LABVIEW设计游标卡尺使用教学软件
LABVIEW设计游标卡尺使用教学软件[20191223193104]
摘 要
本文首先对计算机辅助教学的定义和发展历史进行了介绍。随后介绍了虚拟仪器的开发平台LabVIEW。研究了虚拟游标卡尺教学软件的功能需求，然后运用LabVIEW开发平台进行了开发，实现了虚拟游标卡尺的功能。最后对本文所做的工作进行了总结和展望。
查看完整论文请+Q: 3519,1607,2
关键字:LabVIEW游标卡尺计算机辅助教学
目 录
第一章 绪论 1
1.1 课题简介 1
1.2 LabVIEW简介 2
1.2.1 LabVIEW的诞生 2
1.2.2 LabVIEW的发展 2
1.2.3 LabVIEW的应用 4
1.2.4 LabVIEW的发展方向 4
1.3 计算机辅助教学的发展历史及意义 4
1.4 LabVIEW的教学特点 5
第二章 运用LabVIEW软件设计虚拟游标卡尺 7
2.1 计算机仿真游标卡尺的基本需求 7
2.1.1设计需求 7
2.1.2流程分析 7
2.1.3实现方式 8
2.2 基于LabVIEW的VI设计 8
2.2.1 前面板的设计 8
2.2.2 游标卡尺的设计与实现 8
2.2.3 主界面前面板的设计与实现 9
2.2.4练习界面前面板的设计与实现 10
2.2.5 测量界面前面板的设计与实现 11
2.3 流程图的设计 12
2.3.1练习窗口信号流程图的实现 12
2.3.2 测量窗口信号流程图的实现 18
2.4 系统的运行和测试 19
结语 25
参考文献 26
致谢 27
第一章 绪论
1.1 课题简介
随着时代的发展，计算机技术、大规模集成电路技术和通讯技术的广泛应用和技术的不断进步，以及制造各式各类仪器所需要的自然资源存贮量的日益减少，仪器技术领域正发生着巨大的变化。
测量仪器技术的发展经历了模拟（传统）仪器、数字仪器、以及智能仪器三个阶段，虚拟仪器是从20世纪80年代伴随智能仪器的发展开始发展的。随着虚拟仪器的发展，在科研人员的实验中的广泛使用使之逐渐的在部分领域取代了真实仪器，并且其他领域得到了广泛应用，比如：自动测试、数据采集、仪器控制等。专业性仪器的需求得到了减少，促进和推动了仪器控制和测试系统的设计方法与实现技术的发展。从下表中能直观的反应出虚拟仪器与传统仪器优缺点的比较。
表1.1虚拟仪器对比传统仪器
虚拟仪器 传统仪器
开发维护的费用低 开发维护的费用高
技术更新周期短 技术更新周期长
关键是软件 关键是硬件
价格低廉、有重复使用性、可重新配置 价格高昂
可自己定义的仪器功能 固定的仪器使用功能
灵活多变，能与计算机技术保持一起与时俱进 固定、封闭
可与互联网通信面向仪器系统 功能固定、互联模式单一
“软件即是仪器”的概念逐渐深入人心，并且成为了测量与测试技术发展重要的标志。虚拟仪器充分利用了高性能的模块化硬件和灵活度极高的软件的优势，来完成各式各样的任务，比如测量、测试和自动化的应用等等。软件便是虚拟仪器技术中的重中之重。National Instruments美国国家仪器公司（简称NI）在1986年制作了创新的软件产品LabVIEW(Laboratory Virtual Instrument Engineering Workench,简称LabVIEW)，世界各国的工程师和科学家们现在已经将LabVIEW用于产品设计周期的各个环节。LabVIEW的使用使得产品的质量得到了改善，并且提高了产品开发和生产的效率，使产品投放市场的时间得到了缩短。
本文的目标就是利用LabVIEW的软件平台，来仿真游标卡尺，并在此基础上实现教学的目的。
1.2 LabVIEW简介
1.2.1 LabVIEW的诞生
在这个飞速发展的时代，计算机技术、集成电路技术和通信技术迅速发展，使仪器技术领域发生了很大的变化。从一开始的模拟仪器到现有的数字化仪器、嵌入式系统仪器和智能仪器；新的测试方法和理论不断的应用于实践；仪器结构也因为设计思路的更新而不断的发展。仪器领域经过了各种创新的积累和沉淀，铺垫了使现在测量仪器性能发生了飞越的道路，导致了仪器概念与形式发生了质的变化。诞生了一种崭新的概念——虚拟仪器。用来设计虚拟仪器的必要的工具正是应用软件开发环境。软件在虚拟仪器设计和应用中有对数据进行分析处理，例如数字滤波、频谱变化等重要任务。在极大的程度上，虚拟仪器是否能够成功的运行就取决于软件。 在这种情况下，制作LabVIEW的美国NI公司提出了“软件就是仪器”[8-20]的口号。
LabVIEW这款软件是采用流行的图形化编程方法来进行开发的，它具有开发周期短，编程容易的特点，非常适合那些不具有专业编程水平的工程技术人员进行操作。LabVIEW中编写的图框式的程序接近程序流程图，因此流程图编写完了，程序也就差不多编好了。用户使用LabVIEW设计完成的虚拟仪器的操纵面板都是与实际的硬件仪器相类似，并能够摆脱LabVIEW开发环境独立运行。LabVIEW为设计人员提供了一个方便、快捷的设计环境。设计人员只需要像搭积木一般，不需要繁琐的专业计算机代码编写，便可轻松的构建自己的测试系统并组建仪器面板。
1.2.2 LabVIEW的发展
20世纪的70年代是虚拟仪器的起点，那时的计算机在国防、航天等测控领域已经有了一些的发展。在PC上的WINDOWS诞生前，NI公司已在苹果公司的Macintosh上推出了LabVIEW2.0以前的版本。在经历对LabVIEW跨世纪的开发研究更新后，NI公司成为虚拟仪器界公认的权威。NI公司改变了全球科学家和工程师研究开发系统设计及部署的方法，来适应测试、控制和嵌入式设计应用。NI开发的LabVIEW使得两万五千多家公司的客户提高效率、简化开发，并大大缩短了产品的上市时间。从1986年LabVIEW问世至今，NI公司开发了许多不同的版本，支持了多个流行操作系统。LabVIEW主要发展历程如下：
20世纪70年代末：VI概念的雏形在美国应用研究实验室（AppliedResearch Laboratory）诞生。[7]
1986年：发布Mac平台下的LabVIEW 1.0，该版本是解释行和单色的。
1988年：发布Mac平台下的LabVIEW 2.0，增强了色彩功能。
1990年：虚拟仪器面板和结构化数据流图获两项美国专利。
1994年：发布LabVIEW 3.0 带有附加工具包。
1996年：发布LabVIEW 4.0 增加自定义界面和新建项目（Application Builder）功能。
1998年：发布LabVIEW 5.0 支持多线程，该版本是个里程碑
2000年：发布LabVIEW 6i集成因特网功能。
2001年：发布LabVIEW 6.1完成远程控制与增加事件结构等重要的功能。
2003年：发布LabVIEW 7 Express中增加了Express VI，并引进了动态数据类型。
2004年：发布LabVIEW 7.1 Express增加了更多的全新功能。
2005年：发布LabVIEW 8.0 也增加了许多全新的功能。
2006年8月：发布LabVIEW 8.2 在这个20周年的纪念版中诞生了第一个中文版的开发环境。
2007年8月：发布LabVIEW 8.5。
2008年4月：发布 LabVIEW 8.5.1。
2008年8月：发布LabVIEW 8.6。
2009年2月：发布 LabVIEW 8.6.1。
2010年8月：发布LabVIEW 2010。
2011年8月：发布LabVIEW 2011。
摘 要
本文首先对计算机辅助教学的定义和发展历史进行了介绍。随后介绍了虚拟仪器的开发平台LabVIEW。研究了虚拟游标卡尺教学软件的功能需求，然后运用LabVIEW开发平台进行了开发，实现了虚拟游标卡尺的功能。最后对本文所做的工作进行了总结和展望。
查看完整论文请+Q: 3519,1607,2
关键字:LabVIEW游标卡尺计算机辅助教学
目 录
第一章 绪论 1
1.1 课题简介 1
1.2 LabVIEW简介 2
1.2.1 LabVIEW的诞生 2
1.2.2 LabVIEW的发展 2
1.2.3 LabVIEW的应用 4
1.2.4 LabVIEW的发展方向 4
1.3 计算机辅助教学的发展历史及意义 4
1.4 LabVIEW的教学特点 5
第二章 运用LabVIEW软件设计虚拟游标卡尺 7
2.1 计算机仿真游标卡尺的基本需求 7
2.1.1设计需求 7
2.1.2流程分析 7
2.1.3实现方式 8
2.2 基于LabVIEW的VI设计 8
2.2.1 前面板的设计 8
2.2.2 游标卡尺的设计与实现 8
2.2.3 主界面前面板的设计与实现 9
2.2.4练习界面前面板的设计与实现 10
2.2.5 测量界面前面板的设计与实现 11
2.3 流程图的设计 12
2.3.1练习窗口信号流程图的实现 12
2.3.2 测量窗口信号流程图的实现 18
2.4 系统的运行和测试 19
结语 25
参考文献 26
致谢 27
第一章 绪论
1.1 课题简介
随着时代的发展，计算机技术、大规模集成电路技术和通讯技术的广泛应用和技术的不断进步，以及制造各式各类仪器所需要的自然资源存贮量的日益减少，仪器技术领域正发生着巨大的变化。
测量仪器技术的发展经历了模拟（传统）仪器、数字仪器、以及智能仪器三个阶段，虚拟仪器是从20世纪80年代伴随智能仪器的发展开始发展的。随着虚拟仪器的发展，在科研人员的实验中的广泛使用使之逐渐的在部分领域取代了真实仪器，并且其他领域得到了广泛应用，比如：自动测试、数据采集、仪器控制等。专业性仪器的需求得到了减少，促进和推动了仪器控制和测试系统的设计方法与实现技术的发展。从下表中能直观的反应出虚拟仪器与传统仪器优缺点的比较。
表1.1虚拟仪器对比传统仪器
虚拟仪器 传统仪器
开发维护的费用低 开发维护的费用高
技术更新周期短 技术更新周期长
关键是软件 关键是硬件
价格低廉、有重复使用性、可重新配置 价格高昂
可自己定义的仪器功能 固定的仪器使用功能
灵活多变，能与计算机技术保持一起与时俱进 固定、封闭
可与互联网通信面向仪器系统 功能固定、互联模式单一
“软件即是仪器”的概念逐渐深入人心，并且成为了测量与测试技术发展重要的标志。虚拟仪器充分利用了高性能的模块化硬件和灵活度极高的软件的优势，来完成各式各样的任务，比如测量、测试和自动化的应用等等。软件便是虚拟仪器技术中的重中之重。National Instruments美国国家仪器公司（简称NI）在1986年制作了创新的软件产品LabVIEW(Laboratory Virtual Instrument Engineering Workench,简称LabVIEW)，世界各国的工程师和科学家们现在已经将LabVIEW用于产品设计周期的各个环节。LabVIEW的使用使得产品的质量得到了改善，并且提高了产品开发和生产的效率，使产品投放市场的时间得到了缩短。
本文的目标就是利用LabVIEW的软件平台，来仿真游标卡尺，并在此基础上实现教学的目的。
1.2 LabVIEW简介
1.2.1 LabVIEW的诞生
在这个飞速发展的时代，计算机技术、集成电路技术和通信技术迅速发展，使仪器技术领域发生了很大的变化。从一开始的模拟仪器到现有的数字化仪器、嵌入式系统仪器和智能仪器；新的测试方法和理论不断的应用于实践；仪器结构也因为设计思路的更新而不断的发展。仪器领域经过了各种创新的积累和沉淀，铺垫了使现在测量仪器性能发生了飞越的道路，导致了仪器概念与形式发生了质的变化。诞生了一种崭新的概念——虚拟仪器。用来设计虚拟仪器的必要的工具正是应用软件开发环境。软件在虚拟仪器设计和应用中有对数据进行分析处理，例如数字滤波、频谱变化等重要任务。在极大的程度上，虚拟仪器是否能够成功的运行就取决于软件。 在这种情况下，制作LabVIEW的美国NI公司提出了“软件就是仪器”[8-20]的口号。
LabVIEW这款软件是采用流行的图形化编程方法来进行开发的，它具有开发周期短，编程容易的特点，非常适合那些不具有专业编程水平的工程技术人员进行操作。LabVIEW中编写的图框式的程序接近程序流程图，因此流程图编写完了，程序也就差不多编好了。用户使用LabVIEW设计完成的虚拟仪器的操纵面板都是与实际的硬件仪器相类似，并能够摆脱LabVIEW开发环境独立运行。LabVIEW为设计人员提供了一个方便、快捷的设计环境。设计人员只需要像搭积木一般，不需要繁琐的专业计算机代码编写，便可轻松的构建自己的测试系统并组建仪器面板。
1.2.2 LabVIEW的发展
20世纪的70年代是虚拟仪器的起点，那时的计算机在国防、航天等测控领域已经有了一些的发展。在PC上的WINDOWS诞生前，NI公司已在苹果公司的Macintosh上推出了LabVIEW2.0以前的版本。在经历对LabVIEW跨世纪的开发研究更新后，NI公司成为虚拟仪器界公认的权威。NI公司改变了全球科学家和工程师研究开发系统设计及部署的方法，来适应测试、控制和嵌入式设计应用。NI开发的LabVIEW使得两万五千多家公司的客户提高效率、简化开发，并大大缩短了产品的上市时间。从1986年LabVIEW问世至今，NI公司开发了许多不同的版本，支持了多个流行操作系统。LabVIEW主要发展历程如下：
20世纪70年代末：VI概念的雏形在美国应用研究实验室（AppliedResearch Laboratory）诞生。[7]
1986年：发布Mac平台下的LabVIEW 1.0，该版本是解释行和单色的。
1988年：发布Mac平台下的LabVIEW 2.0，增强了色彩功能。
1990年：虚拟仪器面板和结构化数据流图获两项美国专利。
1994年：发布LabVIEW 3.0 带有附加工具包。
1996年：发布LabVIEW 4.0 增加自定义界面和新建项目（Application Builder）功能。
1998年：发布LabVIEW 5.0 支持多线程，该版本是个里程碑
2000年：发布LabVIEW 6i集成因特网功能。
2001年：发布LabVIEW 6.1完成远程控制与增加事件结构等重要的功能。
2003年：发布LabVIEW 7 Express中增加了Express VI，并引进了动态数据类型。
2004年：发布LabVIEW 7.1 Express增加了更多的全新功能。
2005年：发布LabVIEW 8.0 也增加了许多全新的功能。
2006年8月：发布LabVIEW 8.2 在这个20周年的纪念版中诞生了第一个中文版的开发环境。
2007年8月：发布LabVIEW 8.5。
2008年4月：发布 LabVIEW 8.5.1。
2008年8月：发布LabVIEW 8.6。
2009年2月：发布 LabVIEW 8.6.1。
2010年8月：发布LabVIEW 2010。
2011年8月：发布LabVIEW 2011。
版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/dzxx/gdxx/420.html
