标签: LabVIEW

实验：基于热敏电阻的温度计/基于光敏电阻的光强计 记得之前有买过LM35这个温度传感器，但是怎么找都找不到，临时下单了一下，到了再做4.13 基于LM35的温度计，今天先来完成4.14和4.15（两者实现逻辑差不多就一起做了）。 （1）实验目的 利用热敏电阻/光敏电阻和LIAT中的热敏电阻函数节点，通过Arduino Uno控制板的模拟端口采集与热敏电阻 /光敏电阻串联电阻的分压值上传给LabVIEW软件，并除以温度系数/光照系数以获得温度值/光照值，实现一个温度计/光强计的功能。 （2）硬件连接 将热敏电阻 /光敏电阻与10kΩ电阻串联起来，热敏电阻/光敏电阻另一端接至Arduino Uno控制板上的+5V，10kΩ电阻另一端接至Arduino Uno控制板上的GND上，将热敏电阻/光敏电阻与10kΩ电阻的连接处接至模拟引脚A2上。 （3）程序设计（这里只放了热敏电阻的图） LabVIEW的前面板： 程序框图： LabVIEW程序首先通过设置的串口号与Arduino Uno控制板建立连接，然后进入While循环中，在循环中不断调用热敏电阻专用的Thermistor Read函数节点来读取温度值。最后，断开与Arduino Uno控制板的连接。 今天的这个实验整体逻辑实现比较简单，有兴趣的可以看一下Thermistor Read函数节点的VI，它是怎么讲AD采集的模拟量转换成温度值的，主要还是数学的问题。 （4）实验与演示 点击运行按钮，LabVIEW程序开始执行，在Analog Pin选择A2，可以看到前面板上的温度计显示当前的温度，可以用手心热一下指头，现在天热了体温还是蛮高的，手指捏住热敏电阻，可以看到温度计数值明显上升。 光敏电阻用手盖住就可以看到数值明显下降了。

实验4.11 液晶滚动显示就是昨天实验的一些修改，比较简单，这里就不单开一篇描述过程了，程序会上传在面包板。 手头上只有共阴极接法的数码管，实验4.12属实折腾了一番，还好最终还是完成了本次实验。下面直接进入正题。 （1）实验目的 利用LIAT中的数码管显示函数库，通过LabVIEW软件控制Arduino Uno控制板，将特定的数据显示在单个数码管上，实现数码管的滚动显示。 （2）硬件连接 《Arduino与LabVIEW开发实战》中使用的是共阳数码管，它的接法是将数码管的阳极接至Arduino Uno控制板上的+5V，将数码管的A、B、C、DP（H，小数点）、D、E、F和G分别接至Arduino Uno控制板上的数字接口D2、D3、D4、D5、D9、D10、D11、D12。 我用的是5011AS数码管，它是共阴极的接法，各引脚对应可以参考下图，中间没有标注的是COM脚，如果是 共阴极 ，那么COM脚都接GND；如果是 共阳极 ，则COM脚都接5V。其他的引脚接法可以参考《Arduino与LabVIEW开发实战》中所述，或者随你心意接，只要在LabVIEW中填入你的连接方式。 （3)程序设计 LabVIEW的前面板：这里的Seven Segment Pins应该填入你当前数码管各引脚连接Arduino Uno的引脚编号，顺序是abcdefgh，我当前的连接方式是ABCDEFGH分别连接D2、D3、D4、D5、D9、D10、D11、D12，所以Seven Segment Pins填入了2、3、4、5、9、10、11、12。 程序框图： LabVIEW程序首先通过设置的串口号与Arduino Uno控制板建立连接，然后调用Seven Segment函数库中的Seven Segment Configure函数节点以配置数码管的管脚连接，接着进入While循环中通过调用Seven Segment Write String函数节点设置写入的数据和滚动间隔的时间。最后，断开与Arduino Uno控制板的连接。 （4）实验与演示 点击运行按钮，LabVIEW程序开始执行，可以看到数码管上滚动显示所设置的数字。由于数码管显示字符的能力有限，一般用来显示数字。也可以显示一些字母，例如h、H、i的大写等等，但是往往会分不清它们和一些数字的区别。 注意 ：LIAT中Seven Segment Write String函数节点调用的是Seven Segment Write Char函数节点，而该节点使用的是 共阳极 接法，也就是每次给下位机传输数据时，将对应引脚置低电平。而我使用的是 共阴极 的数码管，对应引脚需要置高电平才能点亮，所以我把Seven Segment Write Char函数节点的VI改了一下，高低电平全部反过来了，所以如果你的数码管也是共阳极的，需要修改Seven Segment Write Char函数节点的VI。 我会把我修改过的Seven Segment Write Char函数节点的VI也放入今天的程序中，有需要的可以直接替换原来的VI进行使用。

实验4.5 RGB调色、实验4.6 简易示波器、实验4.7 数据采集卡、实验4.8 单个舵机的控制、实验4.9 多个舵机的控制都是LIAT中的示例，可以直接在安装好的LabVIEW路径下找到这些实验的VI文件，具体的路径是“LabVIEW路径 \ vi.lib\LabVIEW Interface for Arduino\Palette Examples”，我的路径是“D:\Program Files (x86)\National Instruments\LabVIEW 2021\vi.lib\LabVIEW Interface for Arduino\Palette Examples”。 所以今天就完成实验4.10 液晶时钟，LINX这个工具包没有提供LCD1602的VI，所以这次就用LIAT来完成这个实验。在LabVIEW中编程之前别忘了按照Day4中的介绍，用低版本的Arduino IDE烧录LIFA_Base这个工程编译后的hex。 （1）实验目的 利用LIAT中的LCD显示函数库，通过LabVIEW软件获取电脑上的时钟并传输给Arduino Uno控制板，将时间数据显示在LCD1602液晶显示屏上，实现一个液晶时钟。 （2）硬件连接 将1602液晶显示屏的电源线VDD和VSS分别接至Arduino Uno控制板上的5V和GND引脚上；背光电源线A通过限流电阻接至+5V，K直接接至地端；对比度调节V0通过电位器实现分压；读写控制信号RW直接接至地端；RS、Enable信号线接至Arduino Uno控制板数字引脚D12和D11上；液晶数据接口D4、D5、D6和D7分别接至Arduino Uno控制板数字引脚D5、D4、D3、D2，如图4-33所示。 我的接线超乱，这里就不放了，按照这个文字说明是可以连接成功的。 （3）程序设计 LabVIEW前面板： 程序框图： LabVIEW程序首先通过选择好的串口号与Arduino Uno控制板建立连接，然后调用液晶函数库中的LCD Configure 4-bit和LCD Init以配置液晶的管脚连接并将液晶初始化为16×2，接着进入While循环中通过“获取日期/时间字符串”节点获得当前的时间日期并调用LCD Set Cursor Position和LCD Print实现在第一行显示日期和在第二行显示时间，再通过调用LCD Display Power实现液晶的闪烁。最后，断开与Arduino Uno控制板的连接。 （4）实验与演示 点击运行按钮，LabVIEW程序开始执行，可以看到1602液晶屏幕上第一行显示当前的日期，第二行显示当前的时间，包括时分秒。同时，液晶以1秒为周期进行周期性闪烁。 最后有关于LCD1602的一些知识可以参考（ LCD1602液晶使用介绍--（完整版）_gussu-毛虫的博客-CSDN博客_lcd1602 ）。

实验：会呼吸的灯 今天还是继续要LINX工具包来完成LabVIEW玩耍Arduino，《Arduino与LabVIEW开发实战》的4.3节是之前做过的虚拟电压表，LINX本质上也是串口方式，所以今天就直接做4.4节。 这次实验完成我才弄明白了LINX和LIAT是一种原理，没有编译的功能，也是利用的串口方式。初次使用的助手只是帮助烧录和LIAT差不多原理的串口程序，不需要借助Arduino IDE进行Hex文件烧录而已，所以之前Day3的介绍有误，我已经改过来了。另外LINX的VI使用说明没有LIAT多，这次实验的完成也是磕磕绊绊，现在用 LabVIEW玩耍Arduino我还是推荐使用LIAT入门，它的Arduino程序是可以完整看见的，可以用来做学习用。或者直接用Arduino IDE配合LabVIEW，用LabVIEW作为上位机的开发也是不错的。 下面正式开始介绍使用LINX完成会呼吸的灯这个实验的过程： （1）实验目的 通过LabVIEW和Arduino Uno控制板实现LED灯亮度的调节，产生灯会呼吸的效果。 （2）硬件连接 将LED的阳极过330Ω限流电阻连接至Arduino Uno控制板的数字引脚D3上，将LED的阴极接至GND上，如图所示，A0引脚连接到D3脚（橙色的线）可以采集当前PWM变化的电压值。 （3）程序设计 LabVIEW的前面板： LabVIEW的程序框图： 这个程序首先通过选择的串口号与Arduino Uno建立连接，然后在一个While循环中用平铺式顺序的连接结构中依次实现呼吸点灯、延时指定时间、呼吸灭灯和延时指定时间。 其中呼吸点灯是通过For循环和延时1毫秒来实现逐渐提高占空比（ 的占空比输入为0-1，所以这里和100进行了运算)，呼吸灭灯则是同样的道理。呼吸点灯中还加入了A0来读取D3完成PWM输出时的电压值，可以尝试在呼吸灭灯中也加入这样的AD读取，电压值变化太快可以把延时1ms变慢一点，延时10ms之类的。 在尝试过程中，居然通过报错的方式知道了 这个VI某个参数的输入，真的是有些无语了，LINX还需要再丰富点帮助信息，不然对使用者来说真的是天坑。虽然这个PWM的通道，应该和单片机的芯片手册有关系，由单片机厂商设定哪个引脚具有PWM的功能，但是对于初学者来说真的是坑。 （4）实验与演示 点击运行按钮，LabVIEW程序开始执行，可以看到Arduino Uno控制板外接的LED灯逐渐点亮，然后逐渐熄灭，形成呼吸灯的效果。

实验：流水灯 周日给自己小放了一天，所以今天周一接着做《Arduino与LabVIEW开发实战》这本书里的实验。前天尝试了LINX这个工具包，感觉用起来还是不太舒服的，虽然LIAT已经不再更新，但是还是可以试试LIAT，对比一下，说不定之后可以自己做一个工具包。 按照前天安装LINX的步骤，安装一下LIAT，在VIPM中搜索Arduino就可以找到它了。 安装好之后需要用Arduino IDE把LIAT提供的基础工程烧录到Arduino Uno中，这个基础工程的路径在你安装的LabVIEW路径下，我的是“D:\Program Files (x86)\National Instruments\LabVIEW 2021\vi.lib\LabVIEW Interface for Arduino\Firmware\LIFA_Base”，大家参考vi.lib这个文件夹之后的路径找到 这个文件。 然后一个 超级大坑 需要注意避免，烧录这个基础工程必须要使用 低版本 的Arduino IDE，我这里使用的是1.0.1（ Previous IDE Releases | Arduino 在这个页面找到1.0.1下载即可）。不用低版本的Arduino IDE，会在运行的时候遇到5003这个错误如下图，还好网上有人解决过这个问题，不然我今天就死在这一步了。 下面按照《Arduino与LabVIEW开发实战》这本书里的实验步骤开始今天的流水灯： （1）实验目的 利用LIAT中的数字I/O函数库，通过LabVIEW控制Arduino Uno控制板上多个管脚上LED灯，实现依次点亮，依次熄灭，形成流水灯效果。 （2）硬件连接 书上是这样做的：硬件连接图如图4-3所示，LED灯的阳极通过220Ω的限流电阻接至Arduino Uno的D2～D7，阴极直接接至GND。最后，用USB电缆将Arduino Uno控制板与计算机的USB端口连接起来即可。 我为了省时间只连了四个LED灯，并且是用电阻（330Ω）作为接地的那一端，可以省点连线的工夫，但是电阻间离得很近，如果你想这么连别忘了把它们分开点， 还有注意分清发光二极管的正负极，具体的连接图如下： （3）程序设计 LabVIEW的前面板： 程序框图： 照例说下这个程序框图的基本过程，实际上做到现在就体会出LabVIEW这种可视化编程的香了，会比文本编程更有意思，虽然坑也多。 首先是必要的串口初始化，LIAT和之前的串口连接方式差不多，也是通过串口和下位机通信然后完成编程，这也是为什么要事先烧录一个程序，就是LIAT给了一个基础的程序，然后在VI中会给下位机发送数据，从而达到控制的目的，具体可以看看它的源程序。所以这里使用VISA进行串口连接，然后按照 给出的输入输出进行连线，这里需要注意的是LIAT中的默认波特率是115200，和Arduino程序中通常用的9600不一样。 其次是引脚初始化，For循环中D2~D5都设置为输出状态，用来控制LED灯的亮灭。 然后在While循环中通过一维数组循环移位、移位寄存器 和Digital Write Port实现流水灯，这里需要了解一下移位寄存器的概念（ 循环结构 | LabVIEW 编程经验 ）。逻辑很好理解就是将一个四个bool组成的一维数组中的True值循环移位，通过 来设置D2~D5的状态，这里需要注意的是 这个VI是控制D0~D13，所以需要在之前的一维数组基础上加入D0、D1的赋值。 最后再强调一下完成这个实验一些需要注意的地方： （1）确保你的LED灯都是好的。我在最后发现D5连接的小灯一直不亮，还以为哪里写错了，结果换了一个LED灯就好了。心痛，买了一个坏的LED灯。 （2）Arduino IDE使用低版本。具体原因也不知道Arduino IDE做出了哪些改变，有知道的小伙伴可以分享下哈。 （3）用Stop按钮停止程序。不然上一次连接串口没有关闭，再运行程序就连接不了了。我还特别喜欢用Abort 来停止程序，老要来回插拔Arduino Uno，这是个不好的习惯。 最后分享一下这个流水灯的效果：