基于虚拟仪器技术的模拟电梯设计.docx
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基于虚拟仪器技术的模拟电梯设计
信息与电气工程学院
课程设计说明书
（2010/2011学年第一学期）
课程名称：
虚拟仪器技术课程设计
题目：
基于虚拟仪器技术的模拟电梯设计
专业班级：
学生姓名：
指导教师：
设计周数：
两周
设计成绩：
2011年1月14日
1．课程设计目的
1.1课程主要任务
1．了解四相四拍式步进电机的工作原理；
2．掌握步进电机驱动电路的控制方式；
3．确定上位机监控系统的控制方案；
4．利用LabVIEW软件编制上位机监控系统界面，实现八层电梯的模拟监控功能，建立楼层实时显示，并设定每楼层的延时时间和步进电机的两种驱动方式；
5．对本次课程设计进行总结，撰写课程设计报告；
1.2技术要求
1．设定步进电机的两种驱动方式和电梯的延时时间；
2．模拟监控八层电梯的功能，并进行同步动画显示楼层；
3．要求系统操作简单，显示直观，满足用户要求；
4．课程设计报告书写规范、文字通顺、图标清晰、数据完整、结论明确。
1.3LabVIEW简介
计算机和仪器的密切结合是目前仪器发展的一个重要方向。
虚拟仪器是基于计算机的仪器，是将仪器装入计算机，以通用的计算机硬件及操作系统为依托，实现各种仪器功能。
虚拟仪器的主要特点有：
尽可能采用通用的硬件，各种仪器的差异主要是软件；可充分发挥计算机的能力，有强大的数据处理功能，可以创造出功能强大的仪器；用户可以根据自己的需要定义和制造各种仪器。
随着气象事业的逐步发展，气象要素的数据测量也步入自动化。
传统的气象要素测量系统体积庞大，所需要的硬件设备较多，使用时受人员、地点、空间等诸多因素的影响较大。
而且这类测量系统和传统仪器一样，功能、作用都由生产商在生产时定义好，一旦成型，用户就无法在使用过程中根据自身的需要对仪器的功能和作用进行重新定义。
而如果借助虚拟仪器技术的易开发、灵活性强和使用方便等优点，将其和传统测量系统结合起来，就可以利用虚拟仪器技术并结合无线数据传输模块，来完成气象要素的数据采集和处理功能，还可以根据用户自身的需要来对系统的功能和作用进行自我定义和修改，节省了大量的人力、物力，使得对于气象要素的数据采集和处理变得更加简单、方便。
2实验设计
2.1硬件依据
1.本实验使用的步进电机用直流+12V电压，电机线圈由A、/A、B、/B四相组成。
2.驱动方式为四相四拍方式,各线圈通电顺序如下表。
表中首先向A线圈输入驱动电流，接着/A、B、/B线圈驱动，最后又返回到A线圈驱动，按这种顺序切换，电机轴按顺时针方向旋转。
若通电顺序相反，则电机轴按逆时针方向旋转。
（注：
为提高步进电机负载能力和运行平稳可使用四相八拍驱动方式。
）
四相四拍
0
1
2
3
4
5
6
7
A
1
1
0
0
0
0
0
1
/A
0
1
1
1
0
0
0
0
B
0
0
1
1
1
0
0
0
B
0
0
0
1
1
1
0
0
四相八拍
3．电路原理图:
a.步进电机的原理图
DO3-DO6分别控制电机的四相，“1”代表该相加电流工作。
霍尔元件T1-T8检测旋转臂的位置，旋转臂上带有一磁钢，当霍尔元件输出为“0”代表旋转臂到了它的上方，经74HC14整形反向后，连接至DI0—DI7，即当DI0—DI7某一位检测到“1”的时候代表旋转臂到了某一霍尔元件的上方。
2软件设计
2.1软件流程
2.2Labview程序编写
2.2.1前面板图：
2.2.2程序框图：
3系统联调
1．接线：
用电缆将实验板数字口XS2与采集卡数字口XS2连接。
2．硬件调试：
控制DO3－DO6使步进电机旋转，当霍尔元件检测到磁钢时，对应的LED点亮，并通过U18的DI0-DI7传入PC，经处理后控制U18的DO7~DO13端的高或低电平状态，通过数码管显示对应数值。
3.总体调试：
在Labview的前面板上设定楼梯层数及步进电机驱动方式，然后电机运行按钮，观察结果。
4、课程设计总结或结论
通过这次设计的过程也使我认识到凡事都要认真思考，认真去做，尝试自己去面对，做任何事都需要努力，都需要一个坚持不懈的努力过程。
做学问要严谨，不能有丝毫马虎大意。
做工程技术的研究工作更要有一颗严谨的心。
它培养我们的创新精神，从而不断地战胜自己，超越自己。
创新，是要我们学会将理论很好地联系实际，并不断地去开发自己的大脑，从为人类造福的意愿出发，做自己力所能及的，做别人却没想到的事。
使之不断地战胜别人，超越前人设计过程，不断地提升自己，从而迈向一个更高的台阶。
总得说来：
这次课程设计是一次所学知识与实践相结合的体验。
由此也使我清楚的认识到自己的知识还比较欠缺，自己要学习的东西还太多。
明白了学习是一个长期积累的过程，在以后的工作、生活中都应该不断的学习，努力提高自己的知识和综合素质。
在整个设计中我懂得了许多东西，也培养了我的动手操作能力和思考问题的能力，树立了对自己工作能力的信心，使我充分体会到了在创造过程中探索的艰难和成功时的喜悦，相信会对今后的学习工作生活有非常重要的影响。
对于很快将参加工作的我来说，在设计过程中所学到的东西是这次课程设计的最大收获和财富，使我受益终身。
在此对辛勤指导的各位老师表示忠心的感谢！
5、参考文献
1.LabVIEW7.1编程与虚拟仪器设计，侯国屏等，清华大学出版社，2005年12月
2.虚拟仪器图形化编程语言LabVIEW教程，刘君华等，西安电子科技大学，2001年8月
3.虚拟仪器技术，许远等，科学出版社，2005年7月
4.LabVIEW虚拟仪器程序设计与应用，王海宝，西安交通大学出版社，2005年4月
5.虚拟仪器设计与实践，雷勇，电子工业出版社，2005年3月
课程设计
评语
课程设计
成绩
指导教师
（签字）
年月日
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