用labview设计的电子秤

基于Labview的智能电子秤设计11设计任务描述1.1设计题目：基于Labview的智能电子秤设计1.2设计要求1.2.1设计目的1.2.2基本要求（1）掌握NI-DAQ使用方法。（2）了解电子秤的测量原理及方法。（3）能够测量重量，显示重量和收费。能够设置量程和输入单价。1.2.3发挥部分电子秤的前面板上有数字小键盘，该小键盘能为电子秤输入单价。基于Labview的智能电子秤设计22设计思路根据此次课程设计的要求，通过自上而下的设计思路，设计该电子秤：（1）利用NI公司提供的数据采集卡和Labview开发数据采集程序，将传感器传过来的电压模拟信号变换成数字信号。采集到得数字信号必定和施加到传感器上的压力有了一定的线性关系，压力又与重量有相等的关系，那么这个数字信号就和重量有线性关系。并且，设计无论选择那个量程传感器所传给采集卡的电压都是0——4V的电压信号。（2）通过这个数字信号在程序中转变成相应的重量g或kg。（这个数字信号通过乘以对应的数值来完成。）在利用【格式化写入字符串】自VI将单位g或kg加到该重量数值后面，构成称重的结果通过【字符串显示控制】把重量在前面板上显示出来。（3）数据小键盘输入货物的单价。单价的单位由所选择的量程自动决定是“元/g”还是“元/kg”。也是通过【格式化写入字符串】把单价值以他的单位合成，通过【字符串显示控制】把单价在前面板上显示出来。（4）将单价乘以重量得到应付款数。在利用上面说的【格式化写入字符串】把应付款数以他的单位合成，通过【字符串显示控制】把单价在前面板上显示出来。（5）通过按【付款】键把消费信息存入计算机D盘中的Excel中，留作日后查看时备用。（6）当数字信号高于4V时，报警。以此来提示销售者量程选择过小。以免算坏传感器。基于Labview的智能电子秤设计33．设计方框图设计方框图展现出的是设计电路的主要框图，在设计时主要实现的功能和流程，简单易懂，在设计框图中需要体现出电路的设计思想。量程选择压力传感器电压信号信号采集卡数字信号×显示量程重量×单价小键盘输入显示重量应付款数显示应付款数同时存入EXCLE捕捉系统时间显示系统时间基于Labview的智能电子秤设计44程序流程图小键盘是否输入单价并且按下【回车键】开始否是DAQ采集信号采集到得值乘以相应的倍率显示重量重量乘以单价显示应付款数采集系统时间显示系统时间是否存入Excel是否基于Labview的智能电子秤设计55各部分设计及参数计算5.1各部分电路设计5.1.1DAQ数字采集小助手的设计：图5-1DAQ子VI示意图设置DAQ为输入电压信号，选择范围为0V到5V，选择通道1。设置成功后当打开数据采集卡并运行程序，将模拟输入端连接到电压信号数据行时。转动电位器，图4-1中的数字信号输出端将输出一个与电位器上电压信号相同的数字信号。该数字信号是以重量成比例关系的。5.1.2量程选择设置：使用下拉列框来选择量程，下拉列框编辑项设置如图4-2所示。图5-2下拉列框编辑项在选择不同的量程是，下拉列框在程序版上将输出相应的值0、1、2、3。5.1.3量程的选择与重量数值的计算：当【请选择量程】下拉列框选择了0到1000g时，它将输出0给【索引数组】，【索引数组】将会把连给它的数组的第0个元素(250)索引出来。索引出来的结果(250),以数据采集卡采集得到的数值相乘，得到重量的数值0到1000。在后面的程序设计中将会为这个表示重量的数值加上单位“/g”。当【请选择量程】下拉列框选择了0到10kg时，它将输出1给【索引数组】，【索引数组】将会把连给它的数组的第1个元素(2.5)索引出来。索引出来的结果(2.5),以数据采集卡采集得到的数值相乘，得到重量的数值0到10。在后面的程序设计中将会为这个表示重量的数值加上单位“/kg”。数字信号输出基于Labview的智能电子秤设计6当【请选择量程】下拉列框选择了0到50kg时，它将输出2给【索引数组】，【索引数组】将会把连给它的数组的第2个元素(12.5)索引出来。索引出来的结果(12.5),以数据采集卡采集得到的数值相乘，得到重量的数值0到50。在后面的程序设计中将会为这个表示重量的数值加上单位“/kg”。图5-3量程的选择与重量数值当【请选择量程】下拉列框选择了0到100kg时，它将输出3给【索引数组】，【索引数组】将会把连给它的数组的第3个元素(25)索引出来。索引出来的结果(25),以数据采集卡采集得到的数值相乘，得到重量的数值0到100。在后面的程序设计中将会为这个表示重量的数值加上单位“/kg”。从而完成量程的选择与重量数值的计算过程。5.1.4过重提醒的设计：图5-4过重提醒的设计由于所设计的压力传感器的安全工作电压在输出为0V到4V之间。如果，我们所采集到得电压信号大于4V，为了仪器的安全就应当报警，来提示人们。如果DAQ输出的数值大重量的数值输出基于Labview的智能电子秤设计7于4V，就说明传感器的输出电压高于4V，传感器会有危险。这是报警指示灯会亮，从而来提醒人们注意。5.1.5重量的数值与它相应单位的合成图5-5重量的数值与它相应单位的合成DAQ采集到的代表重量的电压值乘以相应的扩大倍率得到只是一个数值，它要加上单位才可以表示重量。【量程选择】不但控制了索引要扩大的倍率，还控制了该量程下所对应的单位。重量的数值与索引到的单位通过【格式化写入字符串】得到重量XXXkg，通过字符串显示控制【商品重量】显示出来给消费者和销售者。5.1.6小键盘输入单价图5-6小键盘的前面板设计基于Labview的智能电子秤设计8销售者可以通过前面板上的小键盘输入单价。一按【回车键】就可以将输入的单价输入系统。并且，输入的这个单价会在前面板上显示。以供消费者和销售者核对。小键盘的设计框图如下图5-7所示。图5-7小键盘的程序框图输出单价端基于Labview的智能电子秤设计9图5-8如图5-8所示的程序框图，当2端为真时4端将输出3端的值，当2端为假时它经输出1端的值。设计10个这样的程序框图，这10的程序框图的1端都令为数值0。3端设计为0到9的数值。对应与0到9的数值按钮。当0到9的某一个按钮按下时。这10个程序框图中有一个将输入一个对应于该按钮的数值和9个0到如下图4-9的加和框图中进行加和。图5-9由于计算机的运行速度非常快，在它的一个运行周期内我们是不可能按下两个数据键的，所以图5-9加和后的总和只可能是0到9的值，并且这个总和的数值对应于人们刚刚按下的键。利用移位寄存器，把得到的每一个数值转换成十进制。就是销售者输入的商品单价。例如：销售者按键的顺序是12.5【回车键】。那么移位寄存器即与它连接的程序的动作为0×10+1=11×10+2=1212×10+5=125125÷10=12.5输出单价12.5元。5.1.7单价的显示与应付款数的计算：图5-10单价的显示与应付款数的计算程序框图432110个数据输入端总和输出端输入重量的数值输入重量的单位输入的单价应付款数显示单价显示基于Labview的智能电子秤设计10单价×重量得到应付款数。通过【格式化字符串】把单位“元”加到应付款数的后面。在单价的数值后面加上单位“元/g”或“元/kg”。通过【字符串显示控制】加以显示。5.1.8采集系统当前时间并加以显示：图5-11采集系统当前时间将系统的当前时间采集下来，显示给人们。并且把它同重量、单价、应付款数一起写入电子表格。以供人们日后查看之用。时间将作为它们的一个表示。5.1.9重量、单价、应付款数、时间存入计算机D盘中的Excel中：图5-12重量、单价、应付款数、时间存入计算机D盘中的Excel中但按下【付款】按钮时程序将跳出里面的循环到达外面的循环，这时重量、单价、应付款数、时间存入计算机D盘中的Excel中。5.2各部分参数计算5.2.1DAQ采集到的电压值换成重量的数值的参数计算：由于采集到的电压值都是0到4的值。要以所选的量程对应的重量对应就必须乘以不同的数值。（1）当量程为0到1000g时：（2）当量程为0到10kg时：送人【写入电子表格】框图重量（包括单位）单价应付款数时间01000g==2504到倍率基于Labview的智能电子秤设计11（3）当量程为0到50kg时：（4）当量程为0到50kg时：010kg==2.54到倍率00kg==12.54到5倍率0100kg==254到倍率基于Labview的智能电子秤设计126工作过程分析6.1当重物为830g左右，选择量程为0到1000g，单价为1.2元时：图6-1选择量程和输入单价图6-2重量、单价、应付款数、时间显示6.26.1情况下当物重高于1000g时：图6-3选择量程和输入单价这时过重指示将亮起来。如图6-4所示。基于Labview的智能电子秤设计13图6-4重量、单价、应付款数、时间、报警显示由于1027.5g大于量程1000g。所以过重指示灯亮了。提示销售者该选择更高的量程。以上两组重量、单价、应付款数、时间都被存入了计算机D盘的名为xiaofeijilu的Excel中。如图6-5所示。图6-5名为xiaofeijilu的Excel中的数据记录当你选择其他3个量程时，也与上面5.1,5.2相似。基于Labview的智能电子秤设计147元器件清单序号名称数量/个1While循环结构32条件结构43选择s？t：f104符合运算15下拉列框16布尔按钮137显示列框78写入电子表格文件19格式化写入字符串410创建数组311索引数组212获取日期/时间字符串1基于Labview的智能电子秤设计158主要元器件介绍8.1条件结构：条件结构是LabVIEW最基本的结构之一，条件结构类似于文本编成语言中的switch语句或if…then…else语句。条件结构可从【结构】子选板中创建，条件结构包含选择端口和选择器标签，如图7-1所示。图8-1条件结构在条件结构中，选择端口相当于C语言的switch语句中的表达式，框图表示符相当于“表达式n”。编程时，将外部控制条件连接至选择端口上，程序运行时选择端口会判断送来的控制条件，引导选择结构执行相应框架中的内容。8.2数据采集卡：在设计的过程中，通过传感器把压力信号转换成电压信号，电压信号通过数据采集卡送到计算机系统。一个典型的数据采集卡的功能有模拟输入、模拟输出、数字I/O、计数器/定时器等，这些功能分别由相应的单元电路来实现。模拟输入是采集卡最基本的功能。它一般由多路开关（MUX）、放大器、采样/保持电路，以及A/D转换器来实现，通过这些部分，一个模拟信号就可以转化为数字信号。本次设计选用NI公司的SC-2075型数据采集卡作为系统硬件的核心部分。图8-2数据采集助手8.3While循环结构：图8-3While循环结构选择端口选择器标签重复端口条件端口基于Labview的智能电子秤设计16在Labview中，当不确定循环次数时，用While循环比较方便。它使Labview中一个重要的结构。它相当于C语言的While和do……while结构。条件端口输入的是布尔变量，它用于判断循环在什么条件下停止执行。它有两种使用状态：StopifTrue和ContinueifTrue。当每一次循环结束时，条件条件端口便会检测通过数据连线输入的布尔值，并根据输入的布尔值和其使用状态决定是否继续执行循环。用鼠标右键单击条件端口，在弹出的快捷菜单中选择【真（T）时循环】或【真（T）时继续】，可以切换条件端口的使用状态。重复端口i为当前循环的次数。While循环可以添加移位寄存器。基于Labview的智能电子秤设计17小结虚拟仪器技术是现代仪器技术与计算机技术相结合的产物，是21世纪科学技术中的核心技术之一。它的出现导致传统仪器的结构、概念和设计观点都发生了巨大的变革，代表着仪器发展的最新方向和潮流。虚拟仪器是我们测控技术与仪器专业主修的专业课之一，记得上学期我们刚接触这门课的时候，根本就不知道它是一门什么样的课程，每次上课的时候我们就是按照书本上的例子