虛擬儀器Labview的任意波形發(fā)生器的課程設計

1、虛擬儀器課程課程設計題 目 ： 任意波形發(fā)生器 學院名稱 ： 電氣工程學院 專業(yè)班級 ： 學生姓名 ： 學 號 ： 指導教師 ： 設計地點 ： 設計時間 ： 2011-12-122011-12-18 目錄一、labVIEW介紹.3二、 任意波形發(fā)生器的設計.421小組任務分配.422 儀器功能描述.423任意波形發(fā)生器發(fā)生器的前面板.424任意波形發(fā)生器的程序框圖構成.52. 5 波形產生設計6三、設計小結11一、labVIEW介紹LabVIEW (Laboratory Virtual Instrument EngineeringWorkbench，實驗室虛擬儀器集成環(huán)境是一個基于G（Grap

2、hic）語言的圖形編程開發(fā)環(huán)境，在工業(yè)界和學術界中廣泛用作開發(fā)數據采集系統(tǒng)、儀器控制軟件和分析軟件的標準語言，對于科學研究和工程應用來說是很理想的語言。它含有種類豐富的函數庫，科學家和工程師們利用它可以方便靈活地搭建功能強大的測試系統(tǒng)。LabVIEW編程語言最主要的兩個特點是圖形化編程和數據流驅動：（1）圖形化編程LabVIEW與VisualC+、VisualBasic、LabWindows/CVI等編程語言不同，后幾種都是基于文本的語言，而LabVIEW則是使用圖形化程序設計語言G語言，用框圖代替了傳統(tǒng)的程序代碼，編程的過程即是使用圖形符號表達程序行為的過程，源代碼不是文本而是框圖。一個VI

3、有三個主要部分組成：框圖、前面板和圖標連接器。框圖是程序代碼的圖形表示。 LabVIEW的框圖中使用了豐富的設備和模塊圖標，與科學家、工程師們習慣的大部分圖標基本一致，這使得編程過程和思維過程非常的相似。多樣化的圖標和豐富的色彩也給用戶帶來不一樣的體驗和樂趣。前面板是VI的交互式用戶界面，外觀和功能都類似于傳統(tǒng)儀器面板，用戶的輸入數據通過前面板傳遞給框圖，計算和分析結果也在前面板上以數字、圖形、表格等各種不同方式顯示出來。圖標是VI的圖形符號，連接器則用來定義輸入和輸出，每一個VI都有圖標和連接器。用戶要做的工作就是恰當地設置參數，并連接各個子VI。編程一般步驟就是使用鼠標選取合適的模塊、連線

4、和設置參數的過程，與煩瑣枯燥的文本編程相比更為簡單、生動和直觀。 如果將虛擬儀器與傳統(tǒng)儀器作一類比，前面板就像是儀器的操作和顯示面板，提供各種參數的設置和數據的顯示，框圖就像是儀器內部的印刷電路板，是儀器的核心部分，對用戶來講是透明的，而圖標和連接器可以比作電路板上的電子元器件和集成電路，保證了儀器正常的邏輯和運算功能。（2）數據流驅動宏觀上講，LabVIEW的運行機制已不再是傳統(tǒng)上的馮諾伊曼式計算機體系結構的執(zhí)行方式了。傳統(tǒng)計算機語言（如C語言）中的順序執(zhí)行結構在LabVIEW中被并行機制所代替。本質上講它是一種帶有圖形控制流結構的數據流模式，程序中的每一個函數節(jié)點只有在獲得它的全部輸入數據

5、后才能夠被執(zhí)行。既然LabVIEW程序是數據流驅動的，數據流程序設計規(guī)定，一個目標只有當它的所有輸入有效時才能夠被執(zhí)行；而目標的輸出只有當它的功能完全時才是有效的。于是LabVIEW中被連接的函數節(jié)點之間的數據流控制著程序的執(zhí)行次序，而不像文本程序那樣受到行順序執(zhí)行的約束。我們可以通過相互連接函數節(jié)點簡潔高效地開發(fā)應用程序，還可以有多個數據通道同步運行，即所謂的多線程。在LabVIEW中單擊加亮執(zhí)行（Highlight Execution）按鈕，即可以動畫方式演示框圖的執(zhí)行過程，可以觀察到數據流流動的方式，數據以有色小圓點表示，在各種不同顏色（代表不同數據類型）的連線上流動。二、 任意波形發(fā)生

6、器的設計21小組任務分配一：基本波形源程序設計：正弦波、方波、鋸齒波、三角波。二：自定義波形和停止模塊設計。三 程序前面板總體的設計和程序調試。22 儀器功能描述本儀器功能主要包括四類基本函數信號一正弦波、方波、三角波、鋸齒波的輸出和通過函數輸出產生任意波形。23 任意波形發(fā)生器發(fā)生器的前面板本任意波形發(fā)生器的前面板主要由以下幾個部分構成：頻率控制，波形選擇,偏移量控制、相位控制、輸出波形幅度控制按鈕。圖2.1 函數信號發(fā)生器的前面板24 任意波形發(fā)生器的程序框圖構成圖2.2 任意波形發(fā)生器的程序框圖2.5 波形產生設計波形產生模塊是任意波形發(fā)生器軟件的核心。利用該模塊可實現正弦波、方波、鋸齒

7、波、三角波等波形。通過在波形類型選擇輸入正弦波、方波、鋸齒波、三角波可以顯示函數波形，同時通過自定義函數輸入可以顯示函數波形。正弦波源程序如圖2.3所示圖2.3 正弦波源程序框圖可以通過界面的頻率選型修改頻率大小，通過幅值修改輸出幅值大小，其運行程序如圖2.4所示：圖2.4 正弦波運行圖方波源程序如圖2.5所示：圖2.5 方波源程序框圖圖2.6 方波運行圖鋸齒波源程序如圖2.7所示：圖2.7 鋸齒波源程序框圖圖2.8 鋸齒波運行圖三角波源程序如圖2.9所示：圖2.9 三角波源程序框圖圖2.10 三角波運行圖在自定義框中輸入函數，運行的波形如圖2.11所示：圖2.11 函數sin（w*t）*si

8、n(2*pi(1*t的波形運行圖三、設計小結首先，任意波形發(fā)生器是一種強有力的工具：（1）、 可仿真復雜的實際信號；（2）、 產生使用者設定的復雜波形；（3）、 具有標準函數信號源的功能；（4）、 產生的波形可以修改。其次，這次虛擬儀器課程設計的題目是實現基于LabVIEW的任意波形發(fā)生器。這次的課程設計是從課堂上學到的Labiew軟件操作知識的實際運用。通過這次課程設計，我對Labiew的認識又有了很大程度的提升，并且和同學的團結協(xié)作更加親密了，并且提升了自己遇到問題解決問題的自我動手能力。最后，這次課程設計讓我明白了這門課的重要性和實用性。通過對Labiew軟件的合理操作和運用，我們可以做出各種各樣的東西，解決生活中的很多問題。但是，要想解決這些困難，我們必須勤學多問，多鉆研，多動手，熟練的掌握這么