为Path路径，27对应的类为String字符串，通过两个“等于”比较函数和一个“或”函数就可以筛选出ID值为11或27的类，输入到条件结构中的
调用节点，从而完成文件路径显示控件和字符串显示控件的初始化，在前面板中的效果即按了停止按钮后，文件位置和播放曲目为空白。
4）流水灯
流水灯的结构很简单，在前面板上将12个布尔指示灯排列成爱心状，在程序框图中用一个While循环持续运行，将True和False值分别赋给移位寄存器的7个元素，作为流水灯中7行指示灯亮灭的控制依据，设置100ms的等待时间控制流水灯闪烁的速度。
While循环每执行一次，流水灯向下一行闪烁。
流水灯开始工作的依据是“打开文件”事件结构前的True常量，当正确打开文件后，该常量才能传递至流水灯程序外的条件结构，从而执行内部的While循环；而停止工作是直接将前面提到过的“停止”按钮作为While循环的停止信号，即点击“停止”按钮后不仅当前歌曲停止播放，流水灯也会停止工作。
5）退出程序按钮
“退出”按钮能停止正在执行的VI并退出LabVIEW程序，通过一个条件结构实现，结构中包含一个双按钮对话框和“退出LabVIEW”函数，当点击了“退出”后会弹出警告对话框，若点击对话框中的确定按钮则退出LabVIEW程序，若点击取消按钮则回到原界面。
6）系统时间及用户指南
此部分程序中，通过“获取日期/时间”函数返回当前系统时间的时间标识，再通过“格式化日期/时间字符串”将标识转化为字符串形式，显示在前面板的字符串显示控件上。
外部套一个While循环来反复查询当前时间，实现实时显示系统时间的功能。
“用户指南”按钮用于指导用户正确操作该音乐播放器，点击按钮后会弹出对话框，用户阅读完对话框消息后，点击“我知道了”按钮可关闭对话框。
3实验结果
1）前面板设计
前面板如图，为尽量让音乐播放器给人一种温馨的感觉，在前面板中加入一些背景色和图标作为修饰，并将流水灯摆放成爱心状
2）日期时间及流水灯运行结果
运行程序后便显示系统时间，打开文件后流水灯工作，循环闪烁3）打开文件，播放音乐
点击“打开文件”按钮后弹出如图对话框
选择文件后播放音乐，并显示文件位置和播放曲目，可滚动滑动条完整查看4）播放暂停音量控制等功能
如图为暂停状态，音量调节至38%左右
5）停止及初始化
如图为停止状态，可见文件位置和播放曲目已经初始化
6）退出，用户指南
左图为点击“退出”按钮后弹出的对话框，右图为点击“用户指南”按钮后弹出的对话框
7）程序分析
由于在实现了基本的播放、暂停和停止功能后，又给程序附加了一些功能，如“音量控制”、“退出”、“用户指南”等，为节约循环结构将这些功能都放入了一个大循环中，在“高亮显示执行过程”时程序执行无误，但是取消高亮后就老是报错，后来觉得可能是执行顺序的问题，这些循环与主循环应该是有先后顺序
的，但是实际运行时是同时执行的，因此报错，之后我在这个循环中加入了0.05s 的时间延迟，就能正常运行了。
另外，这个程序运行一次只能播放一首歌，要想换歌必须重新运行程序。
这一点很尴尬，若选择了音乐文件后再点击“打开文件”按钮，则程序就崩溃。
原本我想在总的程序外加一个While循环，重新打开文件就重新开始循环，但是程序中有很多死循环，即反复查询控件状态的循环，所以加了While循环连第一遍循环都不能结束，也就无法实现重新循环。
但我觉得可以在某一些程序外加一个While循环作为总循环，通过“打开文件”按钮控制循环是否重新执行，若以后有时间会优化程序。
关于未能实现的那些功能，如播放列表，上一首下一首切换，由于对Windows Media Player的各控件的属性不了解，虽然能简单地实现音乐的播放，但是添加播放列表等功能就不好实现，这些都需要更多的时间去了解才能编程实现。