虛擬儀器設(shè)計-數(shù)據(jù)采集系統(tǒng).doc

1、 畢畢 業(yè)業(yè) 設(shè)設(shè) 計（論計（論 文文) ) 虛擬儀器設(shè)計虛擬儀器設(shè)計數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)學(xué)生姓名： 學(xué)號： 學(xué) 院： 系 名： 專 業(yè)： 指導(dǎo)教師： 年 月 日 通信工程摘 要虛擬儀器由通用儀器硬件平臺（簡稱硬件平臺）和應(yīng)用軟件兩大部分構(gòu)成。硬件平臺主要完成對被測信號的進(jìn)行調(diào)理和采集.儀器硬件可以是插入式數(shù)據(jù)采集卡及必要的外圍電路(含信號調(diào)理電路、A/D 轉(zhuǎn)換器、數(shù)字 I/O、定時器、D/A 轉(zhuǎn)換器等）,或者是帶標(biāo)準(zhǔn)總線接口的儀器，如 GPIB、VXI、PXI、STD、PCI 總線儀器和網(wǎng)絡(luò)化儀器等.目前市場上的 A/D 采集卡和數(shù)據(jù)采集卡以及帶標(biāo)準(zhǔn)總線接口的儀器等，其價格均不菲，以畢業(yè)

2、設(shè)計的目的來說，性價比以及實用程度顯的不高。進(jìn)而考慮到計算機中的聲卡本身就是一個 A/D，D/A 的轉(zhuǎn)化裝置，具有 16 位的量化精度、數(shù)據(jù)采集頻率是 44。1kHz,完成可以滿足特定應(yīng)用范圍內(nèi)數(shù)據(jù)采集的需要，個別性能指標(biāo)還優(yōu)于商用數(shù)據(jù)采集卡，而價格卻為商用數(shù)據(jù)采集卡的十分之一或者幾十分之一，在設(shè)計實驗中完全可以滿足要求。因此在本設(shè)計中，數(shù)據(jù)采集裝置主要基于聲卡和 labview 模擬數(shù)據(jù)采集。利用聲卡實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的采集，制作成一個簡易的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)采集、模擬采集數(shù)據(jù)、波形顯示、進(jìn)行低頻濾波四大功能.關(guān)鍵詞：虛擬儀器；數(shù)據(jù)采集；聲卡AbstractVirtual Instrumen

3、t by the General Instrument hardware platform （the hardware platform) and consisted of two major applications。 The main hardware platform to complete the conduct of the measured signal conditioning and acquisition。 Hardware equipment can be a plug-in data acquisition card and the necessary periphera

4、l circuits （including the signal conditioning circuits， A / D converter， digital I / O, timer， D / A converters, etc。), or with the standard bus interface equipment， such as GPIB, VXI， PXI, STD, PCI bus devices and network equipment and so on.本文為互聯(lián)網(wǎng)收集，請勿用作商業(yè)用途個人收集整理，勿做商業(yè)用途Currently on the market A /

5、 D acquisition card and data acquisition cards, as well as the standard bus interface with the equipment, their prices are expensive to design for the purposes of graduation， as well as the usefulness of the significant cost of not very high.To take into account the computers sound card itself is an

6、 A / D, D / A conversion devices, with 16bit quantization precision， data acquisition frequency is 44.1kHz， completed within the scope of application to meet the specific needs of data collection, individual also better than the commercial performance data acquisition card， and the price of commerci

7、al data acquisition card for one-tenth or a few one-tenth of the experiment in the design to meet the requirements completely。Therefore， in this design, data acquisition device is mainly based on the sound card and analog data acquisition labview. The use of sound to achieve the data collection， to

8、create a simple data acquisition system， to achieve data acquisition, analog data acquisition, waveform display， the four major functions for low-frequency filter.Keywords: virtual instrument； data acquisition； sound card目 錄1 緒論 .11.1 虛擬儀器概述.11。1.1 虛擬儀器的產(chǎn)生.11.1.2 虛擬儀器的概念.11.1.3 虛擬儀器的構(gòu)成.21。2 虛擬儀器的發(fā)展趨

9、勢.21。3 本文的研究內(nèi)容 .32 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計 .52。1 LABVIEW軟件創(chuàng)建過程.52.2 設(shè)計方案的比較.62。2。1 軟件比較.62。2.2 聲卡采集數(shù)據(jù)的特點.73 軟件模塊的設(shè)計 .113。1 程序的流程圖.113.2 程序的結(jié)構(gòu)圖.123。3 LABVIEW 簡介 .123.3。1 G 語言簡介 .123.3。2 LABVIEW 程序組成.133.4 數(shù)據(jù)采集和處理模塊.143。4.1 聲音輸入配置虛擬儀器 .153.4。2 聲音輸入讀取虛擬儀器 .173.4。3 聲音輸入清除虛擬儀器 .183.5 數(shù)據(jù)模擬模塊.203.6 低通濾波模塊.223.7 波形顯示模塊.2

10、33.8 小結(jié).234 程序設(shè)計顯示 .254。1 程序的使用方法.254。1.1 程序的環(huán)境.254。1.2 聲卡配置.254.2 程序的總框圖.264.3 程序的調(diào)試結(jié)果.264.3.1 聲卡采集數(shù)據(jù)的結(jié)果 .264。3.2 模擬采集數(shù)據(jù)的結(jié)果 .274。4 小結(jié).295 設(shè)計中遇到的問題 .306 總結(jié)與展望 .31參考文獻(xiàn) .32致 謝 .331 緒論1。1 虛擬儀器概述1.1.1 虛擬儀器的產(chǎn)生虛擬儀器技術(shù)是現(xiàn)在計算機系統(tǒng)和儀器系統(tǒng)相結(jié)合的產(chǎn)物，是當(dāng)今計算機輔助測試領(lǐng)域的一項重要技術(shù).它推動著傳統(tǒng)儀器朝著數(shù)字化，智能化,模塊化，網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展。電子測量儀器發(fā)展至今，大體上可以分為四

11、代：模擬儀器、數(shù)字化儀器、智能儀器和虛擬儀器。第一代模擬儀器，這類儀器在某些實驗室里還能看到，它是以電磁感應(yīng)基本定律為基礎(chǔ)的指針式儀器，如指針式萬用表、晶體管電壓表、指針式電流表等。第二代數(shù)字化儀器,這類儀器現(xiàn)在相當(dāng)普遍，這類儀器將模擬信號的測量值轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，并以數(shù)字方式輸出最終結(jié)果，適用于快速響應(yīng)和較高準(zhǔn)確度的測量，如數(shù)字萬用表、數(shù)字頻率計等。第三代智能儀器，這類儀器內(nèi)置微處理器，可以進(jìn)行自動測試和數(shù)據(jù)處理功能，可能代替部分腦力工作,習(xí)慣上稱為智能儀器.它的功能模塊全部都是以硬件或固定軟件的形式存在，無論是開發(fā)還是應(yīng)用，都缺乏靈活性.第四代虛擬儀器,它是現(xiàn)在計算機軟件技術(shù)、通信技術(shù)和測試

12、技術(shù)高速發(fā)展孕育出的一項革命性技術(shù)，其導(dǎo)致了傳統(tǒng)儀器的結(jié)構(gòu)、概念和設(shè)計觀點都發(fā)生了巨大的變革,它的出現(xiàn)使得人類的測試技術(shù)進(jìn)入了一個新的發(fā)展紀(jì)元。虛擬儀器（Virtual Instruments.簡稱 VI）的概念，是美國國家儀器公司(National Instruments Corp.簡稱 NI）于 1986 年提出的.NI 公司同時也提出了“軟件即儀器”的口號，徹底打破了傳統(tǒng)儀器只能由廠家定義，用戶無法改變的局面，從而引起了儀器和自動化工業(yè)的一場革命.隨著現(xiàn)在硬件和軟件技術(shù)的飛速發(fā)展，儀器的智能化和虛擬化成為各級實驗室以及研究機構(gòu)發(fā)展的方向.虛擬儀器，它既具有傳統(tǒng)儀器的功能，又有別于其他傳統(tǒng)

13、儀器。它能夠充分利用和發(fā)揮現(xiàn)有計算機的先進(jìn)技術(shù)，使儀器的測試和測量及自動化工業(yè)的系統(tǒng)測試和監(jiān)控變得異常方便和快捷。1。1。2 虛擬儀器的概念虛擬儀器是指通過應(yīng)用程序?qū)⒂嬎銠C、軟件的功能模塊和儀器硬件結(jié)合起來，用戶可以通過友好的圖形界面（通常叫做虛擬前面板，簡稱前面板）來操作這臺計算機就像在操作自己定義、自己設(shè)計的一臺個人儀器一樣，從而完成對被測信號的采集、分析、判斷、顯示、數(shù)字存儲等。虛擬儀器以透明的方式，通過軟件對數(shù)據(jù)的分析處理、表達(dá)以及圖形化用戶接口，把計算機資源(如微處理器、顯示器等)和儀器硬件（如A/D、D/A、數(shù)字 I/O、定時器、信號調(diào)理等）的測試能力和控制能力結(jié)合起來。虛擬一起突

14、破了傳統(tǒng)儀器以硬件為主體的模式，實際上使用者是在操作具有測試軟件的電子計算機進(jìn)行測量，猶如操作一臺虛設(shè)的電子儀器。1.1.3 虛擬儀器的構(gòu)成虛擬儀器從構(gòu)成要素上講，由計算機、應(yīng)用軟件和儀器硬件等構(gòu)成;從構(gòu)成分式上講則由以 DAQ 板和信號調(diào)理為儀器硬件而組成的 PC-DAQ 測試系統(tǒng),或已 GPIB，VXI,Serial和 Field bus 等標(biāo)準(zhǔn)總線儀器為硬件組成的 GPIB 系統(tǒng)、VXI 系統(tǒng)、串口系統(tǒng)和現(xiàn)場總線系統(tǒng)等多種形式.虛擬儀器的構(gòu)成如圖 1.1 所示。顯示器信號分析及處理器入機接口各類接口A/D 轉(zhuǎn)換器數(shù)據(jù)發(fā)生器信號調(diào)理器信號調(diào)理器輸入信號D/A轉(zhuǎn)換器信號調(diào)理器信號輸出圖 11 虛擬儀器的結(jié)構(gòu)1.2 虛擬儀器的發(fā)展趨勢虛擬儀器正在繼續(xù)迅速發(fā)展。它可以取代測量技術(shù)在傳統(tǒng)領(lǐng)域的各類儀器。虛擬儀器于靜音狀態(tài).如圖 2-2（a）所示?！驹囊褎h除，如需完整論文，加 QQ：10247336】【通信工程本/?？飘厴I(yè)論文修改與擬稿組