Labview设计报告

实训报告

实训名称基于Labview的音乐彩灯设计系别电子与电气工程学院

专业、班级,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,

学生姓名、学号,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,

指导教师,,,,,,,,,,,,,,,,,

2013年1月10日

一、引言

Labview是一款程序开发环境，由美国国家仪器（NI）公司研制开发的，类似于C和BASIC开发环境，但是Labview与其他计算机语言的显著区别是：其他计算机语言都是采用基于文本的语言产生代码，而Labview使用的是图形化编辑语言G编写程序，产生的程序是框图的形式。

同C语言和BASIC语言一样，Labview也是通用的编程系统，有一个完成任何编程任务的庞大函数库。Labview的函数库包括数据采集、GPIB、串口控制、数据分析、数据显示及数据存储等。Labview也有传统的程序调试工具，如设置断点、以动画方式显示数据及其子程序的结果、单步执行等等，便于程序的调试。

Labview是一种用图标代替文本行创建应用程序的图形化编程语言。传统文本编程语言根据语句和指令的先后顺序决定程序执行顺序，而Labview采用数据流编程方式，程序框图中节点之间的数据流向决定了VI及函数的执行顺序。VI 指虚拟仪器，是Labview的程序模块。

Labview提供很多外观与传统仪器类似的控件，可用来方便地创建用户界面。用户界面在Labview中被称为前面板。使用图标和连线，可以通过编程对前面板上的对象进行控制。这就是图形化源代码，又称G代码。Labview的图形化源代码在某种程度上类似于流程图，因此又被称作程序框图代码。

而本学期通过对于Labview的学习对于Labview有了一定的认识，在此基础上，我们根据老师的要求，制作了基于Labview的声音和彩灯的小装置，通过Labview与PCI6221 DAQ数据采集卡的结合运用达到采集声音信号从而控制彩灯的闪烁的效果。

二、项目方案

1、设计项目方案：

在Labview开发环境下，应用DAQ助手以及采集卡来采集声音，并将此所检测到的声音文件，输出为不同的数字信号来控制彩灯的闪烁，从而达到随着声音的强弱和节奏彩灯有规律的闪烁的效果。

2、人员分配情况：

郑广强：方案制定、编写程序、软件调试

刘进向：方案制定、硬件电路的搭建、论文报告

3、硬件设计：

1）硬件设备:

PC机一台、PCI6221实验端口、Labview程序平台、导线、LED灯若干、试验用面包板。

2）硬件结构图:

通过上位PC机的Labview程序，根据由PCI6221采集上来的声音信号，转换为数字信号后，控制彩灯闪烁。

4、仪器平台：

虚拟仪器的硬件平台有两部分构成：

1）计算机一般为一台PC机或者工作站，它是硬件平台的核心。

2）I/0接口设备它主要完成被测输入信号的采集，放大，模/数转换。根据采用不同的总线及其相应的I/O接口硬件设备，如利用PC机总线的数据采集卡/板（DAQ）,GPIB总线仪器，VXI总线仪器模块，串口总线仪器等，虚拟仪器的构成方式主要有5种类型，如图1.1所示:

图1.1 虚拟仪器的构成框图

1．PC-DAQ系统：它是以数据采集板，信号调理电路及计算机为仪器硬件平台组成的插卡式虚拟仪器系统。这种系统才要PCI和ISA计算机本身的总线，故将数据采集卡/板（DAQ）插入计算机的空槽即可

2．GPIB系统：它是以GPIB标准总线仪器与计算机为仪器硬件平台组成的虚拟仪器测试系统。

3．VXI系统：它是以VXI标准总线仪器与计算机为仪器硬件平台组成的虚拟仪器测试系统。

4．PXI系统：以PXI标准总线仪器模块玉计算机为仪器硬件平台组成的虚拟仪器测试系统。

5．串口系统：它是以SERIAL标准总线仪器与计算机为仪器硬件平台组成的虚拟仪器测试系统。

无论上述哪种VI系统，都是通过应用软件将仪器硬件与通用计算机相结合，其中PC-DAQ测量系统是构成VI的最基本的方式，也是最廉价的方式。

虚拟仪器软件由两大部分组成：

a) 实现虚拟面板功能的前板软件程序；

b) 定义测试功能的流程图软件程序。

（2）I/O接口仪器驱动程序I/O接口仪器驱动程序完成特定外部硬件设备的筐子，驱动与通信。开发虚拟仪器必须有合适的软件工具，目前的虚拟仪器软件开发工具有如下两类：

a) 文本式编程语言如VISUALC++,BASIC,LABWINDOWS/CVI等；

b) 图形化编程语言如LABVIEW,HPVEE等。

这些软件开发工具为用户设计虚拟仪器应用软件提供了最大限度的方便条件与良好的开发环境。

三、系统程序设计

1、程序流程

系统的PC上位机软件界面上开始按钮按下之后，系统会读取并播放所选定的音乐文件，然后DAQ模块会检测并读取所播放的音乐信号，并产生所需的数字信号，然后由所检测到的数字信号控制不同的彩灯闪烁，从而表示音乐的强弱和节奏。

2、设计原理：

经由Labview软件编写的程序来控制读取音乐文件，转化输出为数字信号，从而控制数据采集卡达到控制LED灯闪烁频率及规则的实验目的。

采用labview自带的声卡程序，来设置播放的音乐，从而达到音效和产生音乐信号的目的。熟练掌握彩灯的控制方式，从而达到各式各样的彩灯闪烁效果。

3.3程序控制面板

设有开关及音乐文件选择按钮，通过控制开关控制彩灯闪烁方式，通过音乐文件选择按钮选择所配音乐。其中彩灯分为两列，一个是由8个彩灯组成的数列彩灯，用来表示音乐强弱，而其余的彩灯组成LZ两个字母。如下图：