《虛擬儀器設(shè)計實習》課程教學大綱

1、虛擬儀器設(shè)計實習Design of Virtual Instrument一、課程基本情況教學周數(shù)：2周學分：2開課學期：第5學期課程性質(zhì)：選修先修課程：計算機基礎(chǔ)適用專業(yè)：光信息科學與技術(shù)、物理學、應(yīng)用物理學、材料物理等理工科專業(yè)教材：陳錫輝等，Labview 8.20程序設(shè)計-從入門到精通，清華大學出版社，2015開課單位：開課單位：物理與光電工程學院光電工程系二、實習目標虛擬儀器設(shè)計課程是光電信息科學與工程，自動化專業(yè)，儀器學，機電工程，精密測量，大氣物理，環(huán)境工程等理工課專業(yè)的重要技術(shù)基礎(chǔ)課。通過本課程的學習，培養(yǎng)學生認識和熟悉LabVIEW開發(fā)環(huán)境，掌握基于LabVIEW的虛擬儀器的設(shè)

2、計原理、設(shè)計方法和實現(xiàn)技巧，并能夠自行設(shè)計一些用于科學測量的初步虛擬儀器。課程的理論教學將與上機實驗相結(jié)合，通過上機實驗操作，使學生在了解虛擬儀器基本原理和概念的基礎(chǔ)上，掌握利用相關(guān)的軟、硬件平臺完成虛擬儀器設(shè)計與實現(xiàn)的方法和步驟；培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和綜合實踐能力。學生通過本課程的學習要求掌握虛擬儀器設(shè)計原理和操作技巧，為進一步學習其它專業(yè)課程做奠基，也為學生畢業(yè)后從事光電信號讀取，新儀器設(shè)計，實驗裝置控制，精密光譜測量的工作或者科學研究打下堅實的基礎(chǔ)。三、實習基本要求理論課的教學貫穿于實習始終，在開始階段，理論課偏多，實習課偏少；在后期階段，理論課偏少，實習課偏多。實習過程保持與老師給定的步

3、調(diào)一致。老師在講解理論課的過程中，學生要邊聽課邊實踐。四、實習內(nèi)容及時間安排具體實習內(nèi)容時間安排所需時長或?qū)W時數(shù)場地安排內(nèi)容一寫一個類似于下圖的正弦波發(fā)生器，要求頻率和幅度可調(diào)第一周1課時學院安排內(nèi)容二編寫一個VI求三個數(shù)的平均值第一周1課時學院安排內(nèi)容三寫一個VI判斷兩個數(shù)的大小，當AB時，指示燈亮第一周1課時學院安排內(nèi)容四寫一個VI獲取當前系統(tǒng)時間，并將其轉(zhuǎn)換為字符串和浮點數(shù)第一周1課時學院安排內(nèi)容五寫一個溫度監(jiān)測器，如右圖所示，當溫度超過報警上限，而且開啟報警時，報警燈點亮第一周1課時學院安排內(nèi)容六給定任意x, 求給定表達式的值第一周1課時學院安排內(nèi)容七利用While循環(huán)和定時器，實現(xiàn)隨

4、機數(shù)曲線第一周1課時學院安排內(nèi)容八利用順序結(jié)構(gòu)和循環(huán)結(jié)構(gòu)寫一個跑馬燈第一周2課時學院安排內(nèi)容九給出一百分制成績，要求輸出等級A,B,C,D,E。90分以上為A，8089為B，7079為C，6069為D，60分以下為E第一周2課時學院安排內(nèi)容十產(chǎn)生一個33,46的整數(shù)隨機數(shù)組第一周2課時學院安排內(nèi)容十一為內(nèi)容5連續(xù)溫度采集監(jiān)測添加報警信息，如下圖所示，當報警發(fā)生時輸出報警信息，例如“溫度超限！當前溫度78.23”，正常情況下輸出空字符串第一周2課時學院安排內(nèi)容十二利用隨機數(shù)發(fā)生器仿真一個0到5V的采樣信號，每200ms采一個點，利用實時趨勢曲線實時顯示采樣結(jié)果第一周2課時學院安排內(nèi)容十三在內(nèi)容2

5、的基礎(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第二周2課時學院安排內(nèi)容十四利用隨機數(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上第二周2課時學院安排內(nèi)容十五在內(nèi)容4的基礎(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中第二周2課時學院安排內(nèi)容十六產(chǎn)生兩條正弦曲線，將兩條曲線分別作為XY Graph的XY輸入。通過改變其中一條曲線的頻率和相位來研究李薩如圖形第二周2課時學院安排內(nèi)容十七在內(nèi)容

6、5的基礎(chǔ)上，利用子VI實現(xiàn)一個溫度報警對話框，每當報警發(fā)生時就彈出該對話框，點擊“知道了”按鈕退出對話框第二周2課時學院安排內(nèi)容十八編寫一個測量程序，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)。創(chuàng)建讀取文件，在LabVIEW中讀取剛才寫入的文件內(nèi)容第二周2課時學院安排內(nèi)容十九在光學實驗室體驗基于labview的人機對話，編寫labview程序采集示波器上的實時質(zhì)譜信號第二周2課時學院安排內(nèi)容二十整理實習報告第二周2課時學院安排五、課程考核（1）實習報告的撰寫要求：按照任課老師給定的統(tǒng)一模式撰寫（2）實習報告：19次（3）考核及